高考物理 期末一模聯(lián)考新題精選分類解析 專題06 萬有引力定

1、六、萬有引力定律與航天1. （2013廣東汕頭市期末） 質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng). 已知月球質(zhì)量為M，月球半徑為R，引力常量為G，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則A. 航天器的線速度 B. 航天器的角速度 C. 航天器的向心加速度a=GM/R2 D. 月球表面重力加速度g=GM/R2 ABP2(2013河南平頂山期末)如圖所示，A為繞地球做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，B為地球同步衛(wèi)星，P為A、B兩軌道的交點(diǎn)。下列說法中正確的是A衛(wèi)星A所受萬有引力完全提供向心力B衛(wèi)星B相對地面靜止，一定不會(huì)與A相撞C衛(wèi)星B加速后其軌道可與衛(wèi)星A軌道相同D衛(wèi)星A在遠(yuǎn)地點(diǎn)加速后其軌道可以變成比B軌道

2、半徑更大的圓軌道3（2013四川攀枝花二模）在赤道平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的三顆衛(wèi)星、，它們的軌道半徑分別為、，且>>,，其中為同步衛(wèi)星，若三顆衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)過程中受到的向心力大小相等，則 A相同的時(shí)間內(nèi)，通過的路程最大 B三顆衛(wèi)星中，的質(zhì)量最大C三顆衛(wèi)星中，的速度最大 D繞地球運(yùn)動(dòng)的周期小于24小時(shí)4（2013福建三明市聯(lián)考）2012年6月18日，“神舟九號”飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛行器成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對接。設(shè)地球半徑為R，地球表面重力加速度為g 。對接成功后“神舟九號”和“天宮一號”一起繞地球運(yùn)行的軌道可視為圓軌道，軌道離地球表面高度約為，運(yùn)行周期為T，則（ ）A地球質(zhì)量為2R2

3、 B對接成功后，“神舟九號”飛船的線速度為C對接成功后，“神舟九號”飛船里的宇航員受到的重力為零D對接成功后，“神舟九號”飛船的加速度為g5. .(2013年安徽省合肥市一模)理論上可以證明，質(zhì)量均勻分布的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零。假定地球的密度均勻，半徑為R。若礦底部和地面處的重力加速度大小之比為，則礦井的深度為A. B.KRC. D.6（2013廣東廣州1月調(diào)研）如圖，O是地球球心，下列說法正確的是bc地球Oa赤道面dA同步衛(wèi)星軌道只能與軌道a共面B同步衛(wèi)星軌道只能與軌道d共面C衛(wèi)星可能的軌道為c、dD衛(wèi)星可能的軌道為a、b答案：AC 解析 本試題考查天體運(yùn)動(dòng)中萬有引力提供向心力，因此，其

4、軌道平面一定過地球球心。試題屬于理解層次中的容易題。7（2013安徽省池州市期末）一名宇航員來到某星球上，如果該星球的質(zhì)量為地球的一半它的直徑也為地球的一半，那么這名宇航員在該星球上的重力是他在地球上重力的（ ） A 4倍 B 2倍 C 05倍 D 025倍8（2013無錫高三期末） 2012年5月6日，天空出現(xiàn)“超級大月亮”，月亮的亮度和視覺直徑都大于平常，如圖，究其原因，月球的繞地運(yùn)動(dòng)軌道實(shí)際上是一個(gè)偏心率很小的橢圓，當(dāng)天月球剛好運(yùn)動(dòng)到近地點(diǎn)結(jié)合所學(xué)知識判斷下列與月球橢圓軌道運(yùn)動(dòng)模型有關(guān)的說法中正確的是 A月球公轉(zhuǎn)周期小于地球同步衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期 B月球在遠(yuǎn)地點(diǎn)的線速度小于地球第一宇宙速度

5、C月球在遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度小于在近地點(diǎn)的加速度 D月球在遠(yuǎn)地點(diǎn)的機(jī)械能小于在近地點(diǎn)的機(jī)械能9. （2013河南漯河市聯(lián)考）“空間站”是科學(xué)家進(jìn)行天文探測和科學(xué)試驗(yàn)的特殊而又重要的場所。假設(shè)目前由美國等國家研制的“空間站”正在地球赤道平面內(nèi)的圓周軌道上勻速率運(yùn)行，其離地高度為同步衛(wèi)星離地高度的十分之一，且運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致。下列關(guān)于該“空間站”的說法正確的有 ( ).運(yùn)行的加速度等于其所在高度處的重力加速度.運(yùn)行的速度等于同步衛(wèi)星運(yùn)行速度的倍.站在地球赤道上的人觀察到它向東運(yùn)動(dòng).在“空間站”工作的宇航員因受到平衡力而在其中懸浮或靜止答案：AC解析：“空間站” 運(yùn)行的加速度等于其所在高度處的重

