《云南省峨山2018届高三物理优生辅导专题05：万有引力定律（附解析）$817761.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《云南省峨山2018届高三物理优生辅导专题05：万有引力定律（附解析）$817761.doc（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、云南省峨山彝族自治县第一中学2018届高三物理优生辅导专题05：万有引力定律第一部分 名师综述万有引力定律是高考的必考内容，也是高考命题的一个热点内容。考生要熟练掌握该定律的内容，还要知道其主要应用，要求能够结合该定律与牛顿第二定律估算天体质量、密度、计算天体间的距离（卫星高度）、以及分析卫星运动轨道等相关问题。由于高考计算题量减少，故本节命题应当会以选择题为主，难度较以前会有所降低。本章核心内容突出，主要考察人造卫星、宇宙速度以及万有引力定律的综合应用，与实际生活、新科技等结合的应用性题型考查较多。第二部分 精选试题1.【广西省柳州铁路第一中学2016届高三上学期10月月考理综试题】如图所示
2、，有一个质量为M，半径为R，密度均匀的大球体。从中挖去一个半径为的小球体，并在空腔中心放置一质量为m的质点，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为（已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零）A0 B C D【答案】C考点：考查了万有引力定律的应用 2.【云南省玉溪市第一中学2016届高三上学期期中考试理科综合试题】宇航员在某星球表面完成下面实验：如图所示，在半径为r的竖直光滑圆弧轨道内部，有一质量为m的小球（可视为质点），在最低点给小球某一水平初速度，使小球在竖直面内做圆周运动，测得轨道在最高点和最低点时所受压力大小分别为F1、F2；已知该星球的半径为R，引力常量G，则该星球的第一宇宙速
3、度是（ ）A. 错误！未找到引用源。 B. 错误！未找到引用源。 C.错误！未找到引用源。 D. 【答案】B考点：考查了圆周运动，动能定理，万有引力定律3【广西桂林市第十八中学2016届高三上学期第三次月考理综试题】发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后在圆轨道1的Q点经点火使卫星沿椭圆轨道2运行，待卫星到椭圆轨道2上距地球最远点P处，再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，如图所示则卫星在轨道1、2和3上正常运行时，有：A卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C卫星在轨道1上经Q点的加速度等于它在轨道2上经Q点的加速度D卫星在轨道2上运
4、行时经过P点的加速度跟经过Q点的加速度相等【答案】BC考点：本题考查万有引力定律、匀速圆周运动向心力公式。4.【甘肃省天水市第一中学2016届高三上学期期中考试物理试题】假定地球月球都静止不动.用火箭从地球沿地月连线向月球发射一探测器.假定探测器在地球表面附近脱离火箭.用W表示探测器从脱离火箭处飞到月球的过程中克服地球引力做的功,用Ek表示探测器脱离火箭时的动能,若不计空气阻力.则A.Ek必须大于或等于W,探测器才能到达月球 B.Ek小于W,探测器也可能到达月球C. ,探测器一定不能到达月球 D. ,探测器一定能到达月球【答案】BC【解析】试题分析：探测器脱离火箭后同时受到地球的引力和月球的引
5、力，根据，可知开始时物体受到地球的引力大于受到月球的引力，后来受到月球的引力大于受到地球的引力，所以探测器在运动的过程中地球的引力对物体做负功，月球的引力对物体做正功，所以探测器能够到达月球的条件是必须克服地球引力做功越过引力相等的位置又根据可知探测器受到的引力相等的位置的位置距离地球远而距离月球近，设在探测器运动的过程中月球引力对探测器做的功为，探测器克服地球引力对探测器做的功为W，并且，若探测器恰好到达月球，则根据动能定理可得，即，故探测器能够到达月球的条件是，即，故小于W时探测器也可能到达月球，故A错误B正确；由于，故，假设当时探测器能够到达月球，则仍然成立，可转化为仍然成立，即应有，这
6、显然与相矛盾，故假设不正确即探测器一定不能到达月球，故D错误C正确考点：考查了动能定理，万有引力定律，功能关系5.【黑龙江省哈尔滨市第六中学2016届高三上学期期中考试物理试题】（多选）如练图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨道上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为.万有引力常量为G，则（ ）A发射卫星b时速度要大于11.2 km/sB卫星a的机械能小于卫星b的机械能C若要卫星c与b实现对接，可让卫星c加速D卫星a和b下一次相距最近还需经过t【答案】BD，故D正确.考点：考查了万有引力定律
7、的应用6.【江西省上高县第二中学2016届高三上学期第三次月考物理试题】公元2100年，航天员准备登陆木星，为了更准确了解木星的一些信息，到木星之前做一些科学实验，当到达与木星表面相对静止时，航天员对木星表面发射一束激光，经过时间t，收到激光传回的信号，测得相邻两次看到日出的时间间隔是T，测得航天员所在航天器的速度为v，已知引力常量G，激光的速度为c，则（ ）A.木星的质量 B.木星的质量C. 木星的质量 D.根据题目所给条件，可以求出木星的密度【答案】AD考点：考查了万有引力定律的应用 7.【宁夏银川市第二中学2016届高三上学期统练（三）物理试题】如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运
8、动，从图示位置计时，若在相同时间内水星转过的角度为1；金星转过的角度为2（1、2均为锐角），则由此条件可知（ ）A水星和金星绕太阳运动的周期之比B水星和金星的密度之比C水星和金星到太阳的距离之比D水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比【答案】ACD考点：考查了万有引力定律的应用 8【湖南省衡阳市第八中学2016届高三上学期第二次月考物理试题】若已知地球质量为M，半径为R.万有引力常数为G，以下说法正确的是： ( )A.在地球上以初速度v0竖直上抛一个物体，物体落回到抛出点所用时间为B.在地球上以初速度v0竖直上抛一个物体，物体上升的最大高度为C在地球上发射一颗绕它作圆形轨道运行的卫星的最大运
9、行速度为D.在地球上发射一颗绕它作圆形轨道运行的卫星的最小周期为【答案】BD【解析】试题分析：根据知，则上升的最大高度根据竖直上抛运动的对称性，则运动的时间故B正确，A错误。卫星绕地球做圆周运动的最大速度是贴近地球表面做圆周运动的速度，根据，解得：故C错误根据，周期，知轨道半径越小，周期越小，当轨道半径等于地球半径时，周期最小，值为故D正确考点：竖直上抛运动；万有引力定律及应用9【广东省广州市执信中学2016届高三上学期期中考试理综试题】太空中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用.已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗
10、星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行.设这三个星体的质量均为M，并设两种系统的运动周期相同，则 A直线三星系统中甲星和丙星的线速度相同B此三星系统的运动周期为C三角形三星系统中星体间的距离为D三角形三星系统的线速度大小为【答案】BC考点：万有引力定律的应用. 10. 【四川省成都市第七中学2016届高三10月阶段性考试理综试题】1798年英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G，因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人，若已知万有引力常量G，地球表面处的重力加速度g，地球半径为R，地球上一
11、个昼夜的时间为T1（地球自转周期），一年的时间T2（地球公转的周期），地球中心到月球中心的距离L1，地球中心到太阳中心的距离为L2你可估算出（ ）A、地球的质量 B、太阳的质量C、月球的质量 D、可求月球、地球及太阳的密度【答案】AB考点：万有引力定律的应用.11.【江西省上高县第二中学2016届高三上学期第三次月考物理试题】未来“嫦娥五号”落月后，轨道飞行器将作为中继卫星在绕月轨道上做圆周运动，如图所示设卫星距离月球表面高为h，绕行周期为T，已知月球绕地球公转的周期为T0，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球半径为r，万有引力常量为G试分别求出：（1）地球的质量和月球的质量；（2）中
12、继卫星向地球发送的信号到达地球，最少需要多长时间？（已知光速为c，且hrR）【答案】（1）（2）【解析】试题分析：（1）设地球的质量为，月球的质量为，卫星的质量为，地球表面 某一个物体的质量为，地球表面的物体受到的地球的吸引力约等于重力，则：，所以由万有引力定律及卫星的向心力公式知：解得： (2分)（2）设月球到地球的距离为L，则：所以： (2分)由于hrR，所以卫星到达地面的距离：中继卫星向地球发送的信号是电磁波，速度与光速相等，即v=c，所以：s=ct时间：(2分)考点：考查了万有引力定律的应用12.【山西省祁县中学2016届高三10月月考物理试题】黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，
13、探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成。两星视为质点，不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示。引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。（1）可见星A所受暗星B的引力可等效为位于O点处质量为的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为、，试求（用、表示）；（2）求暗星B的质量与可见星A的速率v、运行周期T和质量之间的关系式；（3）恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量的2倍，它将有可能成为黑洞。若可见星A的速率v2.71
14、05m/s，运行周期T4.7104s，质量m16，试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗？（G6.671011Nm2/kg2，ms201030kg）【答案】（1） (3)有可能是黑洞可见，的值随n的增大而增大，令n=2时得要使式成立，则n必须大于2，即暗星B的质量必须大于，由此得出结论，暗星B有可能是黑洞。考点：考查了万有引力定律的应用13【湖南师范大学附属中学2016届高三月考（三）物理试题】（11分）试将一天的时间记为T，地球半径记为R，地球表面重力加速度为g（结果可保留根式） （1）试求地球同步卫星P的轨道半径RP；（2）若已知一卫星Q位于赤道上空且卫星Q运动方向与地球自转方向相反，赤道上一城市A的人平均每三天观测到卫星Q四次掠过他的上空，试求Q的轨道半径RQ【答案】（1）（2）考点：万有引力定律的应用. - 12 -
