《2021届高考物理二轮复习多选题专项练习万有引力定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021届高考物理二轮复习多选题专项练习万有引力定律（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2021 届高考物理二轮复习多选题专项练习（ 4）万有引力定律1.如图所示，人造卫星 P（可视为质点）绕地球做匀速圆周运动.在卫星运动轨道平面内，过卫星 P 作地球的两条切线，两条切线的夹角为 ，设卫星 P 绕地球运动的周期为 T，线速度为 v，引力常量为 G.下列说法正确的是( )A. 越大，T 越小B. 越小，v 越大C.若测得 T 和 ，则地球的密度为r=GT23tan3q2D.若测得 T 和 ，则地球的密度为r=3GT 2 sin 3q22.开普勒452b 距离地球 1400 光年.如果将开普勒452b 简化成如图所示的模型：MN 为该星 球的自转轴线. A、B 是该星球表面的两点，它
2、们与地心 O 的连线 OA、OB 与地轴的夹角分别为a=30,b=60；在 A、B 两点分别放置质量为 m 、m 的两物体.设该星球的自转周期为A BT，半径为 R，引力常量为 G.则下列说法正确的是( )2 RA.该星球的第一宇宙速度为TB.若不考虑该星球自转，在 A 点用弹簧测力计测质量为mA的物体，平衡时示数为 F，则星FR 2球的质量为GmAC.放在 A、B 两处的物体随星球自转的向心力之比为mA3mB3mD.放在 A、B 两处的物体随星球自转的向心力之比为 AmB3.如图所示,双星系统由质量不相等的两颗恒星组成,质量分别是M 、m (M m ),它们围绕共同的圆心 O 做匀速圆周运动
3、.从地球看过去,双星运动的平面与 AO 垂直, A、O 间距离恒为 L.观测发现质量较大的恒星 M 做圆周运动的周期为 T,运动范围的最大张角为 Dq(单位是弧度).已知引力常量为 G, Dq很小,可认为 sin Dq=tan Dq=Dq,忽略其他星体对双星系统的作用力.则( )A.恒星 m 的角速度大小为2 MT mB.恒星 m 的轨道半径大小为MLDq2mC.恒星 m 的线速度大小为MLDqmTD.两颗恒星的质量 m 和 M 满足关系式m3 2 ( LDq)3 =( m +M ) 2 2GT 24.2020 年 6 月 23 日,我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第 55 颗导航卫星,
4、至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成.北斗导航系统第 41 颗卫星为地球同步轨道卫星,第 49颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星,它们的轨道半径约为 4.2 107 m ,运行周期都等于地球的自转周期 24 h.倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角,如图所示.已知引力常量G =6.67 10-11N m2/kg2,下列说法正确的是( )A.根据题目数据可估算出地球的质量B.地球同步轨道卫星可能经过北京上空C.倾斜地球同步轨道卫星一天两次经过赤道正上方同一位置D.倾斜地球同步轨道卫星的运行速度大于第一宇宙速度5.2019 年 1 月 3 日，“嫦娥四号”成为了全人类第一个在月球背面成功实施
5、软着陆的探测器.为了减小凹凸不平的月面可能造成的不利影响，“嫦娥四号”采取了近乎垂直的着陆方式.测得“嫦娥四号”近月环绕周期为 T，已知月球的半径为 R，引力常量为 G，下列说法正确的是 ( )A.“嫦娥四号”着陆前的时间内处于失重状态B.“嫦娥四号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的速度为 7.9 km/sC.月球表面的重力加速度 g =月3r =D.月球的密度GT 24 T22R6.如图所示为 a、b 两颗地球卫星的运行轨道示意图，卫星 a 的运行轨道为椭圆；b 为地球同步卫星，其运行轨道为圆形，P 为两卫星轨道的切点.P、 Q分别为椭圆轨道的远地点和近地点.卫星在各自的轨道上正常运行，下列说
6、法正确的是( )A.卫星 a、b的周期可能相等B.卫星 a 在由近地点 Q 向远地点 P 运动的过程中，引力势能逐渐增大 C.卫星 b 经过 P 点时的速率一定大于卫星 a 经过 P 点时的速率D.卫星 b 经过 P 点时的向心力一定等于卫星 a 经过 P 点时的向心力7.甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的 2 倍.下列应用公式进行的推论正确的有（ ）A.由 v = gR 可知，甲的速度是乙的 2 倍c v rB.由 a =w2r可知，甲的向心加速度是乙的 2 倍C.由 F =GMmr 2可知，甲的向心力是乙的14D.由rT32=k 可知，甲的周期是乙的 2 2
