《2020高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天 基礎(chǔ)課4 萬(wàn)有引力定律的理解及應(yīng)用練習(xí)（含解析）新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天 基礎(chǔ)課4 萬(wàn)有引力定律的理解及應(yīng)用練習(xí)（含解析）新人教版（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、基礎(chǔ)課 4 萬(wàn)有引力定律的理解及應(yīng)用 1．(2019屆湖北武昌實(shí)驗(yàn)中學(xué)檢測(cè))萬(wàn)有引力的發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上第一次大統(tǒng)一：“地上物理學(xué)”和“天上物理學(xué)”的統(tǒng)一，它表明天體運(yùn)動(dòng)和地面上物體的運(yùn)動(dòng)遵從相同的規(guī)律．牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中將行星的橢圓軌道簡(jiǎn)化為圓軌道，還應(yīng)用到了其他的規(guī)律和結(jié)論．下面的規(guī)律和結(jié)論沒(méi)有被用到的是(　　) A．開(kāi)普勒的研究成果 B．卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)得出的引力常量 C．牛頓第二定律 D．牛頓第三定律 解析：選B　牛頓在發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中將行星的橢圓軌道簡(jiǎn)化為圓軌道，這就是開(kāi)普勒第一定律，由牛頓第二定律列出萬(wàn)有引力提供向心力，再借助牛頓第三定律推算物

2、體對(duì)地球的作用力與什么有關(guān)系，同時(shí)應(yīng)用開(kāi)普勒第三定律導(dǎo)出萬(wàn)有引力定律，而卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)得出的引力常量，是牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律之后，故B選項(xiàng)正確． 2．(2018屆湖南岳陽(yáng)一模)地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑在天文學(xué)上常用來(lái)作為長(zhǎng)度單位，叫做天文單位，用來(lái)量度太陽(yáng)系內(nèi)天體與太陽(yáng)的距離．已知木星公轉(zhuǎn)的軌道半徑約5.0天文單位，請(qǐng)估算木星公轉(zhuǎn)的周期約為(　　) A．3年 B．5年 C．11年 D．25年 解析：選C　根據(jù)開(kāi)普勒第三定律得：＝，解得：T木＝·T地＝·1年＝11年，故選項(xiàng)C正確． 3．(2015年重慶卷)宇航員王亞平在“天宮1號(hào)”飛船內(nèi)進(jìn)行了我國(guó)首次太空授課，演示了一些完全失

3、重狀態(tài)下的物理現(xiàn)象．若飛船質(zhì)量為m，距地面高度為h，地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G，則飛船所在處的重力加速度大小為(　　) A．0 B. C. D. 解析：選B　飛船受的萬(wàn)有引力等于該處所受的重力，即G＝mg，得g＝，選項(xiàng)B項(xiàng)正確． 4．(2018屆安徽皖南八校聯(lián)考)一顆在赤道上空做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，其軌道半徑上對(duì)應(yīng)的重力加速度為地球表面重力加速度的四分之一，則某一時(shí)刻該衛(wèi)星觀測(cè)到地面赤道最大弧長(zhǎng)為(已知地球半徑為R)(　　) A.πR B.πR C.πR D.πR 解析：選A　在軌道上G＝mg′，在地球表面G＝mg，因?yàn)間′＝g，解得r＝2R，則某時(shí)

4、刻該衛(wèi)星觀測(cè)到地面赤道的弧度數(shù)為，則觀測(cè)到地面赤道最大弧長(zhǎng)為πR，故選A. 5．(多選)(2018屆云南一模)一球形行星對(duì)其周圍物體的萬(wàn)有引力使物體產(chǎn)生的加速度用a表示，物體到球形行星表面的距離用h表示，a隨h變化的圖象如圖所示，圖中a1、h1、a2、h2及引力常量G均為已知．根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計(jì)算出(　　) A．該行星的半徑 B．該行星的質(zhì)量 C．該行星的自轉(zhuǎn)周期 D．該行星的同步衛(wèi)星離行星表面的高度 解析：選AB　設(shè)行星半徑為R，質(zhì)量為M，物體質(zhì)量為m，在物體到球形行星表面的距離為h1時(shí)，由萬(wàn)有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律，有＝ma1，在物體到球形行星表面的距離為h2時(shí)，有G＝ma

5、2，聯(lián)立可解得行星半徑R和質(zhì)量M，選項(xiàng)A、B正確；不能得出該行星的自轉(zhuǎn)周期，也不能得出該行星同步衛(wèi)星離行星表面的高度，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 6．(2019屆高密模擬)據(jù)報(bào)道，科學(xué)家們?cè)诰嚯x地球20萬(wàn)光年外發(fā)現(xiàn)了首顆系外“宜居”行星．假設(shè)該行星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，半徑約為地球半徑的2倍．那么，一個(gè)在地球表面能舉起64 kg物體的人，在這個(gè)行星表面能舉起的物體的質(zhì)量約為(地球表面重力加速度g＝10 m/s2)(　　) A．40 kg B．50 kg C．60 kg D．30 kg 解析：選A　在地球表面，萬(wàn)有引力等于重力＝mg，得g＝，因?yàn)樾行琴|(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，其半徑

