5模块1 专题4 万有引力定律的理解和应用 复习效果自测-【备考最优解】2025年高考物理二轮专题复习教用word

1．(2024·广西卷，T1)潮汐现象出现的原因之一是在地球的不同位置海水受到月球的引力不相同。图中a、b和c处单位质量的海水受月球引力大小在(　　) A．a处最大 B．b处最大 C．c处最大 D．a、c处相等，b处最小 解析：选A。根据F＝G，可知图中a处单位质量的海水受到月球的引力最大。 2．(2024·四川达州市一诊)有一颗中高轨道极地卫星绕地球做圆周运动，其轨道半径为地球同步卫星轨道半径的四分之一，已知地球自转周期为T。某时刻该卫星正好位于赤道上某建筑物正上方，以该时刻为计时起点，该卫星下一次位于该建筑物正上方的时间为(　　) A． B．T C．2T D．4T 解析：选B。设该中高轨道极地卫星绕地球做圆周运动的周期为T1，半径为R1，地球同步卫星轨道半径为R，则＝，根据题意由R＝4R1，可得T1＝，中高轨道极地卫星其轨道平面与赤道平面垂直，根据周期关系可知，地球自转一周，该卫星转8周，则可知当地球转过半周时，该卫星恰好转了4周回到起始点，此刻该建筑物离该卫星最远，因此当地球刚好转过一周时，该卫星再次转过4周，此时恰好与该建筑物再次相遇，由此可知，该卫星下一次位于该建筑物正上方的时间为T。 3．(2024·山东泰安市期末)近年来，中国发射了多颗北斗卫星，a、b、c为其中的三颗卫星，三颗卫星的轨道半径Ra＝Rb>Rc，角速度大小分别为ωa、ωb、ωc，如图所示。以下说法正确的是(　　) A．ωa<ωb B．ωa<ωc C．地球对卫星c的万有引力一定大于地球对卫星a的万有引力 D．地球对卫星a的万有引力与地球对卫星b的万有引力一定等大 解析：选B。根据G＝mω2R，解得ω＝，因为Ra＝Rb>Rc，所以ωa＝ωb<ωc，故A错误，B正确；因为不知道卫星a、b、c的质量大小，所以无法判断地球对卫星a、b、c引力的大小，故C、D错误。 4．(2024·江西新余市二模)2023年华为隆重推出搭载我国自主研发的麒麟9000s芯片的Mate60手机，该手机可以与地球同步轨道的“天通一号01”实现卫星通信。 已知地球半径为R，“天通一号01”离地高度约为6R，以下关于该卫星的说法正确的是(　　) A．卫星在地球同步轨道上处于平衡状态 B．卫星的发射速度小于近地卫星的环绕速度 C．卫星的加速度约为静止在赤道上物体加速度的36倍 D．若地球自转加快，卫星为保持与地面同步，轨道高度应降低 解析：选D。卫星在地球同步轨道上做匀速圆周运动，不处于平衡状态，故A错误；同步卫星轨道高于近地卫星轨道，故发射速度大于最小发射速度，即最大环绕速度，故B错误；同步轨道上卫星与赤道上物体运动的角速度相同，由an＝ω2r，卫星在同步轨道上的向心加速度约是赤道上物体向心加速度的7倍，故C错误；若地球自转加快，卫星为保持与地面同步，应当具有更大的角速度，更小的周期，根据G＝mr，可知轨道高度应降低，故D正确。 5．(多选)(2024·辽宁省重点高中二模) 厦门大学天文学系顾为民教授团队利用我国郭守敬望远镜积累的海量恒星光谱，发现了一个处于宁静态的中子星与红矮星组成的双星系统，质量比约为2∶1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，研究成果于2022年9月22日发表在《自然·天文》期刊上。则此中子星绕O点运动的(　　) A．角速度等于红矮星的角速度 B．轨道半径大于红矮星的轨道半径 C．向心力大小约为红矮星的3倍 D．向心加速度小于红矮星的向心加速度 解析：选AD。中子星与红矮星组成双星系统，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，则中子星绕O点运动的角速度等于红矮星的角速度，故A正确；中子星与红矮星之间的万有引力是一对相互作用力，大小相等，由万有引力提供向心力，可知中子星与红矮星做匀速圆周运动的向心力大小相等，则有m中ω2r中＝m红ω2r红，m中a中＝m红a红，由于中子星质量大于红矮星质量，则中子星的轨道半径小于红矮星的轨道半径，中子星的向心加速度小于红矮星的向心加速度，故B、C错误，D正确。 6．(2024·河北石家庄市质检)“风云”气象卫星是我国重要的民用遥感卫星，其中“风云一号”是极轨卫星，其运行轨道在地球的南北两极上方，周期为120 min；“风云四号”是静止轨道卫星，与地球自转同步。若卫星的运动均可视为匀速圆周运动，则下列说法正确的是(　　) A．“风云一号”卫星的线速度大于地球的第一宇宙速度 B．“风云一号”卫星的向心加速度比“风云四号”卫星的向心加速度大 C．“风云一号”卫星的线速度比“风云四号”卫星的线速度小 D．“风云一号”卫星的角速度比“风云四号”卫星的角速度小 解析：选B。