2023年高考物理二轮复习高频考点专项练习：专题五 考点13 行星或卫星的圆周运动（A）

这是一份2023年高考物理二轮复习高频考点专项练习：专题五 考点13 行星或卫星的圆周运动（A），共12页。试卷主要包含了下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
 考点13 行星或卫星的圆周运动（A）1.关于万有引力公式,以下说法中正确的是(   )A.公式只适用于星球之间的引力计算，不适用于质量较小的物体，当两物体间的距离趋近于0时，万有引力趋近于无穷大
B.当两物体间的距离趋近于0时，万有引力趋近于无穷大
C.两物体间的万有引力与地球使苹果下落的力是同一种性质的力
D.公式中引力常量G的值是牛顿测定的2.下列说法正确的是(   )A.伽利略发现了万有引力定律,并测得了引力常量B.根据表达式可知,当r趋近于零时,万有引力趋近于无穷大C.在由开普勒第三定律得出的表达式中,k是一个与中心天体有关的常量D.两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力3.牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据,运用严密的逻辑推理,建立了万有引力定律.在创建万有引力定律的过程中,牛顿(   )A.接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的二次方成反比”的猜想B.根据“月—地检验”,得出地球对月球的引力与太阳对行星的引力不属于同种性质的力C.根据和牛顿第三定律,分析了地、月间的引力关系,进而得出D.根据大量实验数据得出了引力常量G的大小4.关于万有引力定律,下列说法正确的是(   )A.万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的B.两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力C.公式中的G为比例系数,它是人为规定的D.测出引力常量的科学家是伽利略5.我国将在今年择机执行“天问1号”火星探测任务.质量为m的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为、速度由减速到零的过程.已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g,忽略火星大气阻力.若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为(   )A. B. C. D.6.地球表面的平均重力加速度为g,地球半径为R,引力常量为G,用上述物理量估算出来的地球平均密度是(   )A. B. C. D.7.我国航天科技集团计划2021年发射我国自己的载人航天空间站。如果我国即将发射的航天空间站在赤道上空运行，其绕地球运行的周期为T，已知地球半径为R，地球的自转周期为，地球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是(   )A.航天空间站在轨运行速度一定大于7.9 km/s B.航天空间站离地高度为C.航天空间站的向心加速度大小为D.如果某时刻航天空间站在赤道上某点上空，则再经过时间T空间站又到达该点上空8.2018年2月，我国500 m口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期。假设星体为质量均匀分布的球体，已知引力常量为。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为(   )A. B. C. D.9.一近地卫星的运行周期为,地球的自转周期为T,则地球的平均密度与地球不致因自转而瓦解的最小密度之比为(   )A. B. C. D.10.如图所示的图形为中国月球探测工程形象标志，它以中国书法的笔触，抽象地勾勒出一轮明月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想。一位敢于思考的同学，为探月宇航员设计了测量一颗卫星绕某星球表面做圆周运动的最小周期的方法：在某星球表面以初速度竖直上抛一个物体，若物体只受该星球引力作用，忽略其他力的影响，物体上升的最大高度为h，已知该星球的直径为d，如果在这个星球上发射一颗绕它运行的卫星，其做圆周运动的最小周期为(   )
 A. B. C. D.11.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证(   )A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/6012.在星球表面发射探测器，当发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度达到时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球。已知地球、火星两星球的质量比约为10:1，半径比约为2:1，下列说法正确的有(   )。A.探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大B.探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C.探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等D.探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大13.场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有引力场。在处理有关问题时可以将它们进行类比，仿照电场强度的定义，在引力场中可以有一个类似的物理量来反映各点引力场的强弱。已知地球质量为M，半径为R，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G。如果一个质量为m的物体位于距离地面处的某点，则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是(   )。
