人教版高中物理热点强化练5 万有引力定律的综合应用.docx

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＝1∶1
B.向心加速度之比为a比∶a日＝3∶4
C.动能之比为Ek比∶Ek日＝3∶8
D.万有引力之比为F比∶F日＝3∶8
答案　C
解析　万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得G＝mr，解得T＝2π，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G＝ma，解得a＝，故a比∶a日＝1∶1，故B错误；万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得G＝m，动能Ek＝mv2＝，代入数据计算解得动能之比为Ek比∶Ek日＝3∶8，故C正确；根据万有引力F＝，代入数据计算解得F比∶F日＝3∶4，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　由自由落体运动位移公式得h＝gt2①
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
G＝mω2R＝m()2R②
行星表面附近，万有引力等于重力，有
G＝mg ③
由①②③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1.7×103 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1.7×103 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G＝mr，r＝R＋h，解得T＝2π，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为神舟十一号开始的运行轨道，半径为R，神舟十一号经过时间t，通过的弧长为s。已知引力常量为G，则(　　)
图1
A.天宫二号内的物体