2021年高考物理总复习 4.4万有引力与航天课堂检测

2021年高考物理总复习 4.4万有引力与航天课堂检测

1．(xx·新课标全国卷Ⅱ)假设地球可视为质量均匀分布的球体．已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G.地球的密度为( )

3πg0－g3πg0

GT2g0－g3πg0

A.

GT2

g0

B.

C.

3π

GT2

D.

GT2g

解析：本题考查万有引力定律和重力的关系，意在考查考生的分析推理和理解能力．在

Mm4

地球两极重力等于万有引力，即有mg0＝G2＝πρmGR，在赤道上重力等于万有引力与向心

R3

力的差值，即mg＋m答案：B

2．有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近的近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有( )

4π

Mm43πg0

R＝G＝πρmGR，联立解得：ρ＝，B项正确． T2R23GT2g0－g2

A．a的向心加速度等于重力加速度g B．b在相同时间内转过的弧长最长 π

C．c在4小时内转过的圆心角是

6D．d的运动周期有可能是20小时

GMmGMmGMmv2

解析：对a有2－FN＝ma，又2＝mg，故a实用文档

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2ππ

转过的角度为×4＝，C错误；因d的运动周期一定大于c的周期，故周期一定大于24

243小时，D错误．

答案：B

3．如图所示，是某次发射人造卫星的示意图，人造卫星先在近地圆周轨道1上运动，然后改在椭圆轨道2上运动，最后在圆周轨道3上运动，a点是轨道1、2的交点，b点是轨道2、3的交点，人造卫星在轨道1上的速度为v1，在轨道2上a点的速度为v2a，在轨道2上b点的速度为v2b，在轨道3上的速度为v3，则各速度的大小关系是( )

A．v1>v2a>v2b>v3 C．v2a>v1>v3>v2b

B．v1v1>v2b>v3

v2

解析：在a点，由轨道1变到轨道2，是离心运动，这说明F供v1；在b点，由轨道2变到轨道3，还是离心运动，同理，是加速运动，故v3>v2b，由v＝

答案：C

4．[多选]同步卫星离地心距离r，运行速度为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则以下正确的是( )

A.＝ C.＝ GM知v1>v3，所以v2a>v1>v3>v2b，C正确． ra1ra2Rv1rv2RB.＝

RD.＝a1r2a2v1v2

R r解析：设地球质量为M，同步卫星的质量为m1，地球赤道上的物体质量为m2，在地球表面附近飞行的物体的质量为m′2，根

据向心加速度和角速度的关系有a1＝ω1r，a2＝ω2R，ω1＝ω2，故＝，A正确；由万

2

2

a1ra2R实用文档

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Mm1v2Mm′2v2v112

有引力定律有G2＝m1，G2＝m′2，由以上两式解得＝rrRRv2

答案：AD

R，D正确． r5．[多选]在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”，这种学说认为引力常量G在缓慢地减小，根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比( )

A．公转半径R较大 C．公转速率v较大

B．公转周期T较大 D．公转角速度ω较小

解析：由于引力常量G在缓慢地减小，地球所受的万有引力将逐渐减小，地球将做离心

GmMmv2

运动，即公转半径R将增大，根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，有2＝，所

RR以其公转速率的表达式v＝

GM，公转周期的表达式T＝2πRR3，公转角速度的表达式为GMω＝GM，据此可得公转速率v变小，公转周期T增大，而公转角速度ω则变小，C错误． R3

答案：ABD 38383 95EF 闯- 729984 7520 甠30262 7636 瘶35704 8B78 譸23287 5AF7 嫷27136 6A00 樀j40531 9E53 鹓q 26690 6842 桂

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