6、是地球半徑的2倍，則行星表面重力加速度是地球表面重力加速度的1.6倍，而人的舉力認(rèn)為是不變的，則人在行星表面所舉起的重物質(zhì)量為：m＝＝ kg＝40 kg，故A正確． 7．(2019屆漯河模擬)宇航員站在某一星球距其表面h高度處，以某一速度沿水平方向拋出一個(gè)小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后小球落到星球表面，已知該星球的半徑為R，引力常量為G，則該星球的質(zhì)量為(　　) A. B. C. D. 解析：選A　由h＝gt2可得g＝，由G＝mg可得：M＝＝，故選項(xiàng)A正確． 8.如圖所示，將一個(gè)半徑為R、質(zhì)量為M的均勻大球，沿直徑挖去兩個(gè)半徑分別為大球一半的小球，并把其中一個(gè)放在球外與大球靠在一起，挖去

7、小球的球心、球外小球球心、大球球心在一條直線上，則大球中剩余部分與球外小球的萬(wàn)有引力大小約為(已知引力常量為G)(　　) A．0.01 B．0.02 C．0.05 D．0.04 解析：選D　由題意知，所挖出小球的半徑為，質(zhì)量為，則未挖出小球前大球?qū)η蛲庑∏虻娜f(wàn)有引力大小為F＝G＝，將所挖出的其中一個(gè)小球填在原位置，則填入左側(cè)原位置小球?qū)η蛲庑∏虻娜f(wàn)有引力為F1＝G＝，填入右側(cè)原位置小球?qū)η蛲庑∏虻娜f(wàn)有引力為F2＝G＝，大球中剩余部分對(duì)球外小球的萬(wàn)有引力大小為F3＝F－F1－F2≈0.04，D選項(xiàng)正確． 9．(2019屆廣州調(diào)研)“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器預(yù)計(jì)在2018年發(fā)射升空，自

8、動(dòng)完成月面樣品采集后從月球起飛，返回地球，帶回約2 kg月球樣品．某同學(xué)從網(wǎng)上得到一些信息，如表格中的數(shù)據(jù)所示，則地球和月球的密度之比為(　　) 地球和月球的半徑之比 4 地球表面和月球表面的重力加速度之比 6 A. B. C．4 D．6 解析：選B　在地球表面，重力等于萬(wàn)有引力，故mg＝G，解得M＝，故地球的密度ρ＝＝＝.同理，月球的密度ρ0＝.故地球和月球的密度之比＝＝，B正確． 10．(多選)(2018屆晉城三模)探索火星的奧秘承載著人類征服宇宙的夢(mèng)想．假設(shè)人類某次利用飛船探測(cè)火星的過(guò)程中，飛船只在萬(wàn)有引力作用下貼著火星表面繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)得其繞行速度為v，

9、繞行一周所用時(shí)間為T(mén)，已知引力常量為G，則(　　) A．火星表面的重力加速度為 B．火星的半徑為 C．火星的密度為 D．火星的質(zhì)量為 解析：選BC　飛船在火星表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑等于火星的半徑，根據(jù)v＝，得R＝，故B正確；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，有G＝mR，得火星的質(zhì)量M＝，根據(jù)密度公式得火星的密度ρ＝＝＝，故C正確；根據(jù)M＝ρ·＝××3＝，故D錯(cuò)誤；根據(jù)重力等于萬(wàn)有引力得，mg＝G，得g＝G＝，故A錯(cuò)誤． 11．(多選) (2018年天津卷)2018年2月2日，我國(guó)成功將電磁監(jiān)測(cè)試驗(yàn)衛(wèi)星“張衡一號(hào)”發(fā)射升空，標(biāo)志我國(guó)成為世界上少數(shù)擁有在軌運(yùn)行高精度地球物理場(chǎng)探測(cè)衛(wèi)星的

10、國(guó)家之一．通過(guò)觀測(cè)可以得到衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期，并已知地球的半徑和地球表面處的重力加速度．若將衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)看做是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計(jì)算出衛(wèi)星的(　　) A．密度 B．向心力的大小 C．離地高度 D．線速度的大小 解析：選CD　根據(jù)題意，已知衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期T，地球的半徑R，地球表面的重力加速度g，衛(wèi)星受到的萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，故有G＝mr，衛(wèi)星的質(zhì)量被消去，則不能計(jì)算衛(wèi)星的密度，更不能計(jì)算衛(wèi)星的向心力大小，A、B錯(cuò)誤；由G＝mr，解得r＝，而r＝R＋h，故可計(jì)算衛(wèi)星距離地球表面的高度，C正確；根據(jù)公式v＝，軌道半徑可以求出，周期已知，故可以計(jì)

