专题04 万有引力定律及其应用综合复习-【期末直通车】2021-2022学年高一物理下学期期末重难点复习（沪科版2020必修二）

专题04 万有引力定律及其应用综合复习（教师版） 一、单选题 1．我国航天事业处于世界领先地位。我国自行研制的风云二号气象卫星和神舟号飞船都绕地球做匀速圆周运动。风云二号离地面的高度是36000km，神舟号飞船离地面的高度是340km。①它们的线速度都大于第一宇宙速度；②风云二号的向心加速度小于神舟号飞船的向心加速度；③风云二号的线速度大于神舟号飞船的线速度；④风云二号的周期大于神舟号飞船的周期。以上说法中正确的是（     ） A．只有②④ B．只有①③ C．只有②③ D．只有①④ 【答案】A 【详解】 ①③近地卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力有 可得，第一宇宙速度为 风云二号气象卫星和神舟号飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力有 可得，线速度为 可知，它们的线速度都小于第一宇宙速度，故①错误；由于风云二号离地面的高度大于神舟号飞船离地面的高度，则风云二号的线速度小于神舟号飞船的线速度，故③错误； ②风云二号气象卫星和神舟号飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力有 可得，向心加速度为 由于风云二号离地面的高度大于神舟号飞船离地面的高度，则风云二号的向心加速度小于神舟号飞船的向心加速度，故②正确； ④风云二号气象卫星和神舟号飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力有 可得，周期为 由于风云二号离地面的高度大于神舟号飞船离地面的高度，则风云二号的周期大于神舟号飞船的周期，故④正确。 故选A。 2．在已知万有引力常量的情况下，利用下列哪组数据，可以计算出地球密度（       ） A．已知地球半径和地面重力加速度 B．已知卫星绕地球作匀速圆周运动的轨道半径和周期 C．已知月球绕地球作匀速圆周运动的周期和月球质量 D．已知同步卫星离地面高度和地球自转周期 【答案】A 【详解】 A．对地球表面物体，万有引力等于重力 可得 地球密度 A正确； BD．对正常运行的卫星（含同步卫星，同步卫星的周期等于地球自转周期），引力提供向心力 可得 由于不知地球半径，所以无法得出地球密度，BD错误； C．根据 可得 由于月球质量两边消去，又无法求出月球绕地球运动的轨道半径，也不知道地球半径，因此无法求出地球密度，C错误。 故选A。 3．2021年10月17日，“神舟十三号”载人飞船出征太空。11月7日，航天员王亚平成为中国首位进行出舱活动的女航天员。王亚平在中国空间站“天和”核心舱中一天可以看到16次日出日落。我国的北斗同步卫星也在太空为我们提供导航通信服务。下列说法正确的是（　　） A．“天和”核心舱的速度比北斗同步卫星的速度小 B．“天和”核心舱围绕地球运动的速度为第一宇宙速度 C．“天和”核心舱围绕地球运动的周期是北斗同步卫星周期的 D．“天和”核心舱的向心加速度比北斗同步卫星的向心加速度大 【答案】D 【详解】 C．一天可以看到16次日出日落，则周期约为90分钟，“天和”核心舱绕地球做圆周运动的周期约为同步卫星周期的，选项C错误； AD．根据万有引力提供向心力有 解得 “天和”核心舱的周期比同步卫星小，则“天和”核心舱的半径小，速度大，向心加速度大，选项A错误，D正确； B．“天和”核心舱离地面有一定的高度，环绕速度小于第一宇宙速度，选项B错误。 故选D。 4．对于质量为和质量为的两个物体间的万有引力的表达式，下列说法正确的是（　　） A．公式中的是引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的 B．当两个物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大 C．若大于，则对的引力大于对的引力 D．两个物体间的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力 【答案】A 【详解】 A．公式中的G是引力常量，它是由卡文迪许通过实验得出的，而不是人为规定的，A正确； B．当两物体间的距离趋于零时，万有引力定律公式不再适用。故不能得出万有引力趋向于穷大的结论，B错误； CD．m1和m2所受的万有引力大小总是相等的，方向相反，是一对作用力与反作用力，CD错误。 故选A。 5．人类探索宇宙的步伐一直坚定豪迈。4 月 16 日我国“神舟十三号”载人飞船经过 6 个月太空飞行安全成功返回。在 2017 年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s 时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12 圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星 （　　） A．质量之和 B．质量之积 C．速率之积 D．各自的自转角速度 【答案】A 【详解】 A．设中子星的质量分别为m1、m2，圆周运动半径分别为r1、r2，二者相距为L，周期为T。根据牛顿第二定律得 解得 能估算出质量之和，A符合题意； BCD．无法