高三物理萬有引力定律在天體運動中的應(yīng)用

1、山東理綜物理三年高考及2010一模分類匯編萬有引力定律在天體運動中的應(yīng)用三年高考1. （2009年）18. 2008年9月25日至28日我國成功實施了“神舟”七號載入航天飛行并實現(xiàn)了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點343千米處點火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是A飛船變軌前后的機械能相等 B飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài) C飛船在此圓軌道上運動的角速度大于同步衛(wèi)星運動的角速度 D飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點時的加速度大于變軌后沿圓軌道運動的加速度2. （2008年）18. 據(jù)報道，我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星

2、“天鏈一號01星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過4次變軌控制后，于5月1日成功定點在東經(jīng)77赤道上空的同步軌道。關(guān)于成功定點后的“天鏈一號01星”，下列說法正確的是A. 運行速度大于7.9 km/sB. 離地面高度一定，相對地面靜止C. 繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度大D. 向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等3. （2007年）22. 2007年4月24日，歐洲科學(xué)家宣布在太陽系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的類地行星Gliese581c。這顆圍繞紅矮星Gliese 581運行的星球有類似地球的溫度，表面可能有液態(tài)水存在，距離地球約為20光年，

3、直徑約為地球的1.5倍，質(zhì)量約為地球的5倍.繞紅矮星Gliese 581運行的周期約為13天。假設(shè)有一艘宇宙飛船飛臨該星球表面附近軌道，下列說法正確的是A. 飛船在Gliese 581c表面附近運行的周期約為13天B. 飛船在Gliese 581c表面附近運行時的速度大于7.9km/sC. 人在Gliese 581c上所受重力比在地球上所受重力大D. Gliese 581c的平均密度比地球平均密度小2010山東各地模擬4. （2010德州一模）我國于2010年1月17日凌晨在西昌成功發(fā)射第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，此前，我國已成功發(fā)射了兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，這次發(fā)射的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（COMPASSG2）是一

4、顆地球同步衛(wèi)星。如圖所示，假若第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星先沿橢圓軌道1飛行，后在遠(yuǎn)地點P處點火加速，由橢圓軌道1變成地球同步圓軌道2。下列說法正確的是：A. 第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星在軌道2運行時的速度大于7.9km/sB. 第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星在軌道2運行時不受重力作用C. 第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星在軌道2運行時的向心加速度比在赤道上相對地球靜止的物體的向心加速度小D. 第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星在軌道1上的P點和軌道2上的P點的加速度大小相等5. （2010濟南單科）美國太空總署（NASA）為探測月球是否存在水分，于2009年10月9日利用一支火箭和一顆衛(wèi)星連續(xù)撞擊月球據(jù)天文學(xué)家測量，月球的半徑約為l 800 km,月

5、球表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的1/6，月球表面在陽光照射下的溫度可達127 ，而此時水蒸氣分子的平均速率達2 km/s，下列說法正確的是（ ）A衛(wèi)星撞月前應(yīng)先在原繞月軌道上減速B衛(wèi)星撞月前應(yīng)先在原繞月軌道上加速C由于月球的第一宇宙速度大于2 kms，所以月球表面可能有水D由于月球的第一宇宙速度小于2 kms，所以月球表面在陽光照身下不可能有水6. （2010濟寧一模）2008年9月27日，“神舟七號”宇航員翟志剛順利完成出艙活動任務(wù)，他的第一次太空行走（如圖所示）標(biāo)志著中國航天事業(yè)全新時代的到來若“神舟七號”繞地球做勻速圓周運動，其軌道半徑為r，另有一顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的半

6、徑為2r，則可以確定（ ）A翟志剛出艙后不再受地球引力B翟志剛出艙取回外掛實驗樣品，若樣品脫手，則樣品做自 由落體運動C“神舟七號”與衛(wèi)星的加速度大小之比為4：lD“神舟七號”與衛(wèi)星的線速度大小之比為1：47. （2010臨沂單科）隨著世界航空事業(yè)的發(fā)展，深太空探測已逐漸成為各國關(guān)注的熱點假設(shè)深太空中有一顆外星球，質(zhì)量是地球質(zhì)量的2倍，半徑是地球半徑的l/2則下述判斷正確的有( )A在地面上所受重力為G的物體，在該外星球表面上所受重力變?yōu)? GB該外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍C該外星球的同步衛(wèi)星周期一定小于地球同步衛(wèi)星周期D該外星球上從某高處自由落地時間是地面上同一高處自由落

7、地時間的一半8. （2010青島一模）設(shè)地球同步衛(wèi)星離地面的距離為 R ，運行速率為 v，加速度為 a ，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為 a，第一宇宙速度為 v，地球半徑為 R0則以下關(guān)系式正確的是AB C D9. （2010日照一模）萬有引力作用下的物體具有引力勢能，取無窮遠(yuǎn)處引力勢能為零，物體距星球球心距離為時的引力勢能為： (為萬有引力常量)，設(shè)宇宙中有一個半徑為的星球，星球表而無氣體。宇航員在該星球上以初速度豎直向上拋出一個質(zhì)量為的物體，經(jīng)時間落回拋出點，則A在該星球表面上以的初速度水平拋出一個物體，物體將不再落回星球表面B在該星球表面上以的初速度水平拋出一個物體，物體將不再

