第四章 第4讲 万有引力定律及其应用-2021高考物理【优化探究】一轮总复习课时作业(人教版)提升

[课时作业·巩固提升]　　　　　　　　　　　精选名校试题　考点全面覆盖 [基础题组] 一、单项选择题 1.牛顿在思考万有引力定律时就曾想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大， 落点一次比一次远．如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星．如图所示是牛顿设想的一颗卫星，它沿椭圆轨道运动．下列说法正确的是(　　) A．地球的球心与椭圆的中心重合 B．卫星在近地点的速率小于在远地点的速率 C．卫星在远地点的加速度小于在近地点的加速度 D．卫星与椭圆中心的连线在相等的时间内扫过相等的面积 解析：地球的球心与椭圆的焦点重合，选项A错误；根据卫星运动过程中机械能守恒(动能和引力势能之和保持不变)可知，卫星在近地点的动能大于在远地点的动能，根据动能公式可知，卫星在近地点的速率大于在远地点的速率，选项B错误；根据万有引力定律和牛顿运动定律可知，卫星在远地点的加速度小于在近地点的加速度，选项C正确；根据开普勒定律可知，卫星与地球中心的连线在相等的时间内扫过相等的面积，选项D错误． 答案：C 2.(2020·北京通州区高考物理模拟)用传感器测量一物体的重力时，发现在赤道测得的读数与其在北极的读数相差大约3‰.如图所示，如果认为地球是一个质量分布均匀的标准球体，下列说法正确的是(　　) A．在北极处物体的向心力为万有引力的3‰ B．在北极处物体的重力为万有引力的3‰ C．在赤道处物体的向心力为万有引力的3‰ D．在赤道处物体的重力为万有引力的3‰ 解析：在北极处，没有向心力，重力等于万有引力，A、B错误；在赤道处，F引－G′＝F向，再结合题意＝997‰，D错误．＝1－＝＝3‰，C正确；在赤道处＝＝＝3‰知，在赤道处 答案：C 3．一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上．用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g′表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，FN表示人对秤的压力，下面说法中正确的是(　　) A．g′＝gg　　　　　　　 B．g′＝ C．FN＝mgg D．FN＝m 解析：做匀速圆周运动的飞船及其上的人均处于完全失重状态，台秤无法测出其重力，故FN＝0，C、D错误；对地球表面的物体，Gg，A错误，B正确． ＝mg′，可得g′＝＝mg，宇宙飞船所在处，G 答案：B 4．20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域．现有一艘远离星球在太空中直线飞行的宇宙飞船，为了测量自身质量，启动推进器，测出飞船在短时间Δt内速度的改变量Δv和飞船受到的推力F(星球对它的引力可忽略)．飞船在某次航行中，当它飞近一个孤立的星球时，飞船能以速度v在离星球的较高轨道上绕星球做周期为T的匀速圆周运动．已知星球的半径为R，引力常量用G表示．则宇宙飞船和星球的质量分别是(　　) A.， B.， C.， D.， 解析：直线推进时，根据动量定理可得FΔt＝mΔv，解得飞船的质量为m＝，D正确．，解得M＝＝mr，又G＝m，绕孤立星球运动时，根据公式G 答案：D 5.如图所示，将一个半径为R、质量为M的均匀大球，沿直径挖去两个半径分别为大球一半的小球，并把其中一个放在球外与大球靠在一起．若挖去小球的球心、球外小球球心、大球球心在一条直线上，则大球中剩余部分与球外小球的万有引力大小约为(已知引力常量为G)(　　) A．0.01 B．0.02 C．0.05 D．0.04 解析：由题意知，所挖出小球的半径为，D选项正确．，大球中剩余部分对球外小球的万有引力大小为F3＝F－F1－F2≈0.04＝，填入右侧原位置的小球对球外小球的万有引力为F2＝G＝，将所挖出的其中一个小球填在原位置，则填入左侧原位置的小球对球外小球的万有引力为F1＝G＝，则未挖出小球前大球对球外小球的万有引力大小为F＝G，质量为 答案：D 二、多项选择题 6．(2017·高考全国卷Ⅱ)如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中(　　) A．从P到M所用的时间等于 B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大 C．从P到Q阶段，速率逐渐变小 D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功 解析：从P到Q的时间为T0，选项A错误；海王星在运动过程中只受太阳的引力作用，故机械能守恒，选项B错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，从P到Q阶段，速率逐渐变小，选项C正确；从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，选项D正确． T0，根据开普勒行星运动第二定律可知，从P到M运动的速率大于从M到Q运动的速率，可知P到M所用的时间小于 答案：CD 7.(2020·江苏扬州中学高三模拟)2019年4月10日，天