?2020年高考物理100考點(diǎn)最新模擬題千題精練
第五部分 萬有引力定律和航天
專題5.1萬有引力定律與開普勒定律
一．選擇題
1.（2019湖南岳陽二模）近日，頂級(jí)權(quán)威雜志《自然》刊發(fā)了中國科學(xué)院院土羅俊團(tuán)隊(duì)的最新科研成果，該團(tuán)隊(duì)歷時(shí)30年，將G值的測量精度提高到了12ppm（1ppm=百萬分之一），是目前世界最為精確的G值。設(shè)最新的G值是原來G值的k倍，下列說法正確的是（　?。?br /> A. 根據(jù)新G值和月球繞地球公轉(zhuǎn)的半徑r和周期T計(jì)算的地球質(zhì)量M將是原來的倍
B. 根據(jù)選項(xiàng)A中的M值和極地g值計(jì)算的地球半徑是原來倍
C. 根據(jù)新G值和選項(xiàng)A中的M值計(jì)算的地球同步衛(wèi)星的軌道半徑將是原來的k倍
D. 利用選項(xiàng)B中R值和極地g值計(jì)算的地球第一宇宙速度是原來的倍
【參考答案】A
【名師解析】
月球繞地球運(yùn)動(dòng)可近似看做是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力得=mr，
解得M=，最新的G值是原來G值的k倍，根據(jù)新G值和月球繞地球公轉(zhuǎn)的半徑r和周期T計(jì)算的地球質(zhì)量M將是原來的倍，故A正確；B、根據(jù)在地球表面附近萬有引力等于重力得=mg，解得R=，所以根據(jù)選項(xiàng)A中的M值和極地g值計(jì)算的地球半徑是原來倍，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)萬有引力提供衛(wèi)星向心力得=mr，解得r=，所以據(jù)新G值和選項(xiàng)A中的M值計(jì)算的地球同步衛(wèi)星的軌道半徑將是原來的倍，故C錯(cuò)誤；地球第一宇宙速度v==，所以利用選項(xiàng)B中R值和極地g值計(jì)算的地球第一宇宙速度是原來的倍，故D錯(cuò)誤。