8、落回星球表面C在該星球表面的初速度豎直拋出一個物體，物體將不再落回星球表面D在該星球表面的初速度豎直拋出一個物體，物體將不再落回星球表面10. （2010泰安一模）我國成功實施了“神舟”七號載人航天飛行并實現(xiàn)了航天員首次出艙。若飛船先沿橢圓軌道1飛行，后在遠(yuǎn)地點343km處點火加速，由橢圓軌道1變成高度為343km的圓軌道2，在圓軌道2上飛船的運行周期約為90min。下列判斷正確的是A飛船變軌前后的機械能相等B飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)C飛船在此圓軌道上運動的角速度等于同步衛(wèi)星運動的角速度D飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點時的加速度大于變軌后沿圓軌道運動的加速度11. （2010

9、濰坊一模）2010年3月5日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功地將“遙感衛(wèi)星九號”送人太空，若“遙感衛(wèi)星九號”運行軌道比“遙感衛(wèi)星八號離地球更近些，且它們的運行軌道都是圓周，則“遙感九號”比“遙感八號”運行的 A周期小 B線速度小 C角速度小 D加速度小12. （2010濰坊單科）如圖所示，地球球心為O，半徑為R，表面的重力加速度為g一宇宙飛船繞地球無動力飛行且做橢圓運動，恰好經(jīng)過距地心2R的P點，為研究方便，假設(shè)地球不自轉(zhuǎn)且表面沒有空氣，則（ ）A飛船在P點的加速度一定是B飛船經(jīng)過P點的速度一定是C飛船內(nèi)的物體處于完全失重狀態(tài)D飛船經(jīng)過P點時，對準(zhǔn)地心彈射出的物體一定沿PO直線落向地面13. （2

10、010煙臺一模）我國在近兩年將發(fā)射10顆左右的導(dǎo)航衛(wèi)星，預(yù)計在2015年建成由30多顆衛(wèi)星組成的 “北斗二號”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，此系統(tǒng)由中軌道、高軌道和同步軌道衛(wèi)星等組成.現(xiàn)在正在服役的“北斗一號”衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星都定位在距地面36000km的地球同步軌道上.而美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(簡稱GPS)由24顆衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20000km.則下列說法中正確的是A“北斗一號”系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星的質(zhì)量必須相等BGPS的衛(wèi)星比“北斗一號”的衛(wèi)星周期短C“北斗二號”中的每顆衛(wèi)星一定比“北斗一號”中的每顆衛(wèi)星的加速度大D“北斗二號”中的中軌道衛(wèi)星的線速度小于高軌道衛(wèi)星的線速度14. （

11、2010煙臺單科）英國新科學(xué)家（New Scientist）雜志評選出了2008年度世界8項科學(xué)之最，在XTEJ1650-500雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半徑R約45km，質(zhì)量M和半徑R的關(guān)系滿足（其中c為光速，大小為3108m/s，G為引力常量），則該黑洞表面重力加速度的數(shù)量級為A.108m/s2 B.1010m/s2 C.1012m/s2 D.1014m/s2 15. （2010棗莊一模）科學(xué)家觀察到太陽系外某恒星有行星，并測得該行星繞恒星運行一周所用的時間為1200年。行星與恒星的距離為地球到太陽距離的100倍。假定行星繞恒星運行的軌道和地球繞太陽運行的軌道都是圓形軌道

12、。則利用以上數(shù)據(jù)可以求出的量有（ ）A行星與地球的質(zhì)量之比 B恒星與太陽的質(zhì)量之比 C恒星與太陽的密度之比 D行星與地球的運行速度之比參考答案1. 答案：BC考點：機械能守恒定律，完全失重，萬有引力定律解析：飛船點火變軌，前后的機械能不守恒，所以A不正確。飛船在圓軌道上時萬有引力來提供向心力，航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)，B正確。飛船在此圓軌道上運動的周期90分鐘小于同步衛(wèi)星運動的周期24小時，根據(jù)可知，飛船在此圓軌道上運動的角度速度大于同步衛(wèi)星運動的角速度，C正確。飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點時只有萬有引力來提供加速度，變軌后沿圓軌道運動也是只有萬有引力來提供加速度，所以相等，D不正確。提示：若物體除了重力、彈性力做功以外，還有其他力(非重力、彈性力)不做功，且其他力做功之和不為零，則機械能不守恒。根據(jù)萬有引力等于衛(wèi)星做圓周運動的向心力可求衛(wèi)星的速度、周期、動能、動量等狀態(tài)量。由得，由得，由得，可求向心加速度。2. 答案： BC解析：由題知成功定點后的“天鏈一號01星”為地球同步衛(wèi)星，故其運行速度小于第一宇宙速度（7.9 km/s），故A錯誤；由，故h=-R，故該衛(wèi)星距地高度一定，且相對地面靜止，B正確；同步衛(wèi)星的運行周期為1天，月球繞地球的運轉(zhuǎn)周期約30天，由