《（新課標(biāo)）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)19 萬(wàn)有引力與航天（一）（含解析）新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（新課標(biāo)）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)19 萬(wàn)有引力與航天（一）（含解析）新人教版（10頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、萬(wàn)有引力與航天一、選擇題1(多選)在研究發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)與行星間的引力規(guī)律過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A研究思路是根據(jù)行星的受力情況去探究行星的運(yùn)動(dòng)情況B引用了公式F，這個(gè)關(guān)系式實(shí)際上是牛頓第二定律C由太陽(yáng)對(duì)行星的引力表達(dá)式推出行星對(duì)太陽(yáng)的引力表達(dá)式，采用的論證方法是等效法D在開(kāi)普勒第三定律k和引力公式FG中，常數(shù)k和G與太陽(yáng)和行星均無(wú)關(guān)答案BC解析研究思路是根據(jù)行星的運(yùn)動(dòng)情況去探究行星的受力情況，A項(xiàng)錯(cuò)誤公式F實(shí)際上是牛頓第二定律的表達(dá)式由太陽(yáng)對(duì)行星的引力表達(dá)式推出行星對(duì)太陽(yáng)的引力表達(dá)式，采用的論證方法是等效法常數(shù)k與太陽(yáng)有關(guān)，G與太陽(yáng)和行星均無(wú)關(guān)，B、C兩項(xiàng)正確2(2018海南)土星與太陽(yáng)的距離是

2、火星與太陽(yáng)距離的6倍多由此信息可知()A土星的質(zhì)量比火星的小B土星運(yùn)行的速率比火星的小C土星運(yùn)行的周期比火星的小D土星運(yùn)行的角速度大小比火星的大答案B解析A項(xiàng)，萬(wàn)有引力提供向心力，可知土星與火星的質(zhì)量都被約去，無(wú)法比較兩者的質(zhì)量B項(xiàng)，由Gm，得v知軌道半徑小速率大，B項(xiàng)正確C項(xiàng)，由Gmr，得T知r大，周期長(zhǎng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤D項(xiàng)，由，知r大，T大，角速度小，D項(xiàng)錯(cuò)誤3(2018北京)若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下，需要驗(yàn)證()A地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的B月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的C自由落體在月球表

3、面的加速度約為地球表面的D蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的答案B解析設(shè)物體質(zhì)量為m，地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，月球軌道半徑r60R，物體在月球軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a，由牛頓第二定律：Gma地球表面物體重力等于萬(wàn)有引力：Gmg聯(lián)立得：，故B項(xiàng)正確；A、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤4(2017北京)利用引力常量G和下列某一組數(shù)據(jù)，不能計(jì)算出地球質(zhì)量的是()A地球的半徑及重力加速度(不考慮地球自轉(zhuǎn))B人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度及周期C月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及月球與地球間的距離D地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及地球與太陽(yáng)間的距離答案D解析A項(xiàng)，根據(jù)萬(wàn)有引力等于重力mg，可以計(jì)算出地球的質(zhì)量

4、，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，根據(jù)v可計(jì)算出衛(wèi)星的軌道半徑r，萬(wàn)有引力提供向心力，則可求出地球質(zhì)量，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，根據(jù)可求出地球的質(zhì)量，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，可根據(jù)計(jì)算出太陽(yáng)的質(zhì)量，但無(wú)法計(jì)算地球的質(zhì)量，D項(xiàng)錯(cuò)誤5(2018課標(biāo)全國(guó))2018年2月，我國(guó)500 m口徑射電望遠(yuǎn)鏡(天眼)發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖量“J03180253”，其自轉(zhuǎn)周期T5.19 ms.假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體，已知萬(wàn)有引力常量為6.671011Nm2/kg2.以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為()A5104 kg/m3B51012 kg/m3C51015 kg/m3 D51018 kg/m3答案C解析設(shè)位于該星體赤道處的小塊物質(zhì)質(zhì)量為m