6、力加速度，選項(xiàng)A正確；由GMm/r2=mv2/r，解得v=?！翱臻g站” 離地高度h為同步衛(wèi)星離地高度的十分之一，則“空間站”軌道半徑為R+h，同步衛(wèi)星軌道半徑為R+10h，“空間站” 運(yùn)行的速度等于同步衛(wèi)星運(yùn)行速度的倍，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于“空間站”運(yùn)行速度大于地球自轉(zhuǎn)速度，所以站在地球赤道上的人觀察到“空間站”向東運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；在“空間站”工作的宇航員因完全失重而在其中懸浮或靜止，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10. （2013河南漯河市聯(lián)考）2009年5月，航天飛機(jī)在完成對哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道，B為軌道上的一點(diǎn)，如圖所示，關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的有 ( )A在

7、軌道上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度B在軌道上經(jīng)過A的動(dòng)能小于在軌道上經(jīng)過A 的動(dòng)能C在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期D在軌道上經(jīng)過A的加速度小于在軌道上經(jīng)過A的加速度11（2013四川攀枝花二模）在赤道平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的三顆衛(wèi)星、，它們的軌道半徑分別為、，且>>,，其中為同步衛(wèi)星，若三顆衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)過程中受到的向心力大小相等，則 A相同的時(shí)間內(nèi)，通過的路程最大 B三顆衛(wèi)星中，的質(zhì)量最大C三顆衛(wèi)星中，的速度最大 D繞地球運(yùn)動(dòng)的周期小于24小時(shí)答案：C解析：由于的速度最小，的速度最大，相同的時(shí)間內(nèi)，通過的路程最小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤C正確；根據(jù)萬有引力定律，三顆衛(wèi)星中，的質(zhì)量最

8、小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；繞地球運(yùn)動(dòng)的周期小于24小時(shí)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。12. （2013四川自貢市二診）2012年6月16日，劉旺、景海鵬、劉洋三名宇航員搭乘“神舟九號”飛船飛向太空。與“天宮一號”目標(biāo)飛行器完成交會(huì)對接任務(wù)后，于29日10吋許乘返回艙安全返回。 返回艙在A點(diǎn)從圓形軌道I進(jìn)入橢圓軌道II, B為軌道II上的一 點(diǎn)，如右圖所示.關(guān)于返回艙的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的有A.在同一軌道II上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度B.在軌道II上經(jīng)過A的動(dòng)能大于在軌道I上經(jīng)過A的動(dòng)能C.在軌道I上運(yùn)動(dòng)的線速度大于第一宇宙速度D.在軌道II上經(jīng)過A的加速度小于在軌道I上經(jīng)過A的加速度13（2013山西省運(yùn)城市期末

9、調(diào)研）宇宙中兩個(gè)相距較近的星球可以看成雙星，它們只在相互間的萬有引力作用下，繞二球心連線上的某一固定點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。根據(jù)宇宙大爆炸理論。雙星間的距離在不斷緩慢增加，設(shè)雙星仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（ ） A雙星相互間的萬有引力減小 B雙星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度增大 C雙星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期減小 D雙星做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑增大14（2013山東省菏澤期末）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(dòng)力飛行且做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)（橢圓軌道未畫出）。軌道上P點(diǎn)距地心最遠(yuǎn)，距離為3R，為研究方便，假設(shè)地球不自轉(zhuǎn)且忽略空氣阻力，則（ ）A飛船在P點(diǎn)的加速度一定是g/

10、9 B飛船在P點(diǎn)的加速度一定是g/3C飛船經(jīng)過P點(diǎn)的速度一定是 D飛船經(jīng)過P點(diǎn)的速度大于答案：A解析：根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律，飛船在P點(diǎn)的加速度一定是g/9，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤。由于宇宙飛船橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，飛船經(jīng)過P點(diǎn)的速度一定小于，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。15. （2013廣東省佛山市質(zhì)檢）2012年6月24日中午12時(shí)，神舟九號飛船與天宮一號進(jìn)行了手動(dòng)交會(huì)對接。若“天宮一號”M和“神舟九號”N繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的示意圖如圖所示，虛線為各自軌道。由此可以判定 A. M、N的運(yùn)行速率均小于/s B. M的周期小于N的周期 C. M運(yùn)行速率大于N的運(yùn)行速率D. N必須適度加速才有可能與M實(shí)現(xiàn)對接16（2