2．（2019河南安陽二模）半徑為R的某均勻球形天體上，兩“極點(diǎn)”處的重力加速度大小為g，“赤道”處的重力加速度大小為“極點(diǎn)”處的已知引力常量為G，則下列說法正確的是　　
A. 該天體的質(zhì)量為 B. 該天體的平均密度為
C. 該天體的第一宇宙速度為 D. 該天體的自轉(zhuǎn)周期為
【參考答案】D
【名師解析】在兩極點(diǎn)處有：，解得該天體的質(zhì)量為：，故A錯(cuò)誤；
該天體的平均密度為：，故B錯(cuò)誤；由，解得該天體的第一宇宙速度為：，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在赤道處有：，解得該天體的直轉(zhuǎn)周期為，故D正確。
【關(guān)鍵點(diǎn)撥】
由兩極點(diǎn)處重力等于萬有引力，可求得中心天體質(zhì)量；由近地衛(wèi)星的向心力由重力提供向心力，可求得第一宇宙速度；赤道上物體的萬有引力等于物體重力與物體繞地球一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力之和。本題考查萬有引力定律，考查考生的理解能力。關(guān)鍵點(diǎn)一：兩極點(diǎn)處重力等于萬有引力；關(guān)鍵點(diǎn)二：由近地衛(wèi)星的向心力由重力提供向心力；關(guān)鍵點(diǎn)三：地面上的物體的重力和物體繞地球一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是萬有引力的兩個(gè)分力。
3.（6分）（2019北京通州二模）用傳感器測量一物體的重力時(shí)，發(fā)現(xiàn)在赤道測得的讀數(shù)與其在北極的讀數(shù)相差大約3‰．如圖所示，如果認(rèn)為地球是一個(gè)質(zhì)量分布均勻的標(biāo)準(zhǔn)球體，下列說法正確的是（　?。?br />
A．在北極處物體的向心力為萬有引力的3‰ B．在北極處物體的重力為萬有引力的3‰
C．在赤道處物體的向心力為萬有引力的3‰ D．在赤道處物體的重力為萬有引力的3‰
【參考答案】C
【名師解析】在北極處，，沒有向心力，重力等于萬有引力，故A、B錯(cuò)誤。在赤道處，，再結(jié)合題意‰知，在赤道處：‰，故C正確。赤道處：‰，故D錯(cuò)誤。
4．（2019海南?？谀M）金星的半徑是地球半徑的n倍，質(zhì)量是地球質(zhì)量的m倍。在地球上離地面高H處，以一定的初速度v水平拋出一物體，忽略空氣阻力，從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平位移為s1，在金星表面同樣高度H處，以同樣的速度v水平拋出同一物體，從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平位移為s2，則s1與s2的比值為（　?。?br /> A． B． C． D．
【參考答案】A
【名師解析】根據(jù)G＝mg得g＝，因?yàn)榻鹦堑陌霃绞堑厍虬霃降膎倍，質(zhì)量是地球質(zhì)量的m倍，則＝。根據(jù)h＝gt2，s＝vt知，水平射程s＝v
由題意可知在該星球上，從同樣高度以同樣的初速度水平拋出同一物體，
則水平射程之比為＝，故A正確，BCD錯(cuò)誤；
5．（4分）（2019湖南永州二模）在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中，牛頓設(shè)想，在高山上將物體水平拋出，拋出速度很大時(shí)，物體就不會(huì)落回地面，已知地球半徑為R，月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑為n2R，周期為T，不計(jì)空氣阻力，為實(shí)現(xiàn)牛頓設(shè)想，拋出的速度至少為（　?。?br /> A． B． C． D．
【參考答案】C
【名師解析】對(duì)，月球繞地球公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力，即，r＝n2R，可得GM═；在地球表面附近，將物體水平拋出，拋出速度很大時(shí)，物體就不會(huì)落回地面，萬有引力等于重力得：，解得：v＝＝。
6．（6分）（2019河南開封三模）據(jù)了解，中國制定的首個(gè)火星探測計(jì)劃，將于2020年由長征五號(hào)運(yùn)載火箭將火星探測器直接送入地火轉(zhuǎn)移軌道，預(yù)計(jì)2021年到達(dá)火星。已知火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的，半徑是地球半徑的．地球表面重力加速度是g，若宇航員在地球表面能向上跳起的最大高度是h，下述分析正確的是（　　）
A．宇航員在火星表面所受火星引力是他在地球表面所受地球引力的倍
B．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍
C．火星表面的重力加速度是g
D．宇航員在火星上向上跳起的最大高度是h
【參考答案】D
【名師解析】根據(jù)＝mg得：g＝，因?yàn)榛鹦堑馁|(zhì)量與地球質(zhì)量之比為1：9，半徑之比為1：2，則表面重力加速度之比為4：9，可知火星表面重力加速度為g，故AC錯(cuò)誤。根據(jù)mg＝m得第一宇宙速度為：v＝，因?yàn)橹亓铀俣戎葹?：9，半徑之比為1：2，則第一宇宙速度之比為：3，火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的，故B錯(cuò)誤。根據(jù)h＝知，重力加速度之比為4：9，則上升的最大高度之比為9：4，可知宇航員在火星上向上跳起的最大高度為h，故D正確。
7. （2019北京延慶模擬）2016年我國成功發(fā)射首顆微重力實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星——實(shí)踐十號(hào)，可以達(dá)到10-6g的微重力水平（10-6g其實(shí)指的是加速度），躋身世界先進(jìn)行列。在太空中不是應(yīng)該引力提供向心力而完全失重嗎？微重力的來源之一是“引潮力”。引潮力較為復(fù)雜，簡單說來是由于衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)艙不能被看作質(zhì)點(diǎn)造成的，只有在衛(wèi)星的質(zhì)心位置引力才恰好等于向心力。假設(shè)衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)艙中各點(diǎn)繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度相同，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)判斷下列說法中正確的是（　?。?br />
A.在衛(wèi)星質(zhì)心位置下方（靠近地心一側(cè)）的物體微重力方向向上（遠(yuǎn)離地心一側(cè)）
B.在衛(wèi)星質(zhì)心位置上方的物體微重力方向向上
C.處在衛(wèi)星質(zhì)心位置的物體所受合力為零
D.在衛(wèi)星質(zhì)心位置上方的物體所受引力大于向心力
【參考答案】B
【名師解析】
處于質(zhì)心位置的物體，萬有引力提供向心力，合力不為零，C錯(cuò)。根據(jù)萬有引力提供向心力可知，衛(wèi)星質(zhì)點(diǎn)上方的物體受到的萬有引力比質(zhì)心的小，上方物體需要的向心力比質(zhì)心的大，此時(shí)引力不足以提供向心力，D錯(cuò)，此時(shí)需要支持力來彌補(bǔ)引力來提供向心力，“潮引力”是支持力的反方向，所以此時(shí)“潮引力”向上，B對(duì)。下方的物體，需要的向心力小于萬有引力，多有的萬有引力由向外的支持力抵消，“潮引力”向內(nèi)，指向地心，A錯(cuò)。
8．（6分）（2019吉林長春四模）2019年北京時(shí)間4月10日21點(diǎn)整，全球六地（比利時(shí)布魯塞爾、智利圣地亞哥中國上海和臺(tái)北、日本東京和美國華盛頓）同步召開全球新聞發(fā)布會(huì)?！笆录暯缤h(yuǎn)鏡”（ Event Horizon Telescope）發(fā)布了位于巨橢圓星系M87中心的黑洞照片。此次發(fā)布的黑洞圖象揭示了女座星系團(tuán)中超大質(zhì)量星系M87中心的黑洞，引起了全球?qū)诙吹年P(guān)注。若宇宙中有一半徑約45km的黑洞，其質(zhì)量M和半徑R的關(guān)系滿足2GM＝c2R（其中G為引力常量；c為光速，大小為3×108m/s），則該黑洞表面重力加速度的數(shù)量級(jí)為（　?。?br />
A．108m/s2 B．1010m/s2 C．1012m/s2 D．1014m/s2
【參考答案】C
【名師解析】：黑洞實(shí)際為一天體，天體表面的物體受到的重力近似等于物體與該天體之間的萬有引力，對(duì)黑洞表面的某一質(zhì)量為m物體有：，又有，
聯(lián)立解得g＝，代入數(shù)據(jù)得重力加速度的數(shù)量級(jí)為1012m/s2，故C正確、ABD錯(cuò)誤。
【方法歸納】根據(jù)物體與該天體之間的萬有引力等于物體受到的重力，列出等式表示出黑洞表面重力加速度。結(jié)合題目所給的信息求解問題。
9.有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面處的重力加速度是地球表面處重力加速度的4倍，則該星球的質(zhì)量將是地球質(zhì)量的(忽略其自轉(zhuǎn)影響)(　　)
A. 　　　B.4倍 　　　C.16倍 　　　D.64倍
【參考答案】.D
【名師解析】
天體表面的重力加速度g＝，又知ρ＝＝，所以M＝，故＝＝64。
10.（2014海南）.設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為T，質(zhì)量為M，引力常量為G。假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體，半徑為R。同一物體在南極和赤道水平面上靜止時(shí)所受到的支持力之比為（　?。?br /> A． B． C． D．

