《2019年高三物理一轮达标训练--万有引力定律及其应用(附解析)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高三物理一轮达标训练--万有引力定律及其应用(附解析)（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实用精品文献资料分享2019年高三物理一轮达标训练-万有引力定律及其应用（附解析）4万有引力与航天 一、选择题（17题为单项选择题，814题为 多项选择题）1. （2017?湖南衡阳五校联考）在力学理论建立的过程中， 有许多伟大的科学家做出了贡献。 关于科学家和他们的贡献，下列说 法中不正确的是（）A .伽利略首先将实验事实和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来B .笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了 贡献C .开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律 D.牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量答案 D2.假设有一星球的密度与地球相同，但它表面处的重力加速度是地 球表面重力加
2、速度的4倍，则该星球的质量是地球质量的（）A.14B. 4倍C . 16倍D . 64倍 解析 由GMmR2mg得M= gR2G所以p =MV= gR2G4n R3= 3g4 n GR p = p 地，即 3g4 n GR= 3g 地 4 n GR 地，得R= 4R地，故MMfe= gR2G?G地 R2地=64。选项D正确。答 案D3 .火星成为我国深空探测的第二颗星球，假设火星探测器在着陆前，绕火星表面匀速飞行（不计周围其他天体的影响），宇航员测 出飞行N圈用时t，已知地球质量为M地球半径为R,火星半径为r, 地球表面重力加速度为g。则（）A .火星探测器匀速飞行的速度约为2n NRt B.
3、火星探测器匀速飞行的向心加速度约为 4 n 2N2rt2C. 火星探测器的质量为4n N2r3gR2t2 D .火星的平均密度为3n MN2gR2t解析 火星探测器匀速飞行的速度约为 v = 2n Nrt , A错 误；火星探测器匀速飞行，GM火 m探r2 = m探v2r，对于地球，g = GMR2两式结合，得到皿火=4n 2N2r3Mt2gR2火星的平均密度为p =M火V= 3n MN2gR2t2故D错误；火星探测器的质量不可能计算出 来，故C错误。答案 B 4.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
4、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 X 106 6.0 X 10241.5 X 1011 火星 3.4 X 106 6.4 X 1023 2.3 X 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 由GMmr=m4兀2T2r = ma知， T= 2n r3GM a = GMr2轨道半径越大，公转周期越大，加速度越小，由于r火r地，故选项A错误，B正确；由GMmR2mg得g = GMR2 g地g火=皿地M火？R火R地2=2.6，火星表面的重力加速度较小， C错误；由GM
5、m=mv2R得v= GMR v地v火=皿地皿火？R火R地= 5,火星的第一宇宙速度较小，D错误。答案 B 5 .中国北斗卫星 导航系统（BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球 定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS之后第三个 成熟的卫星导航系统。预计2020年左右，北斗卫星导航系统将形成 全球覆盖能力。如图1所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图， 已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则（）图1 A .卫星a的角速度小于c的角速度B .卫星a的加速度大于b 的加速度C .卫星a的运行速度大于第一宇宙速度 D .卫星b的周期 大于24
6、h解析 a的轨道半径大于c的轨道半径，因此卫星a的角 速度小于c的角速度，选项A正确；a的轨道半径与b的轨道半径相 等，因此卫星a的加速度等于b的加速度，选项B错误；a的轨道半 径大于地球半径，因此卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，选项 C 错误；a的轨道半径与b的轨道半径相等，卫星b的周期等于a的周 期，为24 h，选项D错误。 答案 A 6 . （2015?海南单科，6）若在 某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2 : 7,已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R。由此可知，该行星的半 径约为（）A.12R B.72
7、R C . 2R D.72R解析 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，即x= vOt，在竖直方向上做自由落体运动， 即h= 12gt2，所以x = v02hg,两种情况下，抛出的速率相同，高度 相同，所以g行g地=x2地x2行=74,根据公式GMmRSmg可得R2 =GMg故R行R地=皿行M地?g地g行=2,解得R行=2R,故C正 确。答案 C 7. （2018?辽宁大连重点中学联考）如图2所示，某极 地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬60的正上方按图示方向第一次运行到南纬 60的正上方时所用时 间为1 h,则下列说法正确的是（）图2 A.该卫星的运行速度一定大于7.