5、，物體受到的星體的萬(wàn)有引力恰好提供向心力，這時(shí)星體不瓦解且有最小密度，由萬(wàn)有引力定律結(jié)合牛頓第二定律得：mR球體的體積為：VR3密度為：代入數(shù)據(jù)解得：51015 kg/m3.故C項(xiàng)正確、A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤6(2018武昌區(qū)模擬)2017年6月15日上午11時(shí)，我國(guó)成功發(fā)射首顆X射線空間天文衛(wèi)星“慧眼”“慧眼”在距地面高度為h的圓形軌道上運(yùn)行，地球半徑為R、地球自轉(zhuǎn)周期為T0、地球表面的重力加速度為g、引力常量為G.則下列關(guān)于“慧眼”在軌運(yùn)行的結(jié)論中錯(cuò)誤的是()A線速度大小為vRB角速度大小為C周期為TD向心加速度大小為a(Rh)答案D解析在地球表面的物體受到的重力等于萬(wàn)有引力，有：mgG得：G

6、MR2g，A項(xiàng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有：G，得：vR；故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，根據(jù)v(Rh)角速度：.故B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，G，所以：T.故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，Gma，得ag()2；故D項(xiàng)錯(cuò)誤7(2018武漢模擬)2017年2月23日，天文學(xué)家宣布恒星系統(tǒng)Trappist1的行星可能存在支持生命的水該系統(tǒng)的中央恒星是一顆超低溫紅矮星，其質(zhì)量約為太陽(yáng)質(zhì)量的8%，半徑約為太陽(yáng)半徑的11%，表面溫度約為2 550 K，中央恒星與最近行星的距離是日地距離的1%，則該行星公轉(zhuǎn)周期約為()A1.3天 B2.4天C4.5天 D73天答案A解析行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，故：GmR，解得：T2，故未知行星與地

7、球的公轉(zhuǎn)周期之比為：0.003 5故T10.003 5T20.003 5365天1.3天，故A項(xiàng)正確，B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤8.若金星和地球的公轉(zhuǎn)軌道均視為圓形，且在同一平面內(nèi)，如圖所示在地球上觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)金星與太陽(yáng)可呈現(xiàn)的視角(太陽(yáng)與金星均視為質(zhì)點(diǎn)，它們與眼睛連線的夾角)有最大值，最大視角的正弦值為k，則金星的公轉(zhuǎn)周期為()A(1k2)年 B(1k2)年Ck3年 D.年答案D解析金星與太陽(yáng)的最大視角出現(xiàn)的情況是地球上的人的視線看金星時(shí)，視線與金星的軌道相切，如圖所示為最大視角，由圖可知sin根據(jù)題意，最大正弦值為k，則有：k根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有：聯(lián)立以上幾式得：k3解得：T金T地，D項(xiàng)正確，A、B

8、、C三項(xiàng)錯(cuò)誤9(2018山西一模)一位愛(ài)好天文的同學(xué)結(jié)合自己所學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：在月球表面附近高h(yuǎn)處以初速度v0水平拋出一個(gè)物體，然后測(cè)量該平拋物體的水平位移為x，通過(guò)查閱資料知道月球的半徑為R，引力常量為G，若物體只受月球引力的作用，則月球的質(zhì)量是()A. B.C. D.答案A解析依題意可知，月球表面的物體做平拋運(yùn)動(dòng)，則在水平方向：xv0t豎直方向：hgt2故月球表面的重力加速度：g由Gmg得月球質(zhì)量：M.故A項(xiàng)正確，B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤10.(2018南充模擬)如圖所示，A、B為繩子相連的不同軌道的兩顆衛(wèi)星，一起繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中繩子所在直線始終過(guò)地心，軌道半徑rArB，則()

