（京津魯瓊專用）2020版高考物理大三輪復(fù)習(xí) 選擇題熱點(diǎn)巧練 熱點(diǎn)5 萬有引力定律的應(yīng)用（含解析）

熱點(diǎn)5萬有引力定律的應(yīng)用(建議用時(shí)：20分鐘)1某行星的同步衛(wèi)星下方的行星表面上有一觀察者，行星的自轉(zhuǎn)周期為T，他用天文望遠(yuǎn)鏡觀察被太陽(yáng)照射的此衛(wèi)星，發(fā)現(xiàn)日落的 時(shí)間內(nèi)有的時(shí)間看不見此衛(wèi)星，不考慮大氣對(duì)光的折射，則該行星的密度為()A.B.C. D.2(2019·青島模擬)2019年1月12日，我國(guó)以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第26、第27顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，拉開2019年將發(fā)射16顆北斗衛(wèi)星的序幕北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道有三種：地球靜止軌道(高度35 809 km)、傾斜地球同步軌道(高度35 809 km)、中圓地球軌道(高度21 607 km)，如圖所示下列說法正確的是()A中圓軌道衛(wèi)星的周期一定比靜止軌道衛(wèi)星的周期長(zhǎng)B中圓軌道衛(wèi)星受到的萬有引力一定比靜止軌道衛(wèi)星受到的萬有引力大C傾斜同步軌道衛(wèi)星始終位于地球表面某點(diǎn)的正上方D傾斜同步軌道衛(wèi)星每天在固定的時(shí)間經(jīng)過同一地區(qū)的正上方3(多選)近年來，我國(guó)航天與深海潛水事業(yè)交相輝映，“可上九天攬?jiān)拢上挛逖笞谨M”已經(jīng)不再是夢(mèng)想處于7 062 m深海處隨地球自轉(zhuǎn)的蛟龍?zhí)柕南蛐募铀俣葹閍1，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為1；處于393 km高空?qǐng)A軌道的神舟十一號(hào)向心加速度為a2，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為2；處于36 000 km高空?qǐng)A軌道的地球同步衛(wèi)星的向心加速度為a3，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為3.下列說法正確的是()Aa2>a3>a1 B.a1<a2<a3C2>31 D.2<314(2019·煙臺(tái)模擬)2019年1月3日，“嫦娥四號(hào)”成功著陸在月球背面南極，由前期發(fā)射的“鵲橋”號(hào)中繼星為其探測(cè)器提供地月中繼通信支持，“鵲橋”號(hào)中繼星于“地月系統(tǒng)拉格朗日2點(diǎn)”(簡(jiǎn)稱地月L2點(diǎn))附近運(yùn)動(dòng)，地月L2點(diǎn)位于地球和月球兩點(diǎn)連線的延長(zhǎng)線上的某點(diǎn)，在月球背對(duì)地球的一側(cè)，探測(cè)器處于該點(diǎn)可在幾乎不消耗燃料的情況下與月球同步繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于定點(diǎn)于地月L2點(diǎn)的探測(cè)器的說法正確的是()A探測(cè)器與月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期之比等于它們的軌道半徑的二分之三次方之比B探測(cè)器與月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度與它們的軌道半徑的平方成反比C探測(cè)器與月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比等于它們的軌道半徑之比D不可能有探測(cè)器能定點(diǎn)于地月連線之間某點(diǎn)5在人類太空征服史中，讓人類遺憾的是“太空加油站”的缺乏當(dāng)通信衛(wèi)星軌道校正能源耗盡的時(shí)候，它的生命就走到了盡頭，有很多成了太空垃圾如今“軌道康復(fù)者”是救助此類衛(wèi)星的新型太空航天器，圖甲是“軌道康復(fù)者”航天器在給太空中“垃圾”衛(wèi)星補(bǔ)充能源，可簡(jiǎn)化為圖乙所示的模型，讓“軌道康復(fù)者”N對(duì)已偏離原來正常工作軌道的衛(wèi)星M進(jìn)行校正，則()A“軌道康復(fù)者”N從圖乙所示軌道上加速，與衛(wèi)星M對(duì)接補(bǔ)充能源后開動(dòng)M上的小發(fā)動(dòng)機(jī)向前噴氣，能校正衛(wèi)星M到較低的軌道運(yùn)行B讓M降低到N所在軌道上，補(bǔ)充能源后再開啟衛(wèi)星M上的小發(fā)動(dòng)機(jī)校正C在圖乙中M的動(dòng)能一定小于N的動(dòng)能D在圖乙中，M、N和地球球心三者不可能處在同一直線上6(2019·棗莊模擬)某行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，半徑約為地球半徑的，那么在此行星上的“第一宇宙速度”與地球上的第一宇宙速度之比為()A21 B.12C14 D.417(2019·濟(jì)寧二模)如圖所示，1、3軌道均是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道示意圖，1軌道的半徑為R，2軌道是一顆衛(wèi)星繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)的軌道示意圖，3軌道與2軌道相切于B點(diǎn)，O點(diǎn)為地球球心，AB為橢圓的長(zhǎng)軸，三軌道和地心都在同一平面內(nèi)已知在1、2兩軌道上運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的周期相等，引力常量為G，地球質(zhì)量為M，三顆衛(wèi)星的質(zhì)量相等，則下列說法正確的是()A衛(wèi)星在3軌道上的機(jī)械能小于在2軌道上的機(jī)械能B若衛(wèi)星在1軌道上的速率為v1，衛(wèi)星在2軌道A點(diǎn)的速率為vA，則v1vAC若衛(wèi)星在1、3軌道上的加速度大小分別為a1、a3，衛(wèi)星在2軌道A點(diǎn)的加速度大小為aA，則aAa1a3D若OA0.4R，則衛(wèi)星在2軌道B點(diǎn)的速率vB 8.如圖所示，宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜坡上P點(diǎn)沿水平方向以初速度v0拋出一個(gè)小球，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t落到斜坡上另一點(diǎn)Q，斜坡的傾角為，已知該星球半徑為R，引力常量為G，下列說法錯(cuò)誤的是()A星球表面的重力加速度為B該星球的質(zhì)量為C在該星球上發(fā)射衛(wèi)星的發(fā)射速度一定大于D在該星球上不可能發(fā)射周期小于的衛(wèi)星熱點(diǎn)5萬有引力定律的應(yīng)用1解析：選A.設(shè)行星質(zhì)量為M，半徑為R，密度為，衛(wèi)星質(zhì)量為m，如圖所示，發(fā)現(xiàn)日落的時(shí)間內(nèi)有的時(shí)間看不見同步衛(wèi)星，則60°，故60°，r2R，根據(jù)Gm2·2R，MR3，解得.2解析：選D.中圓軌道衛(wèi)星的軌道半徑比地球靜止同步軌道半徑小，做圓周運(yùn)動(dòng)的周期短，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于不知道中圓軌道衛(wèi)星與靜止軌道衛(wèi)星的質(zhì)量，無法比較二者與地球之間的萬有引力大小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；地球靜止軌道衛(wèi)星始終位于地球表面某點(diǎn)的正上方，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；傾斜同步軌道衛(wèi)星的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，都是24小時(shí)，所以傾斜同步軌道衛(wèi)星每天在固定的時(shí)間經(jīng)過同一地區(qū)的正上方，選項(xiàng)D正確3解析：選AC.由題意可知31，由m2r知，2>3，C正確，D錯(cuò)誤；由于地球同步衛(wèi)星比蛟龍?zhí)柕能壍腊霃酱螅鶕?jù)ar2，可知a3>a1，由ma知，a2>a3，A正確，B錯(cuò)誤4解析：選C.定點(diǎn)于L2處的探測(cè)器與月球公轉(zhuǎn)同周期，因此A錯(cuò)；由a2r知B錯(cuò)；由vr知C對(duì)；在地月連線之間會(huì)有一處滿足F地F月m2r，D錯(cuò)5解析：選A.根據(jù)向心運(yùn)動(dòng)條件知，衛(wèi)星M減速，即開啟的發(fā)動(dòng)機(jī)向前噴氣，萬有引力大于圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，故衛(wèi)星M會(huì)降低軌道運(yùn)行，A正確；衛(wèi)星M在沒有補(bǔ)充能源情況下，不能降低到“軌道康復(fù)者”N所在軌道上，B錯(cuò)誤；根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律知Gm，得v ，雖然M運(yùn)行的軌道半徑大于N的軌道半徑，M的運(yùn)行速率小于N的運(yùn)行速率，但二者質(zhì)量的大小關(guān)系不確定，所以不能判斷動(dòng)能大小，C錯(cuò)誤；在題圖乙中M繞地球的運(yùn)行周期大于N繞地球的運(yùn)行周期，所以經(jīng)過一段時(shí)間衛(wèi)星M、康復(fù)者N和地球球心三者是有可能處在同一直線上的，D錯(cuò)誤6解析：選A.設(shè)地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，由m，可知地球上的第一宇宙速度v地 ，同理可得，行星上的第一宇宙速度v行2，所以v行v地21，則A正確，B、C、D錯(cuò)誤7解析：選B.2、3軌道在B點(diǎn)相切，衛(wèi)星在3軌道相對(duì)于2軌道是做離心運(yùn)動(dòng)的，衛(wèi)星在3軌道上的線速度大于在2軌道上B點(diǎn)的線速度，因衛(wèi)星質(zhì)量相同，所以衛(wèi)星在3軌道上的機(jī)械能大于在2軌道上的機(jī)械能，A錯(cuò)誤；以O(shè)A為半徑作一個(gè)圓軌道4與2軌道相切于A點(diǎn)，則v4vA，又因v1v4，所以v1vA，B正確；加速度是萬有引力產(chǎn)生的，只需要比較衛(wèi)星到地心的高度即可，應(yīng)是aAa1a3，C錯(cuò)誤；由開普勒第三定律可知，2軌道的半長(zhǎng)軸為R，OB1.6R，3軌道上的線速度v3，又因vBv3，所以vB ，D錯(cuò)誤8解析：選A.根據(jù)tan 解得，星球表面的重力加速度g，A錯(cuò)誤；在星球表面，有Gmg，解得M，B正確；根據(jù)重力提供向心力，有mgm，解得第一宇宙速度為v ，因此發(fā)射衛(wèi)星的速度一定大于 ，C正確；根據(jù)Gmr可得T2r3，當(dāng)rR時(shí)，最小周期為 ，故在該星球上不可能發(fā)射周期小于 的衛(wèi)星，D正確- 5 -