万有引力和航天-备战2020年高考物理精选考点专项突破题集

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高考物理精选考点专项突破题集 专题五 万有引力和航天 一、单项选择题：（在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1、如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M和Q到N的运动过程中（ ） A．从P到M所用的时间等于T0/4 B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大 C．从P到Q阶段，速率逐渐变大 D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功 2、太阳系个行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文成为“行星冲日”。据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日，8月29日海王星冲日，10月8日天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是： 行星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径（AU） 1 压缩包中的资料: 专题05 万有引力和航天-备战2020年高考物理精选考点专项突破题集/专题05 万有引力和航天（原卷版）.docx 专题05 万有引力和航天-备战2020年高考物理精选考点专项突破题集/专题05 万有引力和航天（汇总版）.docx

【考点】开普勒定律；匀速圆周运动
【难度】较难
3、如图所示，两个质量均为M的球分别位于半圆环和3/4圆环的圆心，半圆环和3/4圆环分别是由相同的圆环截去一半和1/4所得，环的粗细忽略不计，若甲图中环对球的万有引力为F，则乙图中环对球的万有引力大小为（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B。
【汇总】从甲图中半圆环对球的引力为F可知圆环对球的引力大小为，方向沿圆环的角平分线。将乙环分成三个圆环，关于圆心对称的两个圆环对球的引力的合力为零，因此乙图中圆环对球的引力大小等于。故本题选B。
【考点】万有引力定律；力的合成
【难度】中等
4、关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列正确的是（　　）
A. 牛顿发现了万有引力定律，并且测得引力常量的数值
B. 第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律
C. 牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度，对万有引力定律进行了“月地检验”
D. 卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量的数值
【答案】D。
【汇总】卡文迪许第一次通过实验比较准确地测出万有引力常量，因此A错误D正确。开普勒对第谷的行星运动观察记录的数据做了多年的研究，最终得出了行星运动三大定律，因此B错误。牛顿通过比较月球公转的周期，根据万有引力充当向心力，对万有引力定律进行了“月地检验”，因此C错误。对重大发现、发明、著名理论等常识性问题要加强记忆。故本题选D。
【考点】物理学史
【难度】中等
5、假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A。
【汇总】在地球表面由知。由质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零知井底的加速度等于半径为（R﹣d）的球在其表面产生的加速度，可得。两球质量
之比，所以有，因此A正确。故本题选A。
【考点】万有引力定律； 牛顿第二定律
【难度】较难
6、为了实现人类登陆火星的梦想，近期我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动。已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期也基本相同。地球表面重力加速度是g，若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是（　　）
A．王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的
B．火星表面的重力加速度是g
C．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，在空中的时间为在地球上的倍
D．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是h
【答案】C。
【汇总】由知，因此A错误。由知，，因此B错误。由竖直上抛的运动时间知，因此C正确。由竖直上抛的最大高度知，因此D错误。故本题选C。
【考点】万有引力定律；竖直上抛运动
【难度】中等
7、假设地球是一半径为R，质量分布均匀的球体。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体引力为零，地球表面处引力加速度为g。则关于地球引力加速度a随地球球心到某点距离r的变化图像正确的是（??）
【答案】A。
【汇总】物理图象问题注意函数式法和图象法判形状。当r=R时，由知。
当r＜R时，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，故在深度为（R-r）的井底，受到地球的万有引力是半径等于r的球体在其表面产生的万有引力， ，此过程g与r成正比。当r＞R后，，此过程g与r平方成反比。故本题选A。
【考点】万有引力定律；函数式法。
【难度】较难
8、假设地球可视为质量均匀分布的球体，由于地球的自转，地球表面上不同纬度的重力加速度有所差别。已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g1，则在纬度为30°的地球表面上重力加速度g2为（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B。
【汇总】在两极，在赤道由牛顿第二定律知，在30°纬度圈由余弦定理知（mg2）2=（mω2Rcos30°）2+（）2-2 mω2Rcos30°··cos30°，联立解得，因此B正确。故本题选B。
【考点】万有引力；牛顿第二定律
【难度】较难
9、设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上。假定经过长时间开采后，地球仍可看作是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比（ ）
A．地球与月球间的万有引力将变小
B．地球与月球间的万有引力将变大
C．月球绕地球运行的周期将变长
D．月球绕地球运行的线速度将变小
【答案】A。
【汇总】开采前，开采后，作差法=
Δm（M-m+Δm）>0此A正确。由周期和地球的质量M后>M前知周期变短，因此C错误。由线速度和地球的质量M后>M前知线速度变大，因此D错误。故本题选A。
【考点】万有引力定律；牛顿第二定律
【难度】较难
10、双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时运动的周期为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B。
【汇总】牛顿第二定律知和，L=r1+r2，故。同理可知由，联立得，因此B正确。注意计算型选择题必须函数式法，故本题选B。
【考点】双星问题
【难度】中等
二、多项选择题：（在每小题给出的四个答案之中，有多个选项正确）
11、探测器探测到土星外层上有一个环。为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度V与该层到土星中心的距离R之间的关系来确定（ ）
A．若V∝R，则该环是土星的一部分
B．若V2∝R，则该环是土星的卫星群
C．若V∝1/R，则该环是土星的一部分
D．若V2∝1/R，则该环是土星的卫星群
【答案】AD。
【汇总】计算型选择题必须用函数式法。如果该环是土星的一部分则角速度相等，由V=ωR知V∝R，因此A正确。如果该环是土星的卫星群，由知,因此D正确。故本题选AD。
【考点】万有引力定律；匀速圆周运动
【难度】中等
12、 据报道．我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月l日成功定点在东经77°上空的地球同步轨道，轨道近似看作圆轨道。关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（　　）
A．运行速度大于7.9km/s
B．离地面高度一定，相对地面静止
C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速