专题05 万有引力定律及应用-【步步高】2019年高考物理基础回扣练（江苏版）

5．万有引力定律及应用 1．(多选)(2018·南京市金陵中学模拟)天文社的同学长期观测一颗绕地球做圆周运动的人造卫星，测得其绕行周期是T，已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，由此可以求出(　　) A．卫星受到的地球的引力 B．卫星运动的向心加速度 C．卫星运动的机械能 D．卫星的轨道离地面的高度 答案　BD 2．(2018·无锡市高三期末)如图1所示，2017年9月25日至9月28日期间，微信启动新界面，其画面视角从人类起源的非洲(左)变为华夏大地中国(右)．新照片由我国新一代静止轨道卫星(同步卫星)“风云四号”拍摄，见证着科学家15年的辛苦和努力．下列说法正确的是(　　) 图1 A．“风云四号”可能经过无锡正上空 B．“风云四号”的向心加速度大于月球的向心加速度 C．与“风云四号”同轨道的卫星运动的动能都相等 D．“风云四号”的运行速度大于7.9 km/s 答案　B 3．(多选)(2018·南京市、盐城市二模)某试验卫星在地球赤道平面内一圆形轨道上运行，每5天对某城市访问一次(即经过其正上方)，下列关于该卫星的描述中正确的是(　　)[来源:学|科|网Z|X|X|K] A．角速度可能大于地球自转角速度 B．线速度可能大于第一宇宙速度 C．高度一定小于同步卫星的高度[来源:学,科,网][来源:学#科#网][来源:Z§xx§k.Com] D．向心加速度一定小于地面的重力加速度 答案　AD 解析　设卫星的周期为T，地球自转的周期为T0，则有×5T0＝×5T0＋2π，或者×5T0＋2π＝×5T0，可解得卫星的周期T＝T0或者T＝T0，即卫星的角速度可能大于地球自转角速度，也可能小于地球自转角速度，A正确；由卫星的线速度v＝可知，所有卫星的速度小于等于第一宇宙速度，B错误；卫星的高度越高，周期越大，由A选项解析可知，卫星的周期可能大于也能小于同步卫星的周期，所以卫星的高度可能大于也可能小于同步卫星的高度，C错误；根据牛顿第二定律＝ma，向心加速度a＝，卫星的高度高于地面，所以其向心加速度小于地面的重力加速度，D正确． 4．(多选)(2018·苏锡常镇一调)如图2所示，我国自主研发的北斗卫星导航系统由35颗卫星组成，包括分布于a类型轨道的5颗同步轨道卫星、分布于b类型轨道的3颗倾斜轨道卫星(与同步卫星轨道半径相同，轨道倾角55°)和分布于c类型轨道的27颗中轨道卫星(轨道半径小于同步卫星的)，中轨道卫星运行在3个互成120°的轨道面上做圆周运动，预计2020年全部建成．下列说法正确的是(　　) 图2 A．a类型轨道上的卫星相对于地面静止且处于平衡状态 B．a类型轨道上的卫星运行速率等于b类型轨道上的卫星运行速率 C．b类型轨道上的卫星也与地球保持相对静止 D．三类卫星相比，c类卫星的向心加速度最大 答案　BD 解析　卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，不是处于平衡状态，故A错误；人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则有：G＝m，解得：v＝，由于a类型轨道上的卫星运行半径等于b类型轨道上的卫星运行半径，则a类型轨道上的卫星运行速率等于b类型轨道上的卫星运行速率，选项B正确；b类型卫星不能与地球保持相对静止，只有同步轨道卫星才能与地球保持相对静止，故C错误；a＝，由题知中轨道卫星c的轨道半径小于同步卫星a，半径小的向心加速度大，故D正确． 5．(多选)某卫星绕地球做匀速圆周运动，周期为T.已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，假设地球的质量分布均匀，忽略地球自转．以下说法正确的是(　　) A．卫星运行半径r＝ B．卫星运行半径r＝ C．地球平均密度ρ＝ D．地球平均密度ρ＝ 答案　AC 解析　由万有引力提供向心力有： G＝mr，G＝m′g[来源:学,科,网][来源:Zxxk.Com] 联立解得：r＝ ，故A正确，B错误； 地球的质量M＝， 地球的体积V＝， 所以地球的密度为ρ＝＝＝， 故C正确，D错误．[来源:学科网ZXXK] 6. (多选)如图3所示，2018年5月21日，我国成功发射嫦娥四号任务“鹊桥”中继星，该卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨后进入圆形工作轨道Ⅲ，为在月球背面软着陆做准备，下列说法错误的是(　　) [来源:学科网ZXXK] 图3 A．卫星在轨道Ⅲ上的运行速度比月球的第一宇宙速度大 B．卫星在轨道Ⅲ上经过P点时的加速度比在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度小 C．卫星在轨道Ⅲ上运行的周期比在轨道Ⅰ上短 D．卫星在轨道Ⅳ上的机械能比在轨道Ⅱ上大 答案　ABD 7．(2018·江苏省联盟大联考)已知质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为Ep＝－G，其中G为引力常量，M为地球质量．先从地面赤道某处发射一质量m0的卫星至离地球表面h高处