11、013江西省景德鎮(zhèn)二模）一宇宙飛船沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行，機(jī)械能為E，通過遠(yuǎn)地點(diǎn)P時(shí)，速度為v，加速度大小為a，如圖所示，當(dāng)飛船運(yùn)動(dòng)到P時(shí)實(shí)施變軌，轉(zhuǎn)到圓形軌道上運(yùn)行，則飛船在軌道上運(yùn)行時(shí)()A速度大于v B加速度大小為aC機(jī)械能等于E D機(jī)械能大于E答案：ABD解析：飛船在軌道上運(yùn)行時(shí)速度大于v，加速度大小為a，機(jī)械能大于E，選項(xiàng)ABD正確。17（2013北京石景山期末）我國古代神話中傳說：地上的“凡人”過一年，天上的“神仙”過一天。如果把看到一次日出就當(dāng)作“一天”，在距離地球表面約300km高度環(huán)繞地球飛行的航天員24h內(nèi)在太空中度過的“天”數(shù)約為（已知地球半徑R=6400km，地球表面處重

12、力加速度g=10m/s2）（ ） A1 B8 Cl6 D24答案：C解析：在距離地球表面約300km高度環(huán)繞地球飛行的航天員運(yùn)行周期為1.5h，24h內(nèi)在太空中度過的“天”數(shù)約為16天，選項(xiàng)C正確。18（2013江蘇省無錫市期末）2012年5月6日，天空出現(xiàn)“超級大月亮”，月亮的亮度和視覺直徑都大于平常，如圖，究其原因，月球的繞地運(yùn)動(dòng)軌道實(shí)際上是一個(gè)偏心率很小的橢圓，當(dāng)天月球剛好運(yùn)動(dòng)到近地點(diǎn)結(jié)合所學(xué)知識判斷下列與月球橢圓軌道運(yùn)動(dòng)模型有關(guān)的說法中正確的是 A月球公轉(zhuǎn)周期小于地球同步衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期 B月球在遠(yuǎn)地點(diǎn)的線速度小于地球第一宇宙速度 C月球在遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度小于在近地點(diǎn)的加速度 D月球在遠(yuǎn)地

13、點(diǎn)的機(jī)械能小于在近地點(diǎn)的機(jī)械能19（2013福建福州期末）我國探月衛(wèi)星成功進(jìn)入了繞“日地拉格朗日點(diǎn)”的軌道，我國成為世界上第三個(gè)造訪該點(diǎn)的國家，如圖3所示，該拉格朗日點(diǎn)位于太陽與地球連線的延長線上，一飛行器位于該點(diǎn)，在幾乎不消耗燃料的情況下與地球同步繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)，則此飛行器的 （ ） A向心力僅由太陽的引力提供 B周期小于地球的周期 C線速度大于地球的線速度 D向心加速度小于地球的向心加速度20.（2013北京西城期末）（6分）已知地球質(zhì)量為M，半徑為R ，自轉(zhuǎn)周期為T，引力常量為G。如圖所示，A為在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，B為地球的同步衛(wèi)星。BRA（1）求衛(wèi)星A運(yùn)動(dòng)的速度大小

14、v；（2）求衛(wèi)星B到地面的高度h。（6分）解：（1）對衛(wèi)星A，由牛頓第二定律 【2分】 解得： 【1分】（2）對衛(wèi)星B，設(shè)它到地面高度為h，同理 【2分】解得： 【1分】21. (2013北京房山區(qū)期末) 已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，萬有引力常量為G，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響（1）求地球的質(zhì)量M；（2）求地球的第一宇宙速度v；（3）若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且運(yùn)行周期為T，求衛(wèi)星距離地面的高度h.解析：(1)地表的物體受到的萬有引力與物體的重力近似相等即: 解得: (2)若發(fā)射成衛(wèi)星在地表運(yùn)動(dòng)則衛(wèi)星的重力提供向心力即:解得: (3)由衛(wèi)星所需的向心力由萬有引力提供可得 得 ， 將代入得 22. （2013河南洛陽市一模）某星球的質(zhì)量為M，在該星球表面某一傾角為的山坡上以初速度v0平拋一物體，經(jīng)過時(shí)間t該物體落到山坡上。欲使該物體不再落回該星球的表面，求至少應(yīng)以多大的速度拋出該物體？（不計(jì)一切阻力，萬有引力常數(shù)為G）.【命題意圖】本題意在考查物體的平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，意在考查學(xué)生對平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、萬有引力定律、第一宇宙速度的理解。解：由題意可知，是要求該星球上的“近地衛(wèi)星”的繞行速度，也即為第一宇宙速度。設(shè)該星球表面處的重力加速度為g，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得tan=y/x，y=gt2，x=v0t，聯(lián)立解得g=tan。對于該星球表面上的物體有：G=mg，聯(lián)立解得R=。對于繞該星球做勻