4.2万有引力定律（高考真题与课后专项提升练）——2023-2024学年高一物理下学期期中期末题型复习讲义

4.2万有引力定律——高考真题与课后专项提升练 1. （2024•浙江）如图所示，2023年12月9日“朱雀二号”运载火箭顺利将“鸿鹄卫星”等三颗卫星送入距离地面约500km的轨道。取地球质量6.0×1024kg，地球半径6.4×103km，引力常量6.67×10﹣11N•m2/kg2。下列说法正确的是（　　） A．火箭的推力是空气施加的 B．卫星的向心加速度大小约8.4m/s2 C．卫星运行的周期约12h D．发射升空初始阶段，装在火箭上部的卫星处于失重状态 2. （2023•河北）我国自古就有“昼涨为潮，夜涨为汐”之说，湖汐是月球和太阳对海水的引力变化产生的周期性涨落现象，常用引潮力来解释。月球对海水的引潮力大小与月球质最成正比、与月地距离的3次方成反比，方向如图1。随着地球自转，引潮力的变化导致了海水每天2次的潮涨潮落。太阳对海水的引潮力与月球类似，但大小约为月球引潮力的0.45倍。每月2次大潮（引潮力）最大和2次小潮（引潮力最小）是太阳与月球引潮力共同作用的结果。结合图2，下列说法正确的是（　　） A．月球在位置1时会出现大潮 B．月球在位置2时会出现大潮 C．涨潮总出现在白天，退潮总出现在夜晚 D．月球引湖力和太阳引潮力的合力一定大于月球引潮力 3. （2023•北京）2022年10月9日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，实现了对太阳探测的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为720km，运行一圈所用时间约为100分钟。如图所示，为了随时跟踪和观测太阳的活动，“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中，需要其轨道平面始终与太阳保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸父一号”。下列说法正确的是（　　） A．“夸父一号”的运行轨道平面平均每天转动的角度约为1° B．“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/s C．“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度 D．由题干信息，根据开普勒第三定律，可求出日地间平均距离 4. （2023•湖北）2022年12月8日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为3：2，如图所示。根据以上信息可以得出（　　） A．火星与地球绕太阳运动的周期之比约为27：8 B．当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最大 C．火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为9：4 D．下一次“火星冲日”将出现在2023年12月8日之前 5. （2023•北京）在发现新的物理现象后，人们往往试图用不同的理论方法来解释。比如，当发现光在地球附近的重力场中传播时其频率会发生变化这种现象后，科学家分别用两种方法做出了解释。 现象：从地面P点向上发出一束频率为ν0的光，射向离地面高为H（远小于地球半径）的Q点处的接收器上，接收器接收到的光的频率为ν。 方法一：根据光子能量E＝hν＝mc2（式中h为普朗克常量，m为光子的等效质量，c为真空中的光速）和重力场中能量守恒定律，可得接收器接收到的光的频率ν。 方法二：根据广义相对论，光在有万有引力的空间中运动时，其频率会发生变化。将该理论应用于地球附近，可得接收器接收到的光的频率ν＝ν0，式中G为引力常量，M为地球质量，R为地球半径。下列说法正确的是（　　） A．由方法一得到ν＝ν0（1），g为地球表面附近的重力加速度 B．由方法二可知，接收器接收到的光的波长大于发出时光的波长 C．若从Q点发出一束光照射到P点，从以上两种方法均可知，其频率会变小 D．通过类比，可知太阳表面发出的光的频率在传播过程中变大 一、单项选择题 1. （2023秋•辽阳期末）2023年2月6日，天文学家报告新发现12颗木星卫星，使木星的已知卫星增至92颗。在木星的众多卫星中，盖尼米得、伊奥两颗卫星的轨道均近似为圆，盖尼米得的周期比伊奥的周期大，下列说法正确的是（　　） A．盖尼米得的线速度大于伊奥的线速度 B．盖尼米得的角速度大于伊奥的角速度 C．盖尼米得的轨道半径大于伊奥的轨道半径 D．盖尼米得的向心加速度大于伊奥的向心加速度 2. （2023秋•北碚区校级期末）已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，若不考虑地球自转的影响，则可以求出地球的质量为（　　） A． B． C． D． 3. （2023春•四川期末）宇宙世界含有大量的未知星体，判断星体的物质组成需要估算该星体的平均密度，现在发射航天器在该星体表面绕球心飞行，假定该星体是质量分布均匀的球体，引力常量为G，则要估算该星体的平均密度，只需测量出（　　） A．航天器的质量 B．航天器的体积 C．未知星体