8、9 km/s B.该卫星与同步卫星的运行速度之比为 1 : 2 C.该 卫星与同步卫星的运行半径之比为 1 :4 D.该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能 解析 近地卫星的环绕速度等于第一宇宙速度7.9 km/s。根据GMmrmv2r,得v = GM,半径越大线速度越小，该 卫星的半径大于地球半径，则其运行速度一定小于7.9 km/s，选项A错误；该卫星从北纬60至U南纬60 转过120用时1 h,贝卩其转 过360用时3 h，即周期为3 h，而同步卫星的周期为24 h，即该 卫星与同步卫星的周期之比为 1 : &根据GMmrm4兀2T2r,得r3T2 =GMn 2,则可得半径之比为1 :
9、4,选项C正确；再由v = GMr可得 该卫星与同步卫星的运行速度之比为 2 : 1,选项B错误；该卫星与 同步卫星的质量关系未知，无法判断两者机械能的大小关系，选项D错误。答案 C8 .下列关于三种宇宙速度的说法正确的是（）A.第一宇宙速度v1 = 7.9 km/s，第二宇宙速度 v2 = 11.2 km/s，贝S 人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1,小于v2 B.美国发射的“凤凰”号火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度 C.第二宇宙速度是使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行 的小行星的最小发射速度 D .第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫 星绕地球做圆周运动的
10、最大运行速度解析 根据v = GMr可知，卫星的轨道半径r越大，即距离地面越远，卫星的环绕速度越小，v1 = 7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，选项D正确；其余绕地球在圆轨道上运行时的卫星的速度都小于第一宇宙速度， 选项A错误；美国发射的“凤凰”号火星探测卫星，仍在太阳的引力范围内，所以其发射速度小于第三宇宙速度，选项 B错误；第二宇宙 速度是物体挣脱地球束缚而成为一颗绕太阳运行的小行星的最小发 射速度（在地面上发射），选项C正确。答案 CD 9.据报道，目前 我国正在研制“萤火二号”火星探测器。 探测器升空后，先在近地轨 道上以线速度v环绕地球飞行，再调整速度进入
11、地火转移轨道， 最后 再一次调整速度以线速度v在火星表面附近环绕飞行。若认为地球 和火星都是质量分布均匀的球体，已知火星与地球的半径之比为1 : 2, 密度之比为5 : 7,设火星与地球表面重力加速度分别为 g和g,下 列结论正确的是（）A. g： g = 4 : 1 B. g： g = 5 : 14 C. v：v=528 D. v： v= 514解析 在天体表面附近，重力与万有引力近 似相等，GMmR2mgM=p 43 nR3,解两式得：g = 43G兀pR,所以g： g = 5 : 14, A项错，B项正确；探测器在天体表面飞行时，万有 引力充当向心力，即：GMmR2mv2R M= p 4
12、3 n R3,解两式得：v = 2RGt p 3,所以 V： v= 528,C项正确，D项错。答案 BC10.(2018? 山西四校联考)宇宙中有这样一种三星系统，系统由两个质量为m的小星体和一个质量为M的大星体组成，两个小星体围绕大星体在同一 圆形轨道上运行，轨道半径为r。关于该三星系统的说法正确的是 ()A.在稳定运行的情况下，大星体提供两小星体做圆周运动的向心力B .在稳定运行的情况下，大星体应在小星体轨道中心，两小 星体在大星体相对的两侧 C .小星体运行的周期为T= 4n r32G (4M + m D .大星体运行的周期为T= 4n r32G (4M+ m)解析 在稳定 运行的情况下
13、，对某一个环绕星体而言，受到其他两个星体的万有引 力，两个万有引力的合力提供环绕星体做圆周运动的向心力，选项A错误；在稳定运行的情况下，大星体应在小星体轨道中心，两小星体 在大星体相对的两侧，选项 B正确；对某一个小星体有 GMmr+Gmm(2r)2 = 4n 2rmT2,解得小星体运行的周期为 T= 4n r32G(4M+ m)， 选项C正确；大星体相对静止，选项 D错误。答案 BC11 .北斗卫 星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统， 建成后的北斗卫星导航系统包括 5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星。 关于这些卫星，下列说法正确的是()A. 5颗同步卫星的轨道半径都相同
14、B. 5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内 C .导航系 统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度D.导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的卫星，周期越小解析 所有同步卫星的轨道都位于赤道平面内，轨道半径和运行周期都相同，选项A、B正确； 卫星绕地球做匀速圆周运动，有 GMmr= mv2r，v = GM，故随着卫星 运行轨道半径的增大，运行速度减小，在地球表面附近运行的卫星的 速度最大，等于第一宇宙速度，导航系统所有卫星运行的速度都小于 第一宇宙速度，选项C错误；由GMmr=m4兀2T2r得T2= 4n 2r3GM 则轨道半径越大，周期越大，选项 D错误。答案 AB12.某物理兴 趣小组通过
15、查资料得到以下量的具体数据(用字母表示)：地球半径R, 地球质量m日地中心距离r，地球的近地卫星绕地球运行的周期 T1， 地球的同步卫星绕地球运行的周期 TO,地球绕太阳运行的周期T。由此可知()A.太阳质量为r3T21mR3T2B.太阳质量为R3T2mr3T20C.地球同步卫星离地面的高度为(3T20T21 -1)R D.地球同步卫星离 地面的高度为(3T2仃201)R解析 设太阳质量为M由万有引力提 供向心力有 GMmrm4兀2T2r，在地球表面有 Gmm R2= m 4 n 2T21R 得M= r3T21mR3T2 A正确，B错误；由开普勒第三定律有 R3T21= (R + h) 3T2
16、0,可得地球同步卫星离地面的高度为h= (3T20T21 1)R ,C正确，D错误。 答案 AC 13.海南文昌卫星发射场靠近赤道，主 要用于发射中国新一代无毒、无污染运载火箭和新型航天器，承担地 球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测航天器 等航天发射任务。假设海南文昌卫星发射场的地理纬度是0，地球半径为R,地球自转周期为T,该地的重力加速度为g,则()A.卫星静止在发射塔时的线速度为 2n RT B.质量为m的卫星所受地球的 引力可能小于mgC.质量为m的卫星静止在发射塔时的向心加速度 a =(2 n T)2Rcos 0 D.质量为m的卫星静止在发射塔时对发射塔的压 力大小等于mg解析 卫星静止在发射塔时的线速度为 v= 3 Rcos 0 =2 n Rcos 0 T,选项A错误；由于地球自
