2019版高中物理二轮专题复习课时跟踪训练：4 万有引力定律及其应用 Word版含解析物理备课大师【全免费】.doc

由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 课时跟踪训练(四)‎ 一、选择题(1～8题为单项选择题，9～14题为多项选择题)‎ ‎1．(2018·威海市高考模拟考试)‎2017年9月29日，世界首条量子保密通讯干线“京沪干线”与“墨子号”科学实验卫星进行天地链路，我国科学家成功实现了洲际量子保密通讯．设“墨子号”卫星绕地球做匀速圆周运动，在时间t内通过的弧长为L，该弧长对应的圆心角为θ，已知引力常量为G.下列说法正确的是(　　)‎ A．“墨子号”的运行周期为t B．“墨子号”的离地高度为 C．“墨子号”的运行速度大于‎7.9 km/s D．利用题中信息可计算出地球的质量为 D　[“墨子号”的运行周期为T＝＝＝，选项A错误；“墨子号”的离地高度为h＝r－R＝－R，选项B错误；任何卫星的速度均小于第一宇宙速度，选项C错误；根据G＝mω2r，其中ω＝，r＝，解得M＝，选项D正确；故选D.]‎ ‎2．若太阳系内每个行星贴近其表面运行的卫星的周期用T表示，该行星的平均密度是ρ，到太阳的距离是R，已知引力常量G.则下列说法正确的是(　　)‎ A．可以求出该行星的质量 B．可以求出太阳的质量 C．ρT2是定值 D.是定值 C　[因为不知道行星的半径，所以无法求出行星的质量，故A错误．T 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 不是行星的公转周期，所以不能求出太阳的质量，故BD错误．对于卫星，由万有引力充当向心力得G＝mr，其中M＝ρV＝πρr3，整理可得ρT2＝是一个定值，故C正确．]‎ ‎3．(2018·石家庄高三考前模拟)如图所示，地球绕太阳做匀速圆周运动，地球处在运动轨道b位置时，地球和太阳连线所在的直线上的a与e位置、c与d位置均关于太阳对称．当一无动力的探测器处在a或c位置时，它仅在太阳和地球引力的共同作用下，与地球一起以相同的角速度绕太阳做圆周运动，下列说法正确的是(　　)‎ A．该探测器在a位置受到的太阳、地球引力的合力等于在c位置受到的太阳、地球引力的合力 B．该探测器在a位置受到的太阳、地球引力的合力大于在c位置受到的太阳、地球引力的合力 C．若地球和该探测器分别在b、d位置，它们也能以相同的角速度绕太阳运动 D．若地球和该探测器分别在b、e位置，它们也能以相同的角速度绕太阳运动 B　[根据题述，探测器处在a位置和c位置时，它仅在太阳和地球引力的共同作用下，与地球一起以相同的角速度ω绕太阳做圆周运动，设该探测器的质量为m，在a位置受到的太阳和地球引力的合力为Fa，在c位置受到的太阳和地球引力的合力为Fc，根据牛顿第二定律，可知Fa＝mω2ra，Fc＝mω2rc，由于ra>rc，所以Fa>Fc，选项A错误，B正确；若地球和探测器分别在b、d位置，探测器在d位置所受到的太阳和地球引力的合力与在c位置时不同，所以不能以相同的角速度绕太阳做圆周运动，选项C错误；若地球和探测器分别在b、e位置，探测器在e位置所受到的太阳和地球引力的合力与在a位置时不同，所以不能以相同的角速度绕太阳做圆周运动，选项D错误．]‎ ‎4．‎‎2017年6月15日 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射首颗X射线调制望远镜卫星“慧眼”．“慧眼”的成功发射将显著提升我国大型科学卫星研制水平，填补我国X射线探测卫星的空白，实现我国在空间高能天体物理领域由地面观测向天地联合观测的超越．“慧眼”研究的对象主要是黑洞、中子星和射线暴等致密天体和爆发现象．在利用“慧眼”观测美丽的银河系时，若发现某双黑洞间的距离为L，只在彼此之间的万有引力作用下做匀速圆周运动，其运动周期为T，引力常量为G，则双黑洞总质量为(　　)‎ A. B. C. D. A　[双黑洞靠相互间的万有引力提供向心力，有：G＝m1r‎1‎　G＝m2r2，解得：m2＝，m1＝，则双黑洞总质量为：m总＝m2＋m1＝，故选：A.]‎ ‎5．(2018·福建厦门市毕业班调研)位于贵州的“中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜(FAST)．通过FAST测得水星与太阳的视角为θ(水星、太阳分别与观察者的连线所夹的角)，如图所示．若最大视角的正弦值为k，地球和水星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，则水星的公转周期为(　　)‎ A.年 B.年 C.年 D.年 C　[由题意可知，当观察者和水星的连线与水星的轨道相切时，水星与太阳的视角最大，由三角函数可得sin θ＝＝k，又由万有引力提供向心力有G＝m水r水，＝m地r地，联立以上可解得T水＝年，C正确．]‎ ‎6．(2018·安徽省合肥一中高三二模)‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，证实了GW150914是两个黑洞并合的事件．该事件中甲、乙两个黑洞的质量分别为太阳质量的36倍和29倍，假设这两个黑洞，绕它们连线上的某点做圆周运动，且这两个黑洞的间距缓慢减小．若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其他星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是(　　)‎ A．甲、乙两个黑洞运行的线速度v大小之比为36∶29‎ B．甲、乙两个黑洞运行的角速度ω大小之比为36∶29‎ C．