高考物理一轮总复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 基础课4 万有引力定律的理解及应用练习（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc

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1、基础课 4 万有引力定律的理解及应用1(2019届湖北武昌实验中学检测)万有引力的发现实现了物理学史上第一次大统一：“地上物理学”和“天上物理学”的统一，它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律牛顿发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道简化为圆轨道，还应用到了其他的规律和结论下面的规律和结论没有被用到的是()A开普勒的研究成果B卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常量C牛顿第二定律D牛顿第三定律解析：选B牛顿在发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道简化为圆轨道，这就是开普勒第一定律，由牛顿第二定律列出万有引力提供向心力，再借助牛顿第三定律推算物体对地球的作用力与什么有关系，同时应用开普勒第

2、三定律导出万有引力定律，而卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常量，是牛顿发现万有引力定律之后，故B选项正确2(2018届湖南岳阳一模)地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫做天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离已知木星公转的轨道半径约5.0天文单位，请估算木星公转的周期约为()A3年 B5年C11年 D25年解析：选C根据开普勒第三定律得：，解得：T木T地1年11年，故选项C正确3(2015年重庆卷)宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速

3、度大小为()A0 B.C. D.解析：选B飞船受的万有引力等于该处所受的重力，即Gmg，得g，选项B项正确4(2018届安徽皖南八校联考)一颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星，其轨道半径上对应的重力加速度为地球表面重力加速度的四分之一，则某一时刻该卫星观测到地面赤道最大弧长为(已知地球半径为R)()A.R B.RC.R D.R解析：选A在轨道上Gmg，在地球表面Gmg，因为gg，解得r2R，则某时刻该卫星观测到地面赤道的弧度数为，则观测到地面赤道最大弧长为R，故选A.5(多选)(2018届云南一模)一球形行星对其周围物体的万有引力使物体产生的加速度用a表示，物体到球形行星表面的距离用h表示，

4、a随h变化的图象如图所示，图中a1、h1、a2、h2及引力常量G均为已知根据以上数据可以计算出()A该行星的半径B该行星的质量C该行星的自转周期D该行星的同步卫星离行星表面的高度解析：选AB设行星半径为R，质量为M，物体质量为m，在物体到球形行星表面的距离为h1时，由万有引力定律和牛顿运动定律，有ma1，在物体到球形行星表面的距离为h2时，有Gma2，联立可解得行星半径R和质量M，选项A、B正确；不能得出该行星的自转周期，也不能得出该行星同步卫星离行星表面的高度，选项C、D错误6(2019届高密模拟)据报道，科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星假设该行星质量约为地球质量的6

5、.4倍，半径约为地球半径的2倍那么，一个在地球表面能举起64 kg物体的人，在这个行星表面能举起的物体的质量约为(地球表面重力加速度g10 m/s2)()A40 kg B50 kgC60 kg D30 kg解析：选A在地球表面，万有引力等于重力mg，得g，因为行星质量约为地球质量的6.4倍，其半径是地球半径的2倍，则行星表面重力加速度是地球表面重力加速度的1.6倍，而人的举力认为是不变的，则人在行星表面所举起的重物质量为：m kg40 kg，故A正确7(2019届漯河模拟)宇航员站在某一星球距其表面h高度处，以某一速度沿水平方向抛出一个小球，经过时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，

6、引力常量为G，则该星球的质量为()A. B.C. D.解析：选A由hgt2可得g，由Gmg可得：M，故选项A正确8.如图所示，将一个半径为R、质量为M的均匀大球，沿直径挖去两个半径分别为大球一半的小球，并把其中一个放在球外与大球靠在一起，挖去小球的球心、球外小球球心、大球球心在一条直线上，则大球中剩余部分与球外小球的万有引力大小约为(已知引力常量为G)()A0.01 B0.02C0.05 D0.04解析：选D由题意知，所挖出小球的半径为，质量为，则未挖出小球前大球对球外小球的万有引力大小为FG，将所挖出的其中一个小球填在原位置，则填入左侧原位置小球对球外小球的万有引力为F1G，填入右侧原位置小

