课时跟踪检测(19) 万有引力定律的应用 人类对太空的不懈探索（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（鲁科版2019）

课时跟踪检测（十九） 万有引力定律的应用 人类对太空的不懈探索 A级——学考达标 1．(2023·济南高一检测)下列与重力相关的叙述正确的是(　 ) A．同一物体所处纬度越高，重力越小 B．同一物体所处海拔越高，重力越大 C．重力G＝mg中的g就是自由落体运动中的加速度g D．重力不一定作用于重心上 解析：选C　根据万有引力和圆周运动知识可得，重力是万有引力的一个分量，纬度越高时物体因地球自转所需的向心力越小，重力越大，同时物体所处海拔越高受到的万有引力越小，重力也越小，A、B错误；重力G＝mg中的g就是自由落体运动中的加速度g，C正确；重心是物体各部分所受重力的合力点，所以重力一定不是作用于重心上，D错误。 2.如图，P是纬度为θ的地球表面上一点，人造地球卫星Q、A均做匀速圆周运动，卫星A为地球赤道同步卫星。若某时刻P、Q、A与地心O在同一平面内，其中O、P、Q在一条直线上，且∠OQA＝90°，下列说法正确的是(　 ) A．12小时后O、P、Q、A再一次共面 B．P点向心加速度大于卫星Q的向心加速度 C．P、Q、A均绕地心做匀速圆周运动 D．A的线速度小于Q的线速度 解析：选D　由公式G＝mr，得T＝2π，Q、A的周期之比为TQ∶TA＝∶＝∶1，故12小时后，Q转过的角度大于O、P、A转过的角度，则不会再一次共面，故A错误；P是纬度为θ的地球表面上一点，绕地轴做圆周运动，向心加速度基本可以忽略，重力约等于万有引力，而人造地球卫星Q绕地心做圆周运动，万有引力提供向心力，则Q的向心加速度大，故B错误；P绕地轴做匀速圆周运动，Q、A绕地心做匀速圆周运动，故C错误；设地球半径为R，由公式G＝m，可知v＝，A距离地心远，则A的线速度小于Q的线速度，故D正确。 3．(2023·福建南平调研)(多选)对于我们生活的宇宙，人类对它的认识直到今天都很肤浅。从地心说到日心说，从开普勒定律到牛顿万有引力定律，从恒星演变到黑洞推演，直到我们最近新拍到黑洞照片，关于天体物理，下列说法正确的是(　 ) A．万有引力定律是牛顿提出的，但引力常量G由卡文迪许测出 B．日心说是由丹麦天文学家第谷提出的 C．地球围绕太阳运动椭圆轨道的半长轴R1和周期T1，月球围绕地球运动椭圆轨道的半长轴为R2，周期为T2，则＝ D．若已知某恒星绕一黑洞旋转做圆周运动的周期以及恒星到黑洞中心距离，则可以估算该黑洞的质量 解析：选AD　万有引力定律是牛顿提出的，但引力常量G由卡文迪许测出，引力常量的测出赋予了万有引力定律的实际价值，故A正确；日心说是由波兰天文学家哥白尼提出的，故B错误；地球公转轨道的中心天体与月球公转轨道的中心天体不同，则不同，故C错误；由＝，可得M＝，可以估算该黑洞的质量，故D正确。 4．已知火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，假设航天员的质量为70 kg，重力加速度g取10 m/s2，则航天员在火星表面的质量和重力分别为(　 ) A．70 kg,280 N B．70 kg,1 750 N C．28 kg,280 N D．28 kg,1 750 N 解析：选A　根据地球表面的物体万有引力近似等于重力，有G＝mg，解得g＝＝10 m/s2，同理，火星表面的重力加速度为g′＝＝＝4 m/s2，质量不随重力加速度的变化而变化，所以质量还是70 kg，航天员在火星表面的重力为G′＝mg′＝280 N，故A正确，B、C、D错误。 5．(2023·江苏高考)设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道。该卫星与月球相比，一定相等的是(　 ) A．质量 B．向心力大小 C．向心加速度大小 D．受到地球的万有引力大小 解析：选C　根据G＝ma，可得a＝，因该卫星与月球的轨道半径相同，可知向心加速度大小相同；因该卫星的质量与月球质量不一定相等，则向心力大小以及受到地球的万有引力大小均不一定相等。故选C。 6．(2023·广东1月学考)北斗导航系统中的地球同步卫星绕地球近似做匀速圆周运动，其运行的线速度(　 ) A．大于第一宇宙速度 B．等于第一宇宙速度 C．小于第一宇宙速度 D．等于第二宇宙速度 解析：选C　根据万有引力提供向心力可知G＝m，解得v＝ ，当卫星的轨道半径等于地球半径时，运行速度等于第一宇宙速度，而同步卫星的轨道半径大于地球半径，故同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度，第二宇宙速度大于第一宇宙速度。故选C。 7．(多选)“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，由航天员在轨演示太空“冰雪”实验、水油分离实验、太空抛物实验等实验。空间站轨道高度约为400 km，倾角约为42°，总重量约为100 t，地球半径约为6 400 km，已知地球表面重力加速度g取10 m/s2，忽略地球自转影响。下列说法正确的是(　 ) A．空间站