随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小，它们运行的周期T也在减小 D．甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等 C　[对两个黑洞，它们的角速度ω相等，由万有引力G＝m甲ω2r甲＝m乙ω2r乙和v＝rω可以判断出线速度＝，AB错误．又r1＋r2＝L，结合万有引力公式可以得出G＝ω2，两个黑洞的间距缓慢减小，则角速度ω在增加，由T＝知T减小，而它们的向心加速度a＝，质量不等，相对应的向心加速度大小不相等，C正确，D错误．]‎ ‎7．(2018·重庆市江津区高三下5月预测模拟)北斗导航已经用于多种手机，如图所示，导航系统的一颗卫星原来在较低的椭圆轨道Ⅱ上飞行，到达A点时转移到圆轨道Ⅰ上．若圆轨道Ⅰ离地球表面的高度 h1，椭圆轨道Ⅱ近地点离地球表面的高度为h2.地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，则下列说法不正确的是(　　)‎ A．卫星在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能 B．卫星在轨道Ⅰ上的运行速率v＝ C．若卫星在圆轨道Ⅰ上运行的周期是T1，则卫星在轨道Ⅱ的时间T2＝T1 D．若“天宫一号”沿轨道Ⅱ运行经过A点的速度为vA，则“天宫一号”运行到B点的速度vB＝vA 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 D　[卫星从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ要在A点加速，则卫星在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能选项A正确；卫星在轨道Ⅰ上：G＝m，又GM＝gR2，解得v＝，选项B正确；根据开普勒第三定律可得：＝，解得T2＝T1，选项C正确；根据开普勒第三定律得：vA(h1＋R)＝vB(h2＋R)，解得vB＝vA，选项D错误；此题选项不正确的选项，故选D.]‎ ‎8．(2018·山东省湖北重点学校协作体冲刺模拟)“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于2020年登陆火星．假如某志愿者登上火星后将一小球从高为h的地方由静止释放，不计空气阻力，测得经过时间t小球落在火星表面，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星自转，则下列说法正确的是(　　)‎ A．火星的第一宇宙速度为 B．火星的质量为 C．火星的平均密度为 D．环绕火星表面运行的卫星的周期为t C　[由自由落体运动规律，h＝gt2，解得火星表面的重力加速度大小为g＝，火星的第一宇宙速度v1＝＝，A错误；在火星表面有G＝mg，解得火星的质量为M＝，B错误；火星的平均密度ρ＝＝＝，C正确；设环绕火星表面运行的卫星的周期为T，则T＝＝πt，D错误．]‎ ‎9．(2018·河北衡水中学信息卷)‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 近期天文学界有很多新发现，若某一新发现的星体质量为m、半径为R、自转周期为T，引力常量为G.下列说法正确的是(　　)‎ A．如果该星体的自转周期T2π，会解体 C．该星体表面的引力加速度为 D．如果有卫星靠近该星体表面飞行，其速度大小为 AD　[如果在该星体表面有一物质，质量为m′，当它受到的万有引力大于跟随星体自转所需要的同心力时呈稳定状态，即G>m′R，化简得T>2π，即T>2π时，星体不会解体，而该星体的自转周期Th，把地球看做质量分布均匀的球体，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，下列说法正确的是(　　)‎ A．1号卫星绕地球运动的线速度R B．1号卫星绕地球运动的周期T＝2π(R＋h) C．1号卫星和2号卫星做匀速圆周运动的向心力大小之比为 D．稳定在轨运行时1号卫星的机械能小于2号卫星的机械能 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 AD　[A项：根据公式G＝M和m‎0g＝G，解得v＝R，故A正确；B项：根据公式G＝M(R＋h)和m‎0g＝G，解得：T＝，故B错误；C项：F1＝G，F2＝G，所以＝，故C错误；D项：由于hβ，两颗卫星围绕地球转动的方向相同，不考虑两卫星间的影响．若某时刻另一颗卫星位于地球和同步卫星连线中间的某位置．下列说法正确的是(　　)‎ A．另一颗卫星的周期为24小时 B．同步卫星和另一颗卫星的线速度之比为 C．至少经过小时，另一颗卫星再次到达地球和同步卫星连线中间某位置 D．经过相同时间，同步卫星与另一颗卫星半径扫过的面积之比为 AD　[设地球的半径为R，则同步卫星做圆周运动的半径为r1＝，另一颗卫星做圆周运动的半径为r2＝.同步卫星绕地球做圆周运动的周期T1＝24小时，根据＝可得T2＝24小时，选项A正确；根据G＝m可知＝，选项B错误；根据t＝2π可得t＝小时，选项C错误；天体半径扫过的面积为s＝·πr2，而θ＝t，联立可得s＝ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎，故经过相同时间，同步卫星与另一颗卫星半径扫过的面积之比为＝，选项D正确．]‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费