7、球对球外小球的万有引力为F2G，大球中剩余部分对球外小球的万有引力大小为F3FF1F20.04，D选项正确9(2019届广州调研)“嫦娥五号”探测器预计在2018年发射升空，自动完成月面样品采集后从月球起飞，返回地球，带回约2 kg月球样品某同学从网上得到一些信息，如表格中的数据所示，则地球和月球的密度之比为()地球和月球的半径之比4地球表面和月球表面的重力加速度之比6A. B.C4 D6解析：选B在地球表面，重力等于万有引力，故mgG，解得M，故地球的密度.同理，月球的密度0.故地球和月球的密度之比，B正确10(多选)(2018届晋城三模)探索火星的奥秘承载着人类征服宇宙的梦想假设人类某次利

8、用飞船探测火星的过程中，飞船只在万有引力作用下贴着火星表面绕火星做圆周运动时，测得其绕行速度为v，绕行一周所用时间为T，已知引力常量为G，则()A火星表面的重力加速度为B火星的半径为C火星的密度为D火星的质量为解析：选BC飞船在火星表面做匀速圆周运动，轨道半径等于火星的半径，根据v，得R，故B正确；根据万有引力提供向心力，有GmR，得火星的质量M，根据密度公式得火星的密度，故C正确；根据M3，故D错误；根据重力等于万有引力得，mgG，得gG，故A错误11(多选) (2018年天津卷)2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球

9、物理场探测卫星的国家之一通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面处的重力加速度若将卫星绕地球的运动看做是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的()A密度B向心力的大小C离地高度D线速度的大小解析：选CD根据题意，已知卫星运动的周期T，地球的半径R，地球表面的重力加速度g，卫星受到的万有引力充当向心力，故有Gmr，卫星的质量被消去，则不能计算卫星的密度，更不能计算卫星的向心力大小，A、B错误；由Gmr，解得r，而rRh，故可计算卫星距离地球表面的高度，C正确；根据公式v，轨道半径可以求出，周期已知，故可以计算出卫星绕地球运动的线速度，D正确12

10、(2018届河北省三市联考)如图所示，冥王星绕太阳公转的轨道是椭圆，公转周期为T0，其近日点到太阳的距离为a，远日点到太阳的距离为b，半短轴的长度为c.若太阳的质量为M，引力常量为G，忽略其他行星对冥王星的影响，则()A冥王星从BCD的过程中，速率逐渐变小B冥王星从ABC的过程中，万有引力对它先做正功后做负功C冥王星从AB所用的时间等于D冥王星在B点的加速度大小为解析：选D冥王星从ABC的过程中，万有引力对它做负功，速率逐渐变小，从CD的过程中，万有引力对它一直做正功，速率增大，A、B错误；冥王星从AB的过程中平均速率比由BC的大，故从AB所用时间小于，C错误；由几何关系可得冥王星在B点时到太

11、阳的距离x ，又maB，可解得冥王星在B点的加速度aB，D正确13(2019届辽宁省实验中学质检)设地球是一质量分布均匀的球体，O为地心已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零在下列四个图中，能正确描述x轴上各点的重力加速度g的分布情况的是()解析：选A设地球的密度为，半径为R，则由mg，MR3，可得g，根据题意，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，故在深度为Rx的井底，物体受到地球的万有引力即为半径等于x的球体在其表面产生的万有引力，则有gx，即当xR时，g，g与x2成反比，对应图线可知，只有选项A正确14(2018年北京卷)若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样

12、的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证()A地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602B月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602C自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6D苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60解析：选B设月球的质量为M月，地球的质量为M，苹果的质量为m，则月球受到的万有引力为F月，苹果受到的万有引力为F，由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确，故A错误；根据牛顿第二定律M月a月，ma，整理可得a月a，故B正确；在月球表面处mg月，由于月球本身的半径大小及其质量与地球的半径、质量关系未知，故无法求

13、出月球表面和地球表面重力加速度的关系，故C错误；苹果在月球表面受到的引力为F，由于月球本身的半径大小及其质量与地球的半径、质量关系未知，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与在地球表面受到的引力之间的关系，故D错误15(2018届宝鸡一模)宇航员在某星球上为了探测其自转周期做了如下实验：在该星球两极点，用弹簧秤测得质量为M的砝码所受重力为F，在赤道测得该砝码所受重力为F.他还发现探测器绕该星球表面做匀速圆周运动的周期为T.假设该星球可视为质量分布均匀的球体，则其自转周期为()AT BTCT DT解析：选D设星球和探测器质量分别为m、m在两极点，有：GF在赤道，有：GFMR探测器绕该星球表面做匀速圆周运动的周期为T，则有：GmR；联立以上三式解得T自T.故D正确，A、B、C错误