7、 倍8.同步卫星的发射方法是变轨发射，即先把卫星发射到离地面高度为 200300 km 的圆形轨道上，这条轨道叫停泊轨道，如图所示，当卫星穿过赤道平面上的 P 点时，末级火箭点火工作，使卫星进入一条大的椭圆轨道，其远地点恰好在地球赤道上空约 36000 km 处，这条轨道叫转移轨道；当卫星到达远地点 Q 时，再开动卫星上的发动机，使之进入同步轨道， 也叫静止轨道.关于同步卫星及其发射过程，下列说法正确的是( )A.在 P 点火箭点火和 Q 点开动发动机的目的都是使卫星加速，因此卫星在静止轨道上运行 的线速度大于在停泊轨道上运行的线速度B.在 P 点火箭点火和 Q 点开动发动机的目的都是使卫星加
8、速，因此卫星在静止轨道上运行 的机械能大于在停泊轨道上的机械能C.卫星在转移轨道上运动的线速度大小范围为 7.911.2 km/sD.所有地球同步卫星的静止轨道都相同9.2019 年 4 月 10 日晚，数百名科学家参与合作的“事件视界望远镜(EHT )”项目在全球多地同时召开新闻发布会，发布了人类拍到的首张黑洞照片。理论表明：黑洞质量M 和半径 R的关系为M c2= ，其中 为光速， R 2GG为引力常量。若观察到黑洞周围有一星体绕它做匀速圆周运动，速率为 ，轨道半径为 ，则可知( )A该黑洞的质量 M =v 2 r2GB该黑洞的质量 M =v 2 rGC该黑洞的半径 R =2v 2c 2r
9、D该黑洞的半径 R =v 2 rc 210.如图所示，质量相同的三颗卫星 a、b、c绕地球沿逆时针方向做匀速圆周运动.其中 a 为遥感卫星“珞珈一号”，在半径为 R 的圆轨道上运行，经过时间 t，转过的角度为 ； b、c为地球的同步卫星，某时刻 a、b 恰好相距最近.已知地球自转的角速度为 ，引力常量为 G， 则( )A.地球质量为 M =q2RGt 23B.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，直接让卫星 c 加速即可D.卫星 a 和 b 下次相距最近还需的时间为2tq-wt11.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
10、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12.2016 年 9 月 15 日，我国的空间实验室“天宫二号”在酒泉成功发射。9 月 16 日，“天宫二号”在椭圆轨道的远地点 A 开始变轨，变轨后在圆轨道上运行，如图所示，A 点离地面高度约为 380 km，地球同步卫星
11、离地面高度约为 36 000 km。若“天宫二号”变轨前后质量不 变，则下列说法正确的是( )A.“天宫二号”在轨道上运行通过近地点 B 时速度最大B.“天宫二号”在轨道上运行的周期可能大于在轨道上运行的周期C.“天宫二号”在轨道上运行的周期一定大于 24 hD.“天宫二号”在轨道上运行通过 A 点时的速度一定小于在轨道上运行通过 A 点时的速 度3 A 答案以及解析1.答案：AD解析：由 GMm v 2 4 2=m =m r ，得 v = r 2 r T 2GM 4 2 r , T =r GM3R q，由几何关系得 =sin ，因地r 2球半径不变，夹角 越大，卫星的轨道半径越小，则T 就越
12、小，A 正确；夹角 越小，卫星 的轨道半径越大，v 就越小，B 错误；若测得 T 和 ，由万有引力充当向心力，有GMm 4 2 4 2 r 3 4 R q =m r ，求得地球的质量 M = ，地球的体积 V = R ，又 =sinr 2 T 2 GT 2 3 r 2，联立解得r=3GT 2 sin 3q2，C 错误，D 正确.2.答案：BC解析：该星球的第一宇宙速度 v =GM 2 R，而 是该星球自转的最大线速度，所以 A 错误； R TF若不考虑该星球自转，B 处的重力加速度 g = ，由 GmAMm gR 2 FR 2 A =m g 得 M = = ，BR 2 G GmA正确；放在 A、B 两处的物体 m 、mA B随星球自转的向心力分别为 F =m w2A Ar =m w2 A AR sina，F =m w2 B Br =m w2 B BR sinb，则F m sin a m A = A = AF m sin b 3m B B B，C 正确，D 错误.3.答案：BCD解析：恒星 m 与 M 具有相同的角速度,则角速度为w =2 T,A 错误;恒星 M 的轨道半径为R =L tanD