第一宇宙速度是最大的环绕速度，“风云一号”卫星的线速度小于地球的第一宇宙速度，故A错误；根据G＝mr，解得T＝，可知“风云一号”卫星比“风云四号”卫星的半径小，根据G＝ma，解得a＝，可知“风云一号”卫星的向心加速度比“风云四号”卫星的向心加速度大，故B正确；根据G＝m，解得v＝，可知“风云一号”卫星的线速度比“风云四号”卫星的线速度大，故C错误；根据G＝mω2r，解得ω＝，可知“风云一号”卫星的角速度比“风云四号”卫星的角速度大，故D错误。 7．(2024·安徽黄山市质检)据报道，中国新一代载人运载火箭和重型运载火箭正在研制过程中，预计到2030年左右，中国将会具备将航天员运上月球的实力，这些火箭不仅会用于载人登月项目，还将用在火星探测、木星探测以及其他小行星的探测任务中。中国航天员在月球表面将小球以速度v0竖直向上抛出，小球上升的最大高度为h，已知月球的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是(　　) A．月球表面的重力加速度大小为 B．月球的第一宇宙速度为 C．月球的质量为 D．月球的密度为 解析：选D。设月球的质量为M，表面重力加速度为g，对月球表面的做竖直上抛的小球有v＝2gh，对月球表面的物体有mg＝G，得g＝，M＝，故A、C错误；月球的密度ρ＝＝，故D正确；设月球的第一宇宙速度为v1，有G＝m，得v1＝＝v0，故B错误。 8．(2024·辽宁鞍山市质监)已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的7倍。若某行星的平均密度约为地球平均密度的8倍，自转周期与地球相同，则该行星的同步卫星的轨道半径约为该行星半径的(　　) A．14倍 B．3.5倍 C．7倍 D．8倍 解析：选A。设地球半径为R，密度为ρ地，同步卫星的轨道半径为r，周期为T，由G＝mr，M＝ρ地πR3，得ρ地＝，由题意有＝，设行星半径为R1，其同步卫星轨道半径为r1，即8×＝，所以＝＝14。 9．(2024·吉林省三模)华为Mate60手机的发布引起了万众瞩目，其新增的卫星电话功能是通过北斗系统星座GEO地球静止轨道卫星来实现的。关于北斗系统星座GEO地球静止轨道卫星，下列说法正确的是(　　) A．其轨道经过北京的上方 B．其线速度大于地球的第一宇宙速度 C．其周期可能和某极地卫星的周期相等 D．其向心加速度大小与地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小相等 解析：选C。地球静止轨道卫星轨道在赤道的上方，不经过北京的上方，A错误；地球静止轨道卫星的线速度小于第一宇宙速度，B错误；当极地卫星的轨道半径和地球静止轨道卫星的轨道半径大小相等时，它们的周期就相等，C正确；地球静止轨道卫星和地球赤道上的物体随地球自转的角速度相等，地球静止轨道卫星的轨道半径大，其加速度较大，D错误。 10．(2024·安徽合肥市一模)我国科学家团队在某个河外星系中发现了一对相互绕转的超大质量双黑洞系统，这是迄今为止发现的第二例超大质量双黑洞绕转系统，两黑洞绕它们连线上某点做匀速圆周运动。黑洞1、2的质量分别为M1、M2，下列关于黑洞1、2的说法正确的是(　　) A．半径之比为M1∶M2 B．向心力之比为M1∶M2 C．动能之比为M1∶M2 D．角速度之比为1∶1 解析：选D。根据G＝M1r1ω2＝M2r2ω2，可得M1r1＝M2r2，所以有r1∶r2＝M2∶M1，故A错误；根据G＝F向，可得双黑洞的向心力之比为1∶1，故B错误；双星系统角速度相等，所以双黑洞的角速度之比ω1∶ω2＝1∶1，故D正确；根据v＝rω，可得双黑洞的线速度之比v1∶v2＝M2∶M1，动能之比Ek1∶Ek2＝M1v∶M2v＝M2∶M1，故C错误。 11．(多选)(2024·广西桂林市一模)我国的“神舟十七号”载人飞船与“天宫空间站”成功对接，顺利完成任务。假定对接前，“天宫空间站”在如图所示的轨道3上绕地球做匀速圆周运动，而“神舟十七号”在图中轨道1上绕地球做匀速圆周运动，两者都在图示平面内逆时针运转。若“神舟十七号”在轨道1上的P点瞬间改变其速度的大小，使其运行的轨道变为椭圆轨道2，并在轨道2和轨道3的切点R与“天宫空间站”进行对接，下列说法正确的是(　　) A．“神舟十七号”应在P点瞬间加速才能使其运动轨道由1变为2 B．“神舟十七号”沿椭圆轨道2从P点经Q飞向R点过程中，万有引力不做功 C．“神舟十七号”沿椭圆轨道2从P点经Q飞向R点过程机械能守恒 D．“天宫空间站”在轨道3上经过R点时的速度与“神舟十七号”在轨道2上经过R点时的速度大小相等 解析：选AC。“神舟十七号”要在P点从轨道1变为轨道2，轨道半径变大，它要做离心运动，“神舟十七号”应在P点瞬间加速，A正确；“神舟十七号”沿椭圆轨道2从P点经Q飞向R点过程中，其所受的万有引力与瞬时速度的夹角为钝角，万有引力做负功，B错误；“神舟十七号”沿椭圆轨道2从P点经Q飞向R点过程，只有万有引力做功，其机械能守恒，C正确；卫星要由轨道2变轨到轨道3，必须在R点加速，所以“天宫空间站”在轨道3上经过R点时的速度比“神舟十七号”在轨道2上经过R点时的速度大，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $