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1、新高考物理大二轮复习习题汇编章末综合测评(三)万有引力定律及其应用(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，17为单选，812为多选)1在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步关于科学家和他们的贡献，下列说法中错误的是()A德国天文学家开普勒对他的导师第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律B英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”首先较准确的测定了万有引力常量C伽利略用“月地检验”证实了万有引力定律的正确性D牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，物体就不会再落在地球上C根据物理学史可知C错，A、
2、B、D正确2假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么()A地球公转周期大于火星的周期公转B地球公转的线速度小于火星公转的线速度C地球公转的加速度小于火星公转的加速度D地球公转的角速度大于火星公转的角速度D根据Gmrmmanm2r得，公转周期T2，故地球公转的周期较小，选项A错误；公转线速度v，故地球公转的线速度较大，选项B错误；公转加速度an，故地球公转的加速度较大，选项C错误；公转角速度，故地球公转的角速度较大，选项D正确3.如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点
3、已知A、B、C绕地心运动的周期相同，相对于地心，下列说法中正确的是()A物体A和卫星C具有相同大小的线速度B物体A和卫星C具有相同大小的加速度C卫星B在P点的加速度与卫星C在该点的加速度一定不相同D可能出现在每天的某一时刻卫星B在A的正上方D物体A和卫星B、C周期相同，故物体A和卫星C角速度相同，但半径不同，根据vR可知二者线速度不同，A项错；根据aR2可知，物体A和卫星C向心加速度不同，B项错；根据牛顿第二定律，卫星B和卫星C在P点的加速度a，故两卫星在P点的加速度相同，C项错误；对于D选项，物体A是匀速圆周运动，线速度大小不变，角速度不变，而卫星B的线速度是变化的，近地点最大，远地点最小，
4、即角速度发生变化，而周期相等，所以如图所示开始转动一周的过程中，可能会出现A先追上B，后又被B落下，一个周期后A和B都回到自己的起点所以可能出现：在每天的某一时刻卫星B在A的正上方，则D正确4如图所示，我国发射“神舟十号”飞船时，先将飞船发送到一个椭圆轨道上，其近地点M距地面200 km，远地点N距地面340 km.进入该轨道正常运行时，通过M、N点时的速率分别是v1和v2.当某次飞船通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340 km的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，这时飞船的速率为v3，比较飞船在M、N、P三点正常运行时(不包括点火加速阶段)
5、的速率大小和加速度大小，下列结论正确的是()Av1v3v2，a1a3a2Bv1v2v3，a1a2a3Cv1v2v3，a1a2a3Dv1v3v2，a1a2a3D根据万有引力提供向心力，即ma得a，由图可知r1r2r3，所以a1a2a3；当某次飞船通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340 km的圆形轨道，所以v3v2，根据得：v，又因为r1r3，所以v1v3，故v1v3v2.故选D.5同步卫星位于赤道上方，相对地面静止不动如果地球半径为R，自转角速度为，地球表面的重力加速度为g.那么，同步卫星绕地球的运行速度为()A.B.C. D.D同步卫星的向心
6、力等于地球对它的万有引力Gm2r，故卫星的轨道半径r.物体在地球表面的重力约等于所受地球的万有引力Gmg，即GMgR2.所以同步卫星的运行速度vr，D正确6宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕两星球球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法正确的是 ()A双星相互间的万有引力增大B双星做圆周运动的角速度不变C双星做圆周运动的周期增大D双星做圆周运动的速度增大C双星间的距离在不断缓慢增加，根据万有引力定律，FG，知万有引力减小，故A错误根据Gm1r12，Gm2r22，知m1r1m2r2，v1r
7、1，v2r2，轨道半径之比等于质量的反比，双星间的距离变大，则双星的轨道半径都变大，根据万有引力提供向心力，知角速度变小，周期变大，线速度变小，故B、D错误，C正确7恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”中子星中子星的半径较小，一般在720 km，但它的密度大得惊人若某中子星的半径为10 km，密度为1.21017 kg/m3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为()A7.9 km/sB16.7 km/sC2.9104 km/s D5.8104 km/sD中子星上的第一宇宙速度即为它表面处的卫星的环绕速度，此时卫星的轨道半径近似地认为是该中子星的球半径，且中子星对卫星的万有引力充当向心
8、力，由Gm，得v，又MV，得vr1104 m/s5.8107 m/s5.8104 km/s.故选D.8如图所示，我国在轨运行的气象卫星有两类，一类是极地轨道卫星“风云1号”，绕地球做匀速圆周运动的周期为12 h，另一类是地球同步轨道卫星“风云2号”，运行周期为24 h下列说法正确的是() A“风云1号”的线速度大于“风云2号”的线速度B“风云1号”的向心加速度大于“风云2号”的向心加速度C“风云1号”的发射速度大于“风云2号”的发射速度D“风云1号”“风云2号”相对地面均静止AB由k知，风云2号的轨道半径大于风云1号的轨道半径由Gmma得v，a，r越大，v越小，a越小，所以A、B正确把卫星发射
9、的越远，所需发射速度越大，C错误只有同步卫星相对地面静止，所以D错误9假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法正确的是 ()A飞船在轨道上经过P点时的速度大于飞船在轨道上经过P点时的速度B飞船在轨道上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度C飞船在轨道上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道上运动到P点时的加速度 D飞船绕火星在轨道上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以与轨道同样的轨道半径运动的周期相同BC飞船在轨道上运动至P点时必须点火加速才能进入轨道，因此飞船在轨道上经过P点时的速度小于飞船在轨道上经过P点
10、时的速度，A错误；由开普勒第二定律可知，飞船在轨道上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度，B正确；由公式aG可知，飞船在轨道上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道上运动到P点时的加速度，C正确；由公式T2可知，因地球质量和火星质量不同，所以飞船绕火星在轨道上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以与轨道同样的轨道半径运动的周期不相同，D错误10澳大利亚科学家近日宣布，在离地球约14光年的红矮星wolf 1061周围发现了三颗行星b、c、d，它们的公转周期分别是5天、18天、67天，公转轨道可视为圆，如图所示已知万有引力常量为G.下列说法正确的是()A可求出b、c的公转半径之比B可求出c、
11、d的向心加速度之比C若已知c的公转半径，可求出红矮星的质量D若已知c的公转半径，可求出红矮星的密度ABC行星b、c的周期分别为5天、18天，均做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律公式k，可以求解出轨道半径之比，选项A正确；根据万有引力等于向心力列式，对行星c、d，有Gma，故可以求解出c、d的向心加速度之比，选项B正确；已知c的公转半径和周期，根据牛顿第二定律，有Gmr，可以求解出红矮星的质量，但不知道红矮星的体积，故无法求解红矮星的密度，选项C正确，D错误112016年中国发射了“天宫二号”空间实验室和“神舟十一号”载人飞船.2017年4月中国发射的“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”交会对接长
12、征运载火箭将天宫二号送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，B点距离地面的高度为h，地球的中心位于椭圆的一个焦点上“天宫二号”飞行几周后进行变轨进入预定圆轨道，如图所示已知“天宫二号”在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，引力常量为G，地球半径为R.则下列说法正确的是()A“天宫二号”从B点沿椭圆轨道向A点运行的过程中，引力为动力B“天宫二号”在椭圆轨道的B点的向心加速度大于在预定圆轨道上B点的向心加速度C“天宫二号”在椭圆轨道的B点的速度大于在预定圆轨道上的B点的速度D根据题目所给信息，可以计算出地球质量AD“天宫二号”从B点沿椭圆轨道向A点运行的过程中，速度在变大，故受到的地球引力为动力，所
13、以A正确在B点“天宫二号”的向心加速度都是由万有引力产生的，因为同在B点万有引力大小相等，故不管在哪个轨道上运动，在B点时万有引力产生的向心加速度大小相等，故B错误“天宫二号”在椭圆轨道的B点加速后做离心运动才能进入预定圆轨道，故“天宫二号”在椭圆轨道的B点的速度小于在预定圆轨道的B点的速度，故C错误“天宫二号”在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，故周期为T， 根据万有引力提供向心力Gm，得地球的质量M，故D正确12迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese581”运行的行星“G1581c”却很值得我们期待该行星的温度在0 到40 之间，质量是地球的6倍、直径是地球
14、的1.5倍，公转周期为13个地球日“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则()A在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同B如果人到了该行星，其体重是地球上的2倍C该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的倍D由于该行星公转速度比地球大，地球上的物体如果被带上该行星，其质量会稍有变化BD解题关键是明确中心天体对行星的万有引力提供了行星的向心力，对行星的卫星有Gm，得v，将质量关系和半径关系代入得第一宇宙速度关系为2，选项A错误；由Gmg得，人在该行星上的体重是地球上的2倍，选项B正确；对行星应用万有引力定律Gmr，得r，选项C错误根据爱因斯坦的狭义相对论可判D选项正确二、非选择题(本题共6小题，共52分)13(6分)火星半径是地球半径的，火星质量是地球质量的，忽略火星的自转，如果地球上质量为60 kg的人到火星上去，则此人在火星表面的质量是_kg，所受的重力是_N；在火星表面由于火星的引力产生的加速度是_m/s2；在地球表面上可举起60 kg杠铃的人，到火星上用同样的力，可以举起质量_kg的物体(g取9.8 m/s2)解析人到火星上去后质量不变，仍为60 kg；根据mg，则g，所以220.4，所以g火9.80.4 m/s23.92 m/s2，人在火星的重力为mg火603.92
