11-19年高考物理真题分专题汇编之专题015.万有引力定律及其应用.docVIP

第15节 万有引力定律及其应用 1. 2021年物理上海卷22B．动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比RA∶RB= 1 ∶2，它们的角速度之比ωA∶ωB= ，质量之比mA∶mB= . 【答案】； 1∶2 【解析】两卫星绕地球做匀速圆周运动，其万有引力充当向心力，由得，所以两者角速度之比为；线速度之比为，根据题意知两者动能相等，所以质量之比为：1:2。 2. 2021年上海卷22B．两靠得较近的天体组成的系统称为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于由于引力作用而吸引在一起。设两天体的质量分别为m1和m2，那么它们的轨道半径之比Rm1∶Rm2=________；速度之比vm1∶vm2=________。 答案： m2∶m1； m2∶m1 解析：双星的角速度相同，向心力由万有引力提供，大小也相等，所以有， 所以Rm1∶Rm2= m2∶m1，角速度一定，线速度与半径成正比，所以速度之比为vm1∶vm2= m2∶m1。 3. 2021年理综福建卷 13.“嫦娥二号〞是我国月球探测第二期工程的先导星。假设测得“嫦娥二号〞在月球〔可视为密度均匀的球体〕外表附近圆形轨道运行的周期T，引力常数G，半径为R的球体体积公式，那么可估算月球的 A.密度 B.质量 C.半径 D.自转周期 答：A 【解析】“嫦娥二号〞在近月外表做周期的匀速圆周运动，有。由于月球半径R未知，所以无法估算质量M，但结合球体体积公式可估算密度〔与成正比〕，A正确。不能将“嫦娥二号〞的周期与月球的自转周期混淆，无法求出月球的自转周期。 4. 2021年理综山东卷 15.2011年11月3日，“神舟八号〞飞船与“天宫一号〞目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后“天宫一号〞经变轨升到更高的轨道，等待与“神舟九号〞交会对接。变轨前和变轨完成后“天宫一号〞的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为R1、R2，线速度大小分别为v1、v2。那么等于 A. B. C. D. 答：B 解析：万有引力提供向心力有，得， 所以，，选项B正确。 5. 2021年理综福建卷 16．一卫星绕某一行星外表附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v0假设宇航员在该行星外表上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N0，引力常量为G，那么这颗行星的质量为 A． B. C． D. 【答案】 B【解析】设星球半径为R，星球质量为M，卫星质量为m1,卫星做圆周运动向心力由万有引力提供即 ,而星球外表物体所受的重力等于万有引力即：; 结合两式可解的星球质量为，所以选B. 6. 2021年理综天津卷 3．研究说明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比〔 〕 A．距地面的高度变大 B．向心加速度变大 C．线速度变大 D．角速度变大 【答案】A 【解析】3亿年前地球自转周期22小时，现在为24小时，趋势为变大，所以未来同步卫星与现在相比周期变大，而万有引力不变。由万有引力提供向心力，可知，轨道半径变大，那么卫星距地面高度变大，A正确。轨道半径变大，向心力变小，向心加速度变小，B错。同时，线速度和角速度都减小，C和D错。 7. 2021年理综广东卷 θ图13P21．如图13所示，飞行器P θ 图13 P A．轨道半径越大，周期越长 B．轨道半径越大，速度越大 C．假设测得周期和张角，可得到星球的平均密度 D．假设测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度 【答案】AC 【解析】据可知半径越大那么周期越大，应选项A正确；据,可知轨道半径越大那么环绕速度越小，应选项B错；如果测出周期T，那么有如果测得张角，那么该星球的半径为所以可得到星球的平均密度，选项C正确，而选项D无法计算星球的半径，因而D错。 8. 2021年理综北京卷16．假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么 〔 D 〕 A．地球公转周期大于火星的公转周期 B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度 C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度 D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度 解析：万有引力提供向心力，有，解得，，，，因此，轨道半径越大，周期越大，线速度越小，角速度越大，向心加速度越小，地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，所以选项D正确。 9. 2021年理综重