2023届高考物理一轮复习专题训练：万有引力定律（word版含答案）.doc

2023届高考物理一轮复习专题训练：万有引力定律一、选择题（本大题共12小题）1（2022·云南·昭通市昭阳区第三中学高三阶段练习）关于万有引力的公式，下列说法错误的是（）A当r趋近于0时，两物体间的万有引力将变的无穷大B太阳与行星间的引力是一对平衡力C公式中的G是比例系数，与太阳质量、行星质量都没有关系D分子间的引力也可以用万有引力公式计算2（2022届青海省西宁市高三（下）二模理综物理试题）从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。“祝融”火星车登陆火星之前，“天问一号”探测器环绕火星变轨示意图如图所示。已知地球表面的重力加速度为g，火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的；“祝触”火星车的质量为m，引力常数为G。则下列说法正确的是（）A“天问一号”在圆轨道I上的机械能大于在椭圆轨道II上的机械能B“天问一号”在椭圆轨道II运行到P点的速度大于在椭圆轨道III运行到P点的速度C若轨道I为贴近火星表面的圆轨道，测得“天问一号”在轨道I运动的角速度为，则火星的密度约为D“祝融”火星车在火星表面所受的重力约为3（2022·甘肃·天水市第一中学高三阶段练习）两个质量都为50kg相距1m的人之间的万有引力大约为（）N。（万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2）A1.67×10-10B1.67×10-7C1.67×10-8D1.67×10-94（2022届上海市松江区高三（下）二模物理试题）2020年5月22日，“祝融号”火星车驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测，火星的质量和半径分别约为地球和，则火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比约为（）A0.2B0.4C2.5D55（2022·广东·模拟预测）2021年10月16日6时56分，“神舟十三号”采用自主快速交会对接模式成功对接于“天和”核心舱径向端口，与此前已对接的“天舟二号”、“天舟三号”货运飞船一起构成四舱（船）组合体，随后3名航天员从神舟十三号载人飞船进入“天和”核心舱。若核心舱绕地球的运动可视为匀速圆周运动，已知引力常量G，则由下列物理量可以计算出地球质量的是（）A核心舱的质量和绕地球运行的半径B核心舱的质量和绕地球运行的周期C核心舱绕地球运行的角速度和周期D核心舱绕地球运行的线速度和角速度6（2022·贵州·贵阳一中高三阶段练习）宇宙中有很多恒星组成的双星运动系统，两颗恒星仅在彼此的万有引力作用下，绕共同点做匀速圆周运动，如图所示。假设该双星1、2的质量分别为、，圆周运动的半径分别为、，且小于，共同圆周运动的周期为T；引力常量为G。则下列说法正确的是（）A恒星1做圆周运动的向心加速度为B恒星1表面的重力加速度一定大于恒星2表面的重力加速度C恒星1的动量一定大于恒星2的动量D某些双星运动晚期，两者间距逐渐减小，一者不断吸食另一者的物质，则它们在未合并前，共同圆周运动的周期不断减小7（2022·广东·华南师大附中三模）现实版的倒霉熊乔伊曾因为白化病两次被送到北极，还有一次被送到位于赤道的北极馆。若乔伊质量始终为m，它在北极和北极馆的重力差为，地球半径R，则可求出同步卫星运动的周期为（）ABCD8（2022·山东·安丘市普通教育教学研究室高三期末）在中国空间站“天和”核心舱圆满完成两次“中国空间站太空授课”的“神舟十三号”飞行乘组航天员，已于4月16日采用“快速返回”技术安全返回。已知空间站离地面的高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球自转。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A在空间站内可以利用天平称量出“冰墩墩”的质量B空间站轨道处的重力加速度大小为C地球的平均密度为D空间站的线速度大小为9（2022·山西·怀仁市第一中学校高三期末）2021年10月16 日，神舟十三号飞船顺利将3名航天员送入太空，并与天和核心舱成功对接；已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动，离地球表面的距离约为390km，地球半径约为6400km，地球表面的重力加速度g取10 m/s2，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，下列说法正确的是（）A核心舱绕地球运行的速度大于7.9 km/sB核心舱的向心加速度大于gC由题干条件可以求出地球的质量D考虑到稀薄大气的阻力，若无动力补充，核心舱的运行速度会越来越小10（2022·河南三门峡·模拟预测）我国自主研发的北斗卫星导航系统由35颗卫星组成，包括5颗地球静止同步轨道卫星和3颗倾斜同步轨道卫星，以及27颗相同高度的中轨道卫星。中轨道卫星轨道高度约为，同步轨道卫星的高度约为，已知地球半径为，这些卫星都在圆轨道上运行。关于北斗导航卫星，下列说法正确的是（）A倾斜同步轨道卫星的动能与静止同步轨道卫星的动能一定相等B静止同步轨道卫星绕地球运行的线速度比月球绕地球运行的线速度大C中轨道卫星的运行周期约为D中轨道卫星的发射速度大于11（2022·江苏·公道中学模拟预测）2022年3月30日上午10时29分，我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭成功将天平二号A、B、C卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，若已知A、B、C卫星绕地球做近似圆周运动，高地高度分别是、和hc，且，环绕周期分别是、和，地球表面重力加速度为g，则以下说法正确的是（）A天平二号A星可能在地表上空沿某一经度线做匀速圆周运动B根据开普勒第三定律有C根据题中所给信息，可计算地球的质量D根据题中所给信息，无法算地球的密度12（2022·安徽·定远县民族中学高三阶段练习）使物体成为卫星的最小发射速度称为第一宇宙速度，而使物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度，与的关系是1，已知某星球半径是地球半径R的，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的，地球的平均密度为，不计其他星球的影响，则（）A该星球上的第一宇宙速度为B该星球上的第二宇宙速度为C该星球的平均密度也为D该星球的质量为二、填空题（本大题共4小题）13（2022·上海奉贤·二模）已知火星半径约为，火星表面处自由落体的加速度大小约为，则火星的质量约为_kg。