A. B. C. D.14.甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍。下列应用公式进行的推论正确的有(   )。A.由可知，甲的速度是乙的倍 B.由可知，甲的向心加速度是乙的2倍C.由可知，甲的向心力是乙的 D.由可知，甲的周期是乙的倍15.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动.当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”.据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日.已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示.则下列判断正确的是(   ) 地球火星木星土星天王星海王星轨道半径（AU）1.01.55.29.51930A.各地外行星每年都会出现冲日现象B.在2015年一定会出现木星冲日C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D.地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短16.木星绕太阳转动的轨道，木星的卫星绕木星转动的轨道，均可视为圆。己知木星绕太阳转动的轨道半径为、转动的周期为，木星的某一卫星绕木星转动的轨道半径为、转动的周期为，万有引力常量为。下列说法正确的是(   )A．B．木星的质量为C．该卫星绕木星转动的线速度大小为D．木星绕太阳转动的角速度大小为17.随着太空探测的发展，越来越多的“超级类地行星”被发现，某“超级类地行星”半径是地球的1.5倍，质量是地球的4倍，下列说法正确的是(   )A.该星球表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的倍B.该星球第一宇宙速度小于地球第一宇宙速度C.绕该星球运行的卫星的周期是半径相同的绕地球运行卫星周期的倍D.绕该星球运行的卫星的周期是半径相同的绕地球运行卫星周期的倍18.已知地球的半径为，表面的重力加速度为，月球球心离地球球心的距离为，地球同步卫星离地球球心的距离为，，将月球和地球同步卫星的运动都看做匀速圆周运动，以下说法正确的是(   )A．月球的线速度比同步卫星的线速度小B．地球赤道上的物体随地球自转的线速度比同步卫星的线速度大C．月球绕地球转动的向心加速度为D．月球表面的重力加速度为19.2018年3月17日15时10分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭,成功将“陆地勘查卫星四号”发射升空,卫星进入预定轨道绕地球做匀速圆周运动.已知引力常量为G,地球的半径为R,为了测量地球的平均密度,还需测量的物理量有(   )A.“陆地勘查卫星四号”的轨道半径r和周期TB.地球绕太阳运行的轨道半径和周期C.“陆地勘查卫星四号”的角速度ω和周期TD.“陆地勘査卫星四号”的线速度v和周期T20.2018年2月2日,我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空,标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期,并已知地球的半径和地球表面的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动,且不考虑地球自转的影响,根据以上数据可以计算出卫星的(   )A.密度 B.向心力的大小 C.离地高度 D.线速度的大小                      答案以及解析1.答案：C解析：A、万有引力公式适用于两质点间的万有引力计算，公式并不只适用于星球之间的引力计算，公式也适用于质量较小的物体，故A错误；
B、当两物体间的距离趋近于 0 时，万有引力公式不再适应，万有引力不会趋近于无穷大，故B错误；
C、两物体间的万有引力与地球使苹果下落的力是同一种性质的力，都属于万有引力，故C正确；
D、公式中引力常量 G 的值是卡文迪许测定的，故D错误。故选：C。2.答案：C解析：牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许测得了引力常量,故A错误;表达式中,当r趋近于零时,万有引力定律不适用,故B错误;表达式中,k是一个与中心天体有关的常量,故C正确;物体间的万有引力总是大小相等、方向相反,是一对相互作用力,故D错误。3.答案：A解析：在创建万有引力定律的过程中,牛顿根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实,得出物体受地球的引力与其质量成正比,即的结论;同时牛顿接受了吸引力与两中心距离的二次方成反比的猜想,再根据牛顿第三定律进而得出;然后进行“月—地检验”，进一步得出该规律适用于月地系统;但牛顿没有测出引力常量G,而是在提出万有引力定律后100多年,卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量G的大小,故A正确.4.答案：A解析：A.万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的。故A正确。B.两个物体间的相互的万有引力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反。故B错误。C.中的G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的。故C错误。D.测出引力常量的科学家是卡文迪许。故D错误。