【參考答案】.A
【名師解析】
物體在南極靜止時(shí)受到的支持力等于萬有引力G；設(shè)物體在赤道水平面上靜止時(shí)所受到的支持力為F，則有：G-F=mR，解得F= G-.。所受到的支持力之比為，選項(xiàng)A正確。
11．（甘肅省嘉峪關(guān)市第一中學(xué)2016屆高三第六次模擬考試?yán)砜凭C合）某地區(qū)的地下發(fā)現(xiàn)天然氣資源，如圖所示，在水平地面P點(diǎn)的正下方有一球形空腔區(qū)域 內(nèi)儲(chǔ)藏有天然氣．假設(shè)該地區(qū)巖石均勻分布且密度為ρ，天然氣的密度遠(yuǎn)小于ρ，可忽略 不計(jì)．如果沒有該空腔，地球表面正常的重力加速度大小為g；由于空腔的存在，現(xiàn)測得P點(diǎn)處的重力加速度大小為kg(kTB B. EkA>EkB C．SA=SB D.
【參考答案】AD
【名師解析】
由G=mR()2，解得T=2π.由此可知，TA>TB，選項(xiàng)A正確。由G=m，Ek =mv2，解得：Ek =，由此可知，EkA1）之間變化，且重力加速度反常的最大值出現(xiàn)在半徑為L的范圍的中心,如果這種反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，試求此球形空腔球心的深度和空腔的體積。
【名師解析】
【分析】利用萬有引力定律等于重力及其相關(guān)知識(shí)列方程解答。
【解答】（1）如果將近地表的球形空腔填滿密度為ρ的巖石，則該地區(qū)重力加速度便回到正常值。因此，重力加速度反?？赏ㄟ^填充后的球形區(qū)域產(chǎn)生的附加引力
①
來計(jì)算，式中m是Q點(diǎn)處某質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，M是填充后球形區(qū)域的質(zhì)量，
M=ρV ②
而r是球形空腔中心O至Q點(diǎn)的距離 ③
△g在數(shù)值上等于由于存在球形空腔所引起的Q點(diǎn)處重力加速度改變的大小。Q點(diǎn)處重力加速度改變的方向沿OQ方向，重力加速度反?！鱣’是這一改變?cè)谪Q直方向上的投影
④
聯(lián)立①②③④式得 ⑤
（2）由⑤式得，重力加速度反?！鱣’的最大值和最小值分別為
⑥
⑦
由題設(shè)有：(△g’)max=kδ，(△g’)min=δ， ⑧