2021年2月，我国“天问一号”探测器成功进入绕火星的椭圆停泊轨道，则探测器在停泊轨道上离火星表面最近时的速度大小_最远时的速度大小（选填“大于”“等于”或“小于”）。（引力常量）14（2022·广西河池·高三阶段练习）“天问一号”是中国行星探测器名称，该名称源于屈原长诗天问，表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着，体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境假设“天问一号”着陆火星前在贴近火星表面的轨道（可认为其轨道半径等于火星半径）上做匀速圆周运动，用秒表测得其绕行一周所用时间为t1；着陆火星后在距离火星表面h高度处，无初速释放一小球，经时间t2小球落地，引力常量为G。（1）根据以上实验信息可以确定火星表面的重力加速度大小为_；（2）由此可以估算出火星半径大小为_；火星密度约为_。（用所测物理量的符号表示）15（2022·北京·昌平一中高三期末）太阳地球和月亮大致在同一个平面内运动，地球和月亮公转也都近似是匀速圆周。日地距离大约是地月距离的400倍。虽然日历上一年为12个月，但按照准确的天文数据，一年月亮可以绕地球公转13周多一点。（计算结果都保留一位有效数字）（1）估算月亮公转和地球公转的向心加速度之比_；（2）估算太阳与地球的质量之比_；（3）由于太阳引力大于地球引力，如图当月亮恰好转到日地连线之间时，它所受合力指向太阳，此后一小段时间内，月球何去何从？下列最靠谱的一个选项是_；A靠近地球B远离地球C靠近太阳D远离太阳16（2022·江西·景德镇一中高三期末）由于地球的自转而使物体在地球上不同的地点所受的重力不同。某一物体在地球两极处称得的重力大小为，在赤道上称得的重力大小为，设地球自转周期为，万有引力常量为，地球可视为规则的球体，则地球的平均密度为_，若给地球发射一颗近地卫星，测得其环绕周期为，则地球的平均密度又可以表示为_。三、解答题（本大题共6小题）17（2022·甘肃·天水市第一中学高三阶段练习）设想利用载人飞船探索行星，飞船上备有计时器、质量为m的物体P、测力计等实验器材。该飞船到达很靠近行星表面的圆形轨道（轨道半径近似等于行星半径）绕行数圈后着陆。宇航员测得飞船绕行周期为T，物体P处于行星表面的重力为F。已知万有引力常量为G。不考虑行星自转。根据这些已知量，求：（1）行星表面的重力加速度g；（2）行星的密度。18（2022·四川·威远中学校高三阶段练习）2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。若在地球表面某高度以某一初速度水平抛出一小球，测得落地时水平射程为x1，在火星表面相同高度和相同初速度抛出，测得落地时水平射程为x2.假设“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动周期为T。已知火星的半径为R，地球表面重力加速度的大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转影响。求：（1）火星的质量M；（2）火星的第一宇宙；（3）“天问一号”绕火星飞行时的距离火星表面的高度h。19（2022·山西·怀仁市第一中学校高三期末）“天问一号”一次性完成了“绕、落、巡”三大火星探测目标，惊艳了全世界。假设在火星上做如图所示的实验，在光滑的圆锥顶用长的细线悬挂一质量为的小球，圆锥顶角为74°，当圆锥和球一起绕圆锥轴线以周期T匀速转动时，球恰好对锥面无压力。已知火星质量为地球质量的，火星半径为地球半径的，地球表面的重力加速度，地球半径，忽略星球的自转。求：（1）火星表面的重力加速度g的大小；（2）在火星上发射卫星的第一宇宙速度v；（3）小球恰好对锥面无压力时细线对小球的拉力F及圆锥和小球一起匀速转动的周期T。20（2022·天津市咸水沽第一中学模拟预测）我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T。已知火星的半径为R，火星表面的重力加速度的大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转。求（1）火星的质量M；（2）火星的第一宇宙速度；（3）在电场中我们利用来定义电场强度，引力场与电场有相似的性质，请你求“天问一号”所处轨道的引力场强度是多大？21（2022·河北张家口·高三期末）2020年12月1日，“嫦娥五号”探测器成功着陆在月球正面预选着陆区实现软着陆。如图甲所示，探测器在月球表面着陆前反推发动机向下喷气以获得向上的反作用力，探测器减速阶段可看作竖直方向的匀变速直线运动。若探测器获得的反作用力大小为F，经历时间t0，速度由减速到0，月球半径为R，万有引力常量为G，探测器质量为m。求：（1）月球表面的重力加速度大小；（2）月球的质量和密度；（3）如图乙所示，若将来的某天，中国宇航员在月球表面做了如图乙所示的实验，将一根长为L的细线的一端固定在O点，另一端固定一小球，使小球在竖直而内恰好做完整的圆周运动，则小球在最高点的速度大小是多少。22（2022·云南·东川明月中学高三期末）如图所示，王亚平用古筝弹奏了茉莉花，从中国空间站为中国人民送上元宵祝福。中国空间站在离地面高度km的圆周轨道绕地球做匀速圆周运动，一天（24h）内可以绕地球转动16圈。已知地球半径，万有引力常量，。求：（计算结果请保留两位有效数字）（1）空间站绕地球做匀速圆周运动的线速度v；（2）地球的质量M。参考答案：1ABD2C3B4B5D6D7B8D9C10B11D12B13          大于14               15     0.4          D16          17（1）；（2）=18（1）；（2）；（3）19（1）；（2）；（3），20（1）；（2）；（3）21（1）；（2），；（3）22（1）；（2）答案第3页，共1页