2019年全国版高考物理一轮复习必刷题：模块五 万有引力定律.docxVIP

模块五:万有引力定律 考点1 万有引力定律及其应用 1.(2015·全国卷Ⅰ,21)(多选)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后,先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行;然后经过一系列过程,在离月面4 m高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止);最后关闭发动机,探测器自由下落。已知探测器的质量约为1.3×103 kg,地球质量约为月球的81倍,地球半径约为月球的3.7倍,地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s2。则此探测器(　　)。 A.在着陆前的瞬间,速度大小约为8.9 m/s B.悬停时受到的反冲作用力约为2×103 N C.从离开近月圆轨道到着陆这段时间内,机械能守恒 D.在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度 【解析】设月球表面重力加速度为g,则gg=GMR2GMR2=MM·RR2,代入数据得g≈1.66 m/s2,探测器着陆瞬间的速度v=2gh≈3.6 m/s,A项错误;悬停时F=mg=2158 N,约为2×103 N ,B项正确;发动机反冲力做负功,机械能不守恒,C项错误; 【答案】BD 2.(2016·全国卷Ⅲ,14)关于行星运动的规律,下列说法符合史实的是(　　)。 A.开普勒在牛顿定律的基础上,导出了行星运动的规律 B.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律 C.开普勒总结出了行星运动的规律,找出了行星按照这些规律运动的原因 D.开普勒总结出了行星运动的规律,发现了万有引力定律 【解析】开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律,牛顿在开普勒研究的基础上结合自己发现的牛顿运动定律,发现了万有引力定律,指出了行星按照这些规律运动的原因,B项正确。 【答案】B 3.(2017·北京卷,17)利用引力常量G和下列某一组数据,不能计算出地球质量的是(　　)。 A.地球的半径及地面附近的重力加速度(不考虑地球自转) B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 【解析】由mg=GMmR2,可得M=gR2G,由A项中数据可以求出地球质量。由GMmR2=m2πT2R,可得M=4π2R3GT2,其中R表示地球半径,又知2πR=vT,由B项中数据可以求出地球质量。由GMm 【答案】D 4.(2015·四川卷,5)登上火星是人类的梦想,“嫦娥之父”欧阳自远透露:中国计划于2020年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动,忽略行星自转影响。根据下表,火星和地球相比(　　)。 行星 半径/m 质量/kg 轨道半径/m 地球 6.4×106 6.0×1024 1.5×1011 火星 3.4×106 6.4×1023 2.3×1011 　　A.火星的公转周期较小 B.火星做圆周运动的加速度较小 C.火星表面的重力加速度较大 D.火星的第一宇宙速度较大 【解析】根据开普勒第三定律r3T2=k,知轨道半径越大,公转周期越大,A项错误;设太阳的质量为M,行星的轨道半径为r,行星的质量为m,根据GMmr2=ma可知,轨道半径越大,行星绕太阳做圆周运动的加速度越小,所以B项正确;设行星半径为R,根据GmmR2=mg=mv2 【答案】B 5.(2015·江苏卷,3)过去几千年来,人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内,行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4 天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径的120。该中心恒星与太阳的质量比约为(　　) A.110　　　B.1　　　C.5　　　D. 【解析】 题中这颗行星绕其中心恒星做圆周运动,其向心力由中心恒星与行星间的万有引力提供,即GM中心m行r行2=m行4π2r行T行2,可得M中心=4π2r行3GT行2;同理 【答案】B 考点2 人造地球卫星 1.(2017·全国卷Ⅲ,14)2017年4月,我国成功发射的“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿“天宫二号”原来的轨道(可视为圆轨道)运行。与“天宫二号”单独运行时相比,组合体运行的(　　)。 A.周期变大　　　　　　B.速率变大 C.动能变大 D.向心加速度变大 【解析】由天体知识可知T=2πRRGM,v=GMR,a=GMR2,半径不变,周期T、速率v、加速度a的大小均不变,故A、B、D三项错误。速率v不变,组合体质量m变大,故动能Ek=12mv 【答案】C 2.(2016·全国卷Ⅰ,17)利用三颗位置适当的地球同步卫星,可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通信。目前,地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小,若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的