聯(lián)立⑥⑦⑧式得，地下球形空腔球心的深度和空腔的體積分別為
, ⑨
V=. ⑩
【點(diǎn)評(píng)】此題以重力加速度反常現(xiàn)象切入，意在考查萬有引力定律及其相關(guān)知識(shí)。
注解：因石油密度遠(yuǎn)小于周圍均勻分布的巖石密度ρ，若測得某地表面重力加速度反常小，則可知該處地下儲(chǔ)存有石油；：因重金屬礦的密度大于周圍均勻分布的巖石密度ρ，若測得某地表面重力加速度反常大，則可知該處地下儲(chǔ)存有重金屬礦。這就是利用重力加速度反常現(xiàn)象探礦。

相關(guān)試卷

新高考物理一輪復(fù)習(xí)精練題專題5.1 開普勒定律　萬有引力定律及其成就（含解析）：

這是一份新高考物理一輪復(fù)習(xí)精練題專題5.1 開普勒定律　萬有引力定律及其成就（含解析），共13頁。試卷主要包含了5 h　　　　　　　　　B．1，5 h，故選B等內(nèi)容，歡迎下載使用。

高考物理模擬題練習(xí) 專題5.1 萬有引力定律與開普勒定律（原卷版）：

這是一份高考物理模擬題練習(xí) 專題5.1 萬有引力定律與開普勒定律（原卷版），共8頁。試卷主要包含了1萬有引力定律與開普勒定律等內(nèi)容，歡迎下載使用。

高中物理高考 專題5 1 開普勒定律　萬有引力定律及其成就【練】解析版：

這是一份高中物理高考 專題5 1 開普勒定律　萬有引力定律及其成就【練】解析版，共13頁。試卷主要包含了5 h　　　　　　　　　B．1，5 h，故選B等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關(guān)試卷 更多

【備戰(zhàn)2023高考】物理總復(fù)習(xí)——專題5.1《開普勒定律萬有引力定律及其在天文學(xué)中的應(yīng)用》練習(xí)（新教材新高考通用）

【備戰(zhàn)2023高考】物理總復(fù)習(xí)——專題5.1《開普勒定律萬有引力定律及其在天文學(xué)中的應(yīng)用》練習(xí)（新教材新高考通用）
【備戰(zhàn)2023高考】物理總復(fù)習(xí)——5.1《開普勒定律萬有引力定律及其應(yīng)用》練習(xí)（全國通用）

【備戰(zhàn)2023高考】物理總復(fù)習(xí)——5.1《開普勒定律萬有引力定律及其應(yīng)用》練習(xí)（全國通用）
高考物理微專題小練習(xí)專題27開普勒定律萬有引力定律含答案

高考物理微專題小練習(xí)專題27開普勒定律萬有引力定律含答案
2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題35開普勒定律萬有引力定律練習(xí)含解析

2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題35開普勒定律萬有引力定律練習(xí)含解析
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高考專區(qū)
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部