知识点5 万有引力定律的应用-2020-2021学年高一物理下学期期末备考精选试题汇编（人教版）

知识点5 万有引力定律的应用(解析版) 一、单选题（本大题共10小题） 1.[来源：2019-2020学年河北省沧州一中高一（下）期末物理试卷] 2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星同步卫星该卫星 A. 入轨后可以位于北京正上方 B. 入轨后的速度大于第一宇宙速度 C. 发射速度大于第二宇宙速度 D. 若发射到近地圆轨道所需能量较少 【答案】D 【解析】 解决本题的关键是理解第一宇宙速度的物理意义，明确不同轨道对应不同的发射速度。 是卫星最小的发射速度，是卫星绕地球最大的运行速度；同步卫星只能在赤道上空一定高处，卫星越高其发射速度越大。 【解答】 同步卫星只能位于赤道正上方，A错误； 由知，卫星的轨道半径越大，卫星做匀速圆周运动的线速度越小，因此入轨后的速度小于第一宇宙速度近地卫星的速度，B错误； 同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，C错误； 若发射到近地圆轨道，所需发射速度较小，所需能量较小，D正确。 故选D。 2.[来源：2019-2020学年山东省聊城市高一（下）期末物理试卷] “嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成。探测器预计在2017年由“长征五号”运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。若已知月球半径为R，“嫦娥五号”在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是 A. 月球质量为 B. 月球表面重力加速度为 C. 月球密度为 D. 月球第一宇宙速度为 【答案】B 【解析】 对探测器分析，只受万有引力，做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式得到月球质量的表达式；根据牛顿第二定律列式求解月面重力加速度，第一宇宙速度是月球表面的环绕速度。 本题关键是明确探测器的动力学原理，结合牛顿第二定律列式求解，注意月球的第一宇宙速度是月面卫星的环绕速度，基础题目。 【解答】 A.对于探测器，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：， 解得：，故A错误； B.月球表面的重力加速度为：，故B正确； C.月球的密度：，故C错误； D.月球的第一宇宙速度为月球表面的环绕速度，根据牛顿第二定律，有：， 解得：，故D错误。 故选B。 3.[来源：2019-2020学年黑龙江省绥化市高一（下）期末物理试卷（A卷）] 如图所示，设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动，金星自身的半径是火星的n倍，质量为火星的k倍。不考虑行星自转的影响，则 A. 金星表面的重力加速度是火星的倍 B. 金星的“第一宇宙速度”是火星的倍 C. 金星绕太阳运动的加速度比火星小 D. 金星绕太阳运动的周期比火星大 【答案】B 【解析】 根据重力等于万有引力列式，求金星表面的重力加速度。根据卫星的速度公式求金星的“第一宇宙速度”。根据分析加速度的关系，根据开普勒第三定律分析周期关系。 解决本题的关键是要掌握万有引力提供向心力，知道卫星的线速度、加速度等公式，并能用来比较两个天体各个量之间的大小。 【解答】 解：A、根据得，可知金星与火星表面重力加速度之比故A错误。 B、根据 可知，金星与火星第一宇宙速度之比，故B正确； C、根据 可知，距离太阳越远，加速度越小，金星距离地球近，则金星绕太阳运动的加速度比火星大，故C错误。 D、根据开普勒第三定律，可知距离太阳越远，周期越长，金星距离太阳近，所以金星绕太阳运动的周期比火星短，故D错误。 故选：B。 4.[来源：2019-2020学年安徽师大附中等十校联考高一（下）期末物理试卷] 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，则有 A. a的向心加速度等于重力加速度g B. c在4 h内转过的圆心角是 C. b在相同时间内转过的弧长最长 D. d的运动周期有可能是 【答案】C 【解析】 解：A、地球同步卫星的周期c必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据知，c的向心加速度大。 由，得，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g。故A错误； B、c是地球同步卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是故B错误； C、，解得，可知，卫星的轨道半径越大，速度越小，所以b的速度最大，在相同时间内转过的弧长最长。故C正确； D、由开普勒第三定律知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h。故D错误； 故选：C。 地球同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，根据比较a与c的向心加速度大小，再比较