专题10 万有引力定律和开普勒定律(解析版)

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2015—2020年六年高考物理分类解析

专题10、万有引力定律和开普勒定律

一.2020年高考题

1.(2020高考全国理综I)火星的质量约为地球质量的1/10,半径约为地球半径的1/2,则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为

A.0.2 B.0.4 C.2.0 D.2.5

1、【参考答案】B

【命题意图】 本题考查万有引力定律及其相关知识点,考查的核心素养是运动和力的物理观念。

【解题思路】由万有引力定律可得,质量为m的物体在地球表面上时,受到的万有引力为F地=G,质量为m的物体在火星表面上时,受到的万有引力为F火=G, 二者的比值====0.4,B项正确ACD错误。

2. (2020高考江苏物理)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

2、【参考答案】CD

【名师解析】卫星绕地球运动,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律和万有引力定律知,解得:线速度v=,由此可知,甲的速度是乙的1/,选项A错误;根据牛顿第二定律和万有引力定律知G=mrω2,解得角速度ω=,由此可知,甲的角速度是乙的1/2,选项B错误;由可知,甲的向心力是乙的,选项C正确;由开普勒定律可知,甲的周期是乙的倍,选项D正确。

二.2019年高考题

1.(2019全国理综II卷14)2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描F随h变化关系的图像是



【参考答案】.D

【命题意图】 本题考查万有引力及其相关知识点,考查的核心素养是以嫦娥四号成功在月球背面软着陆为背景,提升民族自信,弘扬我国科技成就。

【解题思路】在嫦娥四号探测器“奔向” 月球过程中,根据万有引力定律,随着离开地面距离h的增大,所受地球引力一定不均匀减小,能够描述f随h变化关系正确的是D。

三.2018年高考题

1.(2018北京理综)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1/602

B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602

C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6

D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60

【参考答案】 B

【名师解析】设月球质量为Myue,地球质量为M,苹果质量为m,则月球受到地球的万有引力为Fyue=G,苹果受到地球的万有引力为F=G,由于月球质量远远大于苹果质量,二者质量关系未知,所以不能得出地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602,选项A错误;

根据牛顿第二定律:G=Myueayue,G=ma,整理可以得到:ayue=a,故选项B正确;在月球表面处:G=mgyue,,由于月球本身的半径大小未知,故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系,故选项C错误;苹果在月球表面受到引力为:F’= G,由于月球本身的半径大小未知,故无法求出苹果在月球表面受到的引力与在地球表面引力受到的引力之间的关系,故选项D错误。

点睛:本题考查万有引力相关知识,掌握万有引力公式,知道引力与距离的二次方成反比,即可求解。

2.(20 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 球上相对于各自水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体,它们在水平方向运动的距离之比为2∶。已知该行星质量约为地球的7倍,地球的半径为R,由此可知,该行星的半径为( )

A.  B.  C. 2R D.

【参考答案】C

【名师解析】根据平抛运动规律,x=vt,h=gt2,解得x=v 。根据题述在某行星和地球上相对于各自水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛,在水平方向运动的距离之比为2∶,由x=v可得: = = 。由G =mg,可得R2= 。 =  = · =2,即该行星的半径为2R,,选项C正确。

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