故选：A。5.答案：B解析：本题通过“天问1号”着陆器考查匀变速直线运动规律、牛顿第二定律、万有引力定律.由万有引力定律得，可得，则，解得，由匀变速直线运动规律得，着陆器的加速度大小，由牛顿第二定律得，联立解得，B正确，A、C、D错误.6.答案：A解析：设地球表面有一物体质量为m,地球的质量为M.物体在地球表面时,所受的重力近似等于地球对物体的万有引力,则有,解得,地球体积为,地球密度,A正确.7.答案：C解析：航天空间站是地球的卫星，而地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，所以航天空间站在轨运行的速度不会大于7.9 km/s，A错误；空间站绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有，又在地球表面，万有引力近似等于重力，有，解得空间站的轨道半径，向心加速度大小，则空间站离地的高度，B错误，C正确；某时刻航天空间站在赤道上某点上空，设再经过时间t空间站又到达该点上空，有，解得，D错误。8.答案：C解析：毫秒脉冲星自转，其表面质量为m的物体恰对星体无压力时，万有引力提供物体做圆周运动的向心力，则有，又知，整理得密度。9.答案：D解析：对近地卫星,有,联立得,考虑地球赤道处一小块质量为的物体,只有当它受到的万有引力大于或等于它随地球一起旋转所需的向心力时,地球才不会瓦解,设地球不因自转而瓦解的最小密度为,则有,联立得，所以.所以D选项正确.10.答案：B解析：由得，又，得。11.答案：B解析：设地球半径为R，质量为M，月球绕地球公转轨道半径为r。地球对地面附近的苹果的引力，所以①；地球对月球的引力提供月球公转的向心力，即所以②；比较①②可知，故选项B正确。12.答案：BD解析：发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动，由，解得，M为星球的质量，要使探测器脱离星球的吸引，则发射速度，该速度与探测器的质量无关，由此式可知，探测器分别脱离地球和火星所需要的发射速度不同，A、C两项错误；探测器在星球表面受到的引力，在两星球表面受到的引力之比，B项正确；探测器脱离星球的过程中，万有引力做负功，势能逐渐增大，D项正确。13.答案：AC解析：根据，可得地表处的引力场强度即地表重力加速度，与之类似，在距离地面处即离地心处的引力场强度，A、C两项正确。14.答案：CD解析：卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，因为在不同轨道上g值是不一样的，A项错误；因为在不同轨道上两卫星的角速度不一样，B项错误；根据万有引力定律可知C项正确；根据开普勒第三定律可知D项正确。15.答案：BD解析：由开普勒第三定律得，火星、木星、土星、天王星、海王星的公转周期分别约为2年、12年、29年、83年、164年.由于地球的公转周期小于地外行星的公转周期T，相邻两次冲日的时间间隔内，地球比地外行星多转一圈，即，故，即相邻两次冲日时间间隔大于1年，故选项A错误；计算火星、木星、土星、天王星、海王星相邻两次冲日的时间间隔，分别约为2年、年、年、年、年，则地外行星中海王星相邻两次冲日的时间间隔最短，故选项D正确；2014年1月6日木星冲日，年后的2015年2月再次发生冲日现象，故选项B正确；土星、天王星相邻两次冲日的时间间隔分别约为年、年，故选项C错误.16.答案：BC解析：A.根据开普勒第三定律为：，其中我们要清楚k与中心体的质量有关，与环绕体无关。而木星绕太阳作圆周运动的中心体是太阳,卫星绕木星作圆周运动的中心体为木星,所以，故A错误；B.某一卫星绕木星作圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：.故B正确。C.根据周期与线速度的关系可知,卫星绕木星转动的线速度大小为.故C正确。D.木星绕太阳转动的周期为T1,根据角速度与周期的关系可知,木星绕太阳转动的角速度为：.故D错误。故选：BC。17.答案：AC解析：根据得，星球表面的重力加速度，因为“超级类地行星”半径是地球的1.5倍，质量是地球的4倍，则星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的倍，故A正确．根据，得星球的第一宇宙速度，因为“超级类地行星”半径是地球的1.5倍，质量是地球的4倍，则星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍，可知星球的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度，故B错误．根据得：，因为轨道半径相同，星球质量是地球质量的4倍，则绕该星球运行的卫星的周期是半径相同的绕地球运行卫星周期的倍，故C正确，D错误．故选A、C.18.答案：AC解析：A、根据万有引力提供向心力，，解得线速度：，月球绕地球的轨道半径大，则月球的线速度小，故A正确；B、同步卫星的角速度与地球自转的角速度相等，根据线速度和角速度的关系可知，，同步卫星离地心的距离远，则线速度大，故B错误；C、根据万有引力提供向心力，,则地球表面的重力加速度：，月球的向心加速度：,，联立解得月球绕地球转动的向心加速度：故C正确；D、月球的质量和半径未知，表面的重力加速度无法求出，故D错误。
故选：AC。19.答案：AD解析：设“陆地勘查卫星四号” 绕地球做匀速圆周运动的半径为r，由万有引力提供向心力，有,解得,所以地球的平均密度,A正确;根据B给定的条件.求不出地球的平均密度,B错误;已知“陆地勘查卫星四号”的角速度ω和周期T,由A的分析可知,由于卫星的轨道半径未知,因此不能求出地球的平均密度,C错误;由,,整理得,所以地球的平均密度,D正确.20.答案：CD解析：卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供,则有,无法计算得到卫星的质量,更无法确定其密度及向心力大小,AB项错误;又,联立两式可得,C项正确；由,可计算出卫星的线速度的大小,D项正确。