高考物理经典习题:第4章曲线运动与万有引力定律 热点强化练5 万有引力定律的综合应用(含解析)
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1、热点强化练5万有引力定律的综合应用(时间:20分钟)1.(2020山东枣庄市第二次模拟)科幻电影流浪地球讲述了这样的故事:太阳即将毁灭,人类在地球上建造出巨大的推进器,使地球经历了停止自转、加速逃逸、匀速滑行、减速入轨等阶段,最后成为比邻星的一颗行星。假设若干年后,地球流浪成功。设比邻星的质量为太阳质量的,地球质量在流浪过程中损失了,地球绕比邻星运行的轨道半径为地球绕太阳运行轨道半径的,则地球绕比邻星运行与绕太阳运行相比较,下列关系正确的是()A.公转周期之比为T比T日11B.向心加速度之比为a比a日34C.动能之比为Ek比Ek日38D.万有引力之比为F比F日38答案C解析万有引力提供向心力,
2、由牛顿第二定律得Gmr,解得T2,故T比T日2,故A错误;万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得Gma,解得a,故a比a日11,故B错误;万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得Gm,动能Ekmv2,代入数据计算解得动能之比为Ek比Ek日38,故C正确;根据万有引力F,代入数据计算解得F比F日34,故D错误。2. (2020山东烟台市高考诊断一模)随着航天技术的发展,人类已经有能力到太空去探索未知天体。假设某宇宙飞船绕一行星表面附近做匀速圆周运动,已知运行周期为T,宇航员在离该行星表面附近h处自由释放一小球,测得其落到行星表面的时间为t,则这颗行星的半径为 ()A. B.C. D.答案B解析由自由落
3、体运动位移公式得hgt2某宇宙飞船绕一行星表面附近做匀速圆周运动,向心力由万有引力提供,有Gm2Rm()2R行星表面附近,万有引力等于重力,有Gmg 由式解得R。选项B正确。3.(多选)2020天津市等级考模拟(一)2019年1月3日,“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面。着陆前的部分运动过程简化如下:在距月面15 km高处绕月做匀速圆周运动,然后减速下降至距月面100 m处悬停,再缓慢降落到月面。已知万有引力常量和月球的第一宇宙速度,月球半径约为1.7103 km,由上述条件能估算出()A.月球质量B.月球表面的重力加速度C.探测器在15 km高处绕月运动的周期D.探测器悬停时发动机产生的推
4、力答案ABC解析第一宇宙速度v,已知万有引力常量和月球的第一宇宙速度,月球半径约为1.7103 km,所以可以求出月球质量M和月球表面的重力加速度g,故A、B正确;根据万有引力提供环绕天体的向心力得Gmr,rRh,解得T2,所以可以求出探测器在15 km高处绕月运动的周期T,故C正确;探测器悬停时发动机产生的推力大小等于探测器的重力,由于不知道探测器的质量,所以无法求出探测器悬停时发动机产生的推力,故D错误。4.(多选)(2020江苏南京市六校联合体5月联考)我国在酒泉发射中心成功发射了神舟十一号载人飞船,并随后与天宫二号对接形成组合体。如图1所示,圆轨道1为天宫二号的运行轨道,圆轨道2为神舟
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