9、A由公式v知，兩衛(wèi)星的圍繞速度滿足vAvBB衛(wèi)星A上的物體處于完全失重狀態(tài)C兩衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心加速度滿足aAaBD兩衛(wèi)星的運(yùn)行周期相等答案D解析A項(xiàng)，A、B兩顆衛(wèi)星的角速度相同，由vr且rArB，線速度滿足vAvB，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，A空間站受萬(wàn)有引力和沿半徑向外的拉力：GFm2rA，故B項(xiàng)錯(cuò)誤C項(xiàng)，根據(jù)a2r且rArB，可得aBaA，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)可得，兩衛(wèi)星的運(yùn)行周期相等，故D項(xiàng)正確11美國(guó)航天局與歐洲航天局合作，發(fā)射的火星探測(cè)器已經(jīng)成功登錄火星荷蘭企業(yè)家巴斯蘭斯多普發(fā)起的“火星一號(hào)”計(jì)劃打算將總共24人送上火星，創(chuàng)建一塊長(zhǎng)期殖民地若已知萬(wàn)有引力常量G，那么在下列給出的各種情景中，能根

10、據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)求出火星密度的是()A在火星表面使一個(gè)小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，測(cè)出落下的高度H和時(shí)間tB火星探測(cè)器貼近火星表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，測(cè)出運(yùn)行周期TC火星探測(cè)器在高空繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，測(cè)出距火星表面的高度H和運(yùn)行周期TD觀察火星繞太陽(yáng)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，測(cè)出火星的直徑D和運(yùn)行周期T答案B解析由mg，得：，由Hgt2得出g，卻不知火星半徑，A項(xiàng)錯(cuò)誤由mr，得：.當(dāng)rR時(shí)，B項(xiàng)正確，不知火星半徑，C項(xiàng)錯(cuò)誤D項(xiàng)中心天體是太陽(yáng)，據(jù)給出的數(shù)據(jù)無(wú)法計(jì)算火星質(zhì)量，也就不能計(jì)算火星密度，故D項(xiàng)錯(cuò)誤12(2018漳州模擬)2017年4月7日出現(xiàn)了“木星沖日”的天文奇觀，木星離地球最近最亮當(dāng)?shù)厍蛭挥谔?yáng)和木星之間

11、且三者幾排成一條直線時(shí)，天文學(xué)稱之為“木星沖日”木星與地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)不考慮木星與地球的自轉(zhuǎn)，相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表則()質(zhì)量半徑與太陽(yáng)間的距離地球MRr木星約320m約11R約5rA.木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大B木星運(yùn)行的加速度比地球運(yùn)行的加速度大C在木星表面附近發(fā)射飛行器的速度至少為7.9 km/sD下一次“木星星沖日”的時(shí)間大約在2018年8月份答案A解析A項(xiàng)，根據(jù)g，則g地，g木2.6則木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大，故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，根據(jù)a，則a地，a木，則木星的加速度比地球的加速度小，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)v可知v地7.9

12、 km/s2，v木1.71.77.9 km/s2，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，地球公轉(zhuǎn)周期T地1年，木星公轉(zhuǎn)周期T木T地11.18年。設(shè)經(jīng)時(shí)間t，再次出現(xiàn)木星沖日，則有1t2t2，其中1，2，解得t1.1年，因此下一次木星沖日發(fā)生在2018年5月，故D項(xiàng)錯(cuò)誤13(2018云南模擬)如圖所示，不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，下端拴一個(gè)質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，固定細(xì)繩上端懸點(diǎn)，小球可在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)在最低點(diǎn)給小球一個(gè)水平方向的初速度v，在地球表面小球恰能運(yùn)動(dòng)到如虛線所在的水平位置；同樣在最低點(diǎn)獲得水平初速度v，在某星球表面小球恰能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)已知該星球的半徑為地球半徑的1/2，則下

