（通用版）2020高考物理三輪沖刺 高考熱點(diǎn)排查練熱點(diǎn)5 萬有引力定律及應(yīng)用（含解析）

熱點(diǎn)5　萬有引力定律及應(yīng)用 1．(2019·河南洛陽(yáng)市第三次統(tǒng)考)設(shè)月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為a，月球表面附近的重力加速度大小為g1，在月球繞地球運(yùn)行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的加速度大小為g2，地球表面附近的重力加速度大小為g3.則下列關(guān)系式正確的是(　　) A．g1＝g2 B．a(chǎn)＝g1 C．a(chǎn)＝g2 D．a(chǎn)＝g3 答案　C 2．(2019·四川遂寧市三診)2019年春節(jié)期間，影片《流浪地球》上映，該影片的成功使得眾多科幻迷們相信2019年開啟了中國(guó)科幻電影元年．假設(shè)地球在流浪過程中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆類地行星，該行星的半徑是地球的2倍，其平均密度與地球相同，該行星的第一宇宙速度為地球的n倍，則n等于(　　) A．1B.C．2D．2 答案　C 解析　根據(jù)萬有引力提供向心力，得：G＝m， 解得v＝；M＝πR3ρ 可得v＝Rρ∝R，因該行星的半徑是地球的2倍，則第一宇宙速度是地球的2倍，即n＝2，故選C. 3．(2019·安徽“江南十校”綜合素質(zhì)檢測(cè))人類夢(mèng)想能找到其他適宜人類生存的星球，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在太陽(yáng)系外某個(gè)恒星質(zhì)量是太陽(yáng)的2倍，有多顆行星繞該恒星運(yùn)動(dòng)，其中一顆行星表面溫度在0℃到40℃之間，其質(zhì)量是地球的8倍，直徑是地球的2倍，公轉(zhuǎn)周期與地球相同．設(shè)該行星與地球均可視為質(zhì)量分布均勻的球體，并繞其中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是(　　) A．該行星表面重力加速度大小與地球表面相同 B．該行星衛(wèi)星的最小周期是在地球上的2倍 C．在該行星上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度是地球上的2倍 D．該行星繞恒星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑與地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑相同 答案　C 4．(2019·山東臨沂市質(zhì)檢)假設(shè)某探測(cè)器在著陸火星前貼近火星表面運(yùn)行一周用時(shí)為T，已知火星的半徑為R1，地球的半徑為R2，地球的質(zhì)量為M，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，則火星的質(zhì)量為(　　) A. B. C. D. 答案　A 解析　繞地球表面運(yùn)動(dòng)的物體，由牛頓第二定律可知：＝mg，繞火星表面運(yùn)動(dòng)的探測(cè)器，＝m′2R1，解得：M火＝，故A正確． 5．(多選)宇宙中兩顆靠得比較近的恒星，只受到彼此之間的萬有引力作用互相繞轉(zhuǎn)，稱之為雙星系統(tǒng)．在浩瀚的銀河系中，多數(shù)恒星都是雙星系統(tǒng)．設(shè)某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖1所示．若AO>OB，則(　　) 圖1 A．星球A的角速度一定大于B的角速度 B．星球A的質(zhì)量一定小于B的質(zhì)量 C．雙星的總質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大 D．雙星之間的距離一定，雙星的總質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大 答案　BC 解析　雙星系統(tǒng)中兩星球的角速度相等，故A錯(cuò)誤；根據(jù)萬有引力提供向心力mAω2rA＝mBω2rB，因?yàn)閞A＞rB，所以mA＜mB，即A的質(zhì)量一定小于B的質(zhì)量，故B正確；設(shè)兩星體中心間距為L(zhǎng)，根據(jù)萬有引力提供向心力得：G＝mArA＝mBrB，解得周期T＝2π，由此可知雙星的總質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大，故C正確；雙星之間的距離一定，雙星的總質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越小，故D錯(cuò)誤． 6.(2019·河南普通高中高考物理模擬)“嫦娥四號(hào)”月球探測(cè)器要經(jīng)過多次變軌，最終降落到月球表面上．如圖2所示，軌道Ⅰ為圓形軌道，其半徑為R；軌道Ⅱ?yàn)闄E圓軌道，半長(zhǎng)軸為a，半短軸為b.如果把探測(cè)器與月球中心的連線掃過的面積與其所用時(shí)間的比值定義為面積速率，則探測(cè)器繞月球運(yùn)動(dòng)過程中在軌道Ⅰ和軌道Ⅱ上的面積速率之比是(已知橢圓的面積S＝πab)(　　) 圖2 A. B. C. D. 答案　C 解析　由開普勒第三定律得：＝ 解得：＝ ＝＝·＝＝， 故A、B、D錯(cuò)誤，C正確． 7.(2019·山東德州市二模)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，三顆行星A、B、C繞著仙女座厄普西侖星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖3所示，行星A周期為4.6170天，軌道半徑為0.059AU(地球與太陽(yáng)之間的距離為1AU,1AU＝1.496×108km)，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，根據(jù)題中數(shù)據(jù)可求出(　　) 圖3 A．厄普西侖星的質(zhì)量 B．厄普西侖星的第一宇宙速度 C．行星B的周期小于4.6170天 D．行星C的加速度大于行星A的加速度 答案　A 解析　根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力，則有＝， 可得M＝，則能求出厄普西侖星的質(zhì)量，故選項(xiàng)A正確；根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力，則有＝，可得v＝，由于厄普西侖星的半徑未知，所以無法求出厄普西侖星的第一宇宙速度，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力，則有＝，可得T＝，rB>rA，則行星B的周期大于4.6170天，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力，則有＝ma，可得a＝，rC>rA，則行星C的加速度小于行星A的加速度，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 8.(2019·福建福州市五月檢測(cè))如圖4所示，同一圓軌道上有兩艘繞地球運(yùn)行的宇宙飛船，它們的運(yùn)行周期為T，運(yùn)行速度為v.已知引力常量為G，則下列說法正確的是(　　) 圖4 A．地球的質(zhì)量為 B．兩飛船運(yùn)行的軌道半徑為 C．兩飛船運(yùn)行的加速度為 D．后面的飛船要追上前面的飛船進(jìn)行對(duì)接，需向后噴出一些物質(zhì)使其加速 答案　C 解析　由圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有v＝，解得r＝，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；萬有引力提供飛船運(yùn)行的向心力，則有G＝m，解得地球的質(zhì)量為M＝，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；飛船的加速度為a＝＝，選項(xiàng)C正確；后面的飛船向后噴出一些物質(zhì)，會(huì)到較高的軌道上運(yùn)行，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5