11、算出衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度，D正確． 12．(2018屆河北省三市聯(lián)考)如圖所示，冥王星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道是橢圓，公轉(zhuǎn)周期為T(mén)0，其近日點(diǎn)到太陽(yáng)的距離為a，遠(yuǎn)日點(diǎn)到太陽(yáng)的距離為b，半短軸的長(zhǎng)度為c.若太陽(yáng)的質(zhì)量為M，引力常量為G，忽略其他行星對(duì)冥王星的影響，則(　　) A．冥王星從B→C→D的過(guò)程中，速率逐漸變小 B．冥王星從A→B→C的過(guò)程中，萬(wàn)有引力對(duì)它先做正功后做負(fù)功 C．冥王星從A→B所用的時(shí)間等于 D．冥王星在B點(diǎn)的加速度大小為 解析：選D　冥王星從A→B→C的過(guò)程中，萬(wàn)有引力對(duì)它做負(fù)功，速率逐漸變小，從C→D的過(guò)程中，萬(wàn)有引力對(duì)它一直做正功，速率增大，A、B錯(cuò)誤；冥王

12、星從A→B的過(guò)程中平均速率比由B→C的大，故從A→B所用時(shí)間小于，C錯(cuò)誤；由幾何關(guān)系可得冥王星在B點(diǎn)時(shí)到太陽(yáng)的距離x＝ ，又＝maB，可解得冥王星在B點(diǎn)的加速度aB＝，D正確． 13．(2019屆遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)質(zhì)檢)設(shè)地球是一質(zhì)量分布均勻的球體，O為地心．已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零．在下列四個(gè)圖中，能正確描述x軸上各點(diǎn)的重力加速度g的分布情況的是(　　) 解析：選A　設(shè)地球的密度為ρ，半徑為R，則由＝mg，M＝πR3ρ，可得g＝，根據(jù)題意，質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零，故在深度為R－x的井底，物體受到地球的萬(wàn)有引力即為半徑等于x的球體在其表面產(chǎn)生的萬(wàn)有引力，則

13、有g(shù)＝x，即當(dāng)xR時(shí)，g＝，g與x2成反比，對(duì)應(yīng)圖線可知，只有選項(xiàng)A正確． 14．(2018年北京卷)若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋(píng)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(píng)果的力的1/602 B．月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋(píng)果落向地面加速度的1/602 C．自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的1/6 D．蘋(píng)果在月球表面受到的引力約為在地球表面的1/60 解析：選B　設(shè)月球的質(zhì)量為M月，地球的質(zhì)量為M，蘋(píng)果的質(zhì)量為m，則月球受到的萬(wàn)有引力為F月＝，蘋(píng)果受到的萬(wàn)有引力為

14、F＝，由于月球質(zhì)量和蘋(píng)果質(zhì)量之間的關(guān)系未知，故二者之間萬(wàn)有引力的關(guān)系無(wú)法確，故A錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律＝M月a月，＝ma，整理可得a月＝a，故B正確；在月球表面處＝m′g月，由于月球本身的半徑大小及其質(zhì)量與地球的半徑、質(zhì)量關(guān)系未知，故無(wú)法求出月球表面和地球表面重力加速度的關(guān)系，故C錯(cuò)誤；蘋(píng)果在月球表面受到的引力為F′＝，由于月球本身的半徑大小及其質(zhì)量與地球的半徑、質(zhì)量關(guān)系未知，故無(wú)法求出蘋(píng)果在月球表面受到的引力與在地球表面受到的引力之間的關(guān)系，故D錯(cuò)誤． 15．(2018屆寶雞一模)宇航員在某星球上為了探測(cè)其自轉(zhuǎn)周期做了如下實(shí)驗(yàn)：在該星球兩極點(diǎn)，用彈簧秤測(cè)得質(zhì)量為M的砝碼所受重力為F，在赤道測(cè)得該砝碼所受重力為F′.他還發(fā)現(xiàn)探測(cè)器繞該星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén).假設(shè)該星球可視為質(zhì)量分布均勻的球體，則其自轉(zhuǎn)周期為(　　) A．T B．T C．T D．T 解析：選D　設(shè)星球和探測(cè)器質(zhì)量分別為m、m′ 在兩極點(diǎn)，有：G＝F 在赤道，有：G－F′＝MR 探測(cè)器繞該星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，則有：G＝m′R；聯(lián)立以上三式解得T自＝T.故D正確，A、B、C錯(cuò)誤． 8