13、列關(guān)于該星球與地球的論述中正確的是()A質(zhì)量之比是25B第一宇宙速度之比是15C近地衛(wèi)星的周期之比為52D以相同的初速度豎直上拋，回到拋出點(diǎn)所用的時(shí)間之比為52答案D解析在地球表面：mv2mg1L，解得g1；在星球表面：mv2mg22Lmv2，其中mg2m，解得g2；根據(jù)M可知，質(zhì)量之比是110，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)v可知，第一宇宙速度之比是1，B項(xiàng)錯(cuò)誤；近地衛(wèi)星的周期：T2可知，周期之比是2，C項(xiàng)錯(cuò)誤；以相同的初速度豎直上拋，回到拋出點(diǎn)所用的時(shí)間t，則到拋出點(diǎn)所用的時(shí)間之比為52，D項(xiàng)正確；故選D項(xiàng)14(2018江西模擬)假設(shè)有一載人宇宙飛船在距地面高度為4 200 km的赤道上空繞地球做勻速圓周

14、運(yùn)動(dòng)，地球半徑約為6 400 km，地球同步衛(wèi)星距地面高為36 000 km，宇宙飛船和一地球同步衛(wèi)星繞地球同向運(yùn)動(dòng)，每當(dāng)兩者相距最近時(shí)宇宙飛船就向同步衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)，然后再由同步衛(wèi)星將信號(hào)發(fā)送到地面接收站，某時(shí)刻兩者相距最遠(yuǎn)，從此刻開(kāi)始，在一晝夜的時(shí)間內(nèi)，接收站共接收到信號(hào)的次數(shù)為()A4次 B6次C7次 D8次答案C解析據(jù)開(kāi)普勒第三定律，R14 200 km6 400 km，R236 000 km6 400 km，同步衛(wèi)星的周期為24 h，飛船的周期T1 h3 h，飛船的角速度為 rad/h，同步衛(wèi)星的角速度為 rad/h，兩者由相距最遠(yuǎn)的時(shí)刻開(kāi)始，當(dāng)距離最近時(shí)，追擊時(shí)間為 h h此后每一次

15、距離最近時(shí)追擊時(shí)間為 h h可以得到24 h內(nèi)完成追擊7次，即七次距離最近，因而發(fā)射了七次信號(hào)，C項(xiàng)正確二、非選擇題15(2018廣西模擬)為了方便研究物體與地球間的萬(wàn)有引力問(wèn)題，通常將地球視為質(zhì)量分布均勻的球體已知地球的質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G，不考慮空氣阻力的影響(1)求北極點(diǎn)的重力加速度的大小；(2)若“天宮二號(hào)”繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道可視為圓周，其軌道距地面的高度為h，求“天宮二號(hào)”繞地球運(yùn)行的周期和速率；(3)若已知地球質(zhì)量M6.01024 kg，地球半徑R6 400 km，其自轉(zhuǎn)周期T24 h，引力常量G6.671011Nm2/kg2.在赤道處地面有一質(zhì)量為m的物體A，用W0表示

16、物體A在赤道處地面上所受的重力，F(xiàn)0表示其在赤道處地面上所受的萬(wàn)有引力請(qǐng)求出的值(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)，并以此為依據(jù)說(shuō)明在處理萬(wàn)有引力和重力的關(guān)系時(shí)，為什么經(jīng)常可以忽略地球自轉(zhuǎn)的影響答案(1)(2)2(3)見(jiàn)解析解析(1)設(shè)北極點(diǎn)的重力加速度為g0，則有m0g0G解得g0(2)設(shè)“天宮二號(hào)”的質(zhì)量為m1，其繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T1，根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律，有Gm1(Rh)解得T12運(yùn)行速率為：v(3)物體A在赤道處地面上所受的萬(wàn)有引力F0G對(duì)于物體A在赤道處地面上隨地球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，設(shè)其所受地面的支持力為N，根據(jù)牛頓第二定律，有F0NmR物體A此時(shí)所受重力的大小為：W0NGmR所以代入數(shù)據(jù)，解得3103.這一計(jì)算結(jié)果說(shuō)明，由于地球自轉(zhuǎn)對(duì)地球赤道處地面上靜止的物體所受重力與所受地球引力大小差別的影響很小，所以通常情況下可以忽略地球自轉(zhuǎn)造成的地球引力與重力大小的區(qū)別10