综合训练5 万有引力定律及其应用-【抢先一步】2023-2024学年新高考物理一轮新题型综合特训（上海专用）

综合训练5 万有引力定律及其应用（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 材料一： 请阅读下述文字，完成下列3小题。 2022年6月5日，神舟十四号载人飞船与天和核心舱成功对接，陈冬、蔡旭哲、刘洋三名航天员顺利进入天和核心舱。如图所示，对接后的组合体绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知组合体的质量为，绕地球运动的轨道半径为，地球质量为，地球半径为，引力常量为。地球可视为质量分布均匀的球体。 1．组合体受到地球的万有引力大小为（　　） A． B． C． D． 2．组合体绕地球做匀速圆周运动的角速度大小为（　　） A． B． C． D． 3．场是一种客观存在的物质，组合体与地球之间的万有引力是通过引力场产生的。类比用电场线描述静电场，可以用引力场线描述引力场。不考虑其它天体的影响，地球周围的引力场线分布与下列电场的电场线分布相似的是（　　） A．匀强电场 B．孤立点电荷的电场 C．两个等量同种电荷的电场 D．两个等量异种电荷的电场 【答案】1．D 2．A 3．B 【解析】1．根据万有引力定律可知，组合体受到地球的万有引力大小为 故选D。 2．组合体绕地球做匀速圆周运动，则万有引力提供向心力，即 解得 故选A。 3．组合体与地球之间的万有引力是通过引力场产生的，即 带电体与孤立点电荷的引力即库仑力为 二者类似，则地球周围的引力场线分布与孤立点电荷的电场线分布相似。 故选B。 材料二： 4．请阅读下述文字，完成第1题、第2题、第3题。2020年10月12日00时57分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“高分十三号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定机道。“高分十三号”卫星是高轨光学遥感卫星，主要用于国土普查、农作物估产、环境治理、气象预警预报和综合防灾减灾等领城。“高分十三号”卫星绕地球的运动可看做匀速圆周运动，其轨道与地球赤道在同一平面内，从地面上看，“高分十三号”卫星在一定高度处静止不动。己知地球的半径为，“高分十三号”卫星轨道半径为。 (1)“高分十三号”卫星绕地球运转的周期约为（　　） A．6小时 B．12小时 C．24小时 D．36小时 (2)赤道上某点随地球自转的线速度大小为。“高分十三号”卫星运动的线速度大小为。则为（　　） A． B． C． D． (3)研究表明，地球自转在逐渐变慢，5亿年前地球自传的周期约为22小时、假设这种趋势会不断地持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与“高分十三号”卫星相比（　　） A．轨道半径变大 B．向心加速度变大 C．线速度变大 D．角速度变大 【答案】(1)C (2)A (3)A 【详解】（1）[1]从地面上看，“高分十三号”卫星在一定高度处静止不动，则“高分十三号”卫星为地球的同步卫星，绕地球运转的周期约为24小时。 故选C。 （2）[2]“高分十三号”卫星与地球具有相同的角速度，根据公式 则 故选A。 （3）[3]地球自转在逐渐变慢，5亿年前地球自传的周期约为22小时、假设这种趋势会不断地持续下去，地球的其他条件都不变，则地球的自转周期边长，未来人类发射的地球同步卫星与“高分十三号”卫星相比周期变长 A．根据公式 则 可知周期变大，轨道半径r变大，故A正确； BCD．根据公式 可得 可得轨道半径r变大，均变小，故BCD错误。 故选A。 材料三： 请阅读下述文字，完成下列小题。 哈雷彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆（如图所示），轨道上P、Q两点分别为近日点和远日点。天文学家哈雷成功预言了哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预测下次飞近地球将在2061年。    5．哈雷彗星运行到P点时（　　） A．速度沿切线方向 B．速度沿彗星与太阳连线方向 C．加速度沿切线方向 D．受到太阳的引力沿切线方向 6．哈雷彗星由Q点向P点运动过程中（　　） A．速度越来越小 B．速度越来越大 C．速度大小保持不变 D．所受太阳引力与其速度共线 7．若哈雷彗星在P点与太阳中心的距离为r1，线速度大小为v1；在Q点与太阳中心的距离为r2，线速度大小为v2，由开普勒定律可知下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】5．A 6．B 7．C 【解析】5．AB．哈雷彗星运行到P点时，速度沿切线方向，故A正确，B错误； CD．哈雷彗星运行到P点时，受到太阳的引力沿沿彗星与太阳连线方向，则加速度沿彗星与太阳连线方向，故CD错误。 故选A。 6．ABC．根据开普勒第二定律可知，哈雷彗星由Q点向P点运动过程中，速度越来越大，故AC错误，B正确； D．哈雷彗星由Q点向P点运动过程中，所受太阳引力沿彗星与太阳连线方向，而彗星速度方向沿轨道切线方向，所以