2022-2023學(xué)年北京市高二下學(xué)期物理合格考復(fù)習(xí)：5 萬(wàn)有引力與航天

考點(diǎn)五、萬(wàn)有引力與航天

近

遠(yuǎn)

日

日

點(diǎn)

點(diǎn)

太陽(yáng)所有行星繞太陽(yáng)的軌道都是橢圓,

S1開(kāi)普勒第一定律：橢圓定律太陽(yáng)在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上

行星合太陽(yáng)連線(xiàn)在相等時(shí)間間隔內(nèi)

1.在物理學(xué)史上，首先提出萬(wàn)有引力定律的科學(xué)家是（）

A.牛頓B.焦耳C.安培D.伏特

2.某空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在空間站中不能正常使用的儀器是（）

A.電子表B.天平C.電子溫度計(jì)D.電壓表

3.2019年9月，中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式向全球提供服務(wù)，在軌工作衛(wèi)星共39顆。其中一顆衛(wèi)星的質(zhì)量為

m,在離地面高度為〃的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知地球的質(zhì)量為例。半徑為R,引力常量為G,則地球

對(duì)該衛(wèi)星的萬(wàn)有引力大小為（）

GMinGMmCGMmGMm

A.-------B。(R+/?)2C.-------

R+hR?

2021年10月16日，神舟十三號(hào)載人飛船順利將3名航天員送入太空。飛船入軌后，與天和核心艙、天舟二號(hào)和

天舟三號(hào)整體進(jìn)行交會(huì)對(duì)接，對(duì)接后的組合體繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。已知對(duì)接后的組合體質(zhì)量為

m,軌道半徑為r；地球質(zhì)量為“，半徑為上引力常量為G。據(jù)此完成下題。

4.對(duì)接后的組合體受到地球的萬(wàn)有引力大小為（）

Mm

A.G-----B.G當(dāng)

r

Mm

C.G------D.G嗎

RR2

5.對(duì)接后的組合體繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)速度大小為（）

6.場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)，物體與地球之間的萬(wàn)有引力是通過(guò)引力場(chǎng)發(fā)生的。與電場(chǎng)強(qiáng)度類(lèi)似，可以引入引力

場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述引力場(chǎng)的強(qiáng)弱。在組合體運(yùn)動(dòng)的圓形軌道處，地球的引力場(chǎng)強(qiáng)度大小為（）

7.2022年6月5日，神舟十四號(hào)載人飛船采用自主快速交會(huì)對(duì)接模式，經(jīng)過(guò)6次自主變軌，成功對(duì)接于天和核心

艙徑向端口。對(duì)接后的組合體繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。已知對(duì)接后的組合體質(zhì)量為加，軌道半徑為「，

地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G。載人飛船從地面發(fā)射，遠(yuǎn)離地球的過(guò)程中，地球?qū)︼w船的引力

A.越來(lái)越大B.越來(lái)越小

C.保持不變D.先變大后變小

8.2022年6月5日，神舟十四號(hào)載人飛船采用自主快速交會(huì)對(duì)接模式，經(jīng)過(guò)6次自主變軌，成功對(duì)接于天和核心

艙徑向端口。對(duì)接后的組合體繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。已知對(duì)接后的組合體質(zhì)量為〃?，軌道半徑為廣，

地球質(zhì)量為半徑為凡引力常量為G。場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)，物體與地球之間的萬(wàn)有引力是通過(guò)引力場(chǎng)

發(fā)生的。與電場(chǎng)中的電場(chǎng)強(qiáng)度類(lèi)似，可以引入引力場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述引力場(chǎng)的強(qiáng)弱。則對(duì)接后的組合體所在處的引力

場(chǎng)強(qiáng)度（）

A.與M、m都有關(guān)B.與M無(wú)關(guān)，與m有關(guān)

C.與何、相都無(wú)關(guān)D.與M有關(guān)，與根無(wú)關(guān)

請(qǐng)閱讀下述文字，完成下列各題。

2022年11月12日我國(guó)用長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭在文昌發(fā)射中心，成功發(fā)射天舟五號(hào)衛(wèi)星。若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周

運(yùn)動(dòng)，已知地球的質(zhì)量為M,衛(wèi)星的質(zhì)量為〃?，地球的半徑為R,衛(wèi)星離地心的距離為，，引力常量為G。

9.地球?qū)μ熘畚逄?hào)衛(wèi)星的萬(wàn)有引力大小為（）

MmMm

A.G-------R(J---------7

R+r(R+r)-

10.天舟五號(hào)衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度大小為（

書(shū)b?≡C法

11.引力場(chǎng)的強(qiáng)弱可以用引力場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述，類(lèi)比電場(chǎng)強(qiáng)度定義式可以得到地球引力場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式。若已知引力

常量為G則要求出物體在地球表面地球的引力場(chǎng)強(qiáng)度，還需要下列哪些物理量（）

A.地球的半徑和物體的質(zhì)量

B.地球半徑和地球的質(zhì)量

C.物體的質(zhì)量和地球的質(zhì)量

D.必須知道物體的質(zhì)量和地球的質(zhì)量和地球的半徑

請(qǐng)閱讀下述文字，完成下列各小題。

2020年10月120,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將“高分十三號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道。“高分

十三號(hào)”衛(wèi)星是一顆光學(xué)遙感衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道與地球赤道在同一平面

內(nèi)，從地面上看，衛(wèi)星在一定高度處?kù)o止不動(dòng)。

12.若地球自轉(zhuǎn)的角速度為電，“高分十三號(hào)”衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度為牡，則（）

A.=-3?B.691=—3?C.S,=3?E）.69∣=2見(jiàn)

13.若將地球與“高分十三號(hào)“衛(wèi)星看成質(zhì)點(diǎn)，他們之間萬(wàn)有引力的大小為F,如果將這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離變?yōu)樵?/p>

來(lái)的2倍，那么它們之間萬(wàn)有引力的大小變?yōu)椋ǎ?/p>

FF

A.—B.4FC.—D.2F

42

14.衛(wèi)星受到地球的引力，是因?yàn)樗鼈兲幵诘厍蛑車(chē)囊?chǎng)中。就像用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱那樣，也可

以用引力場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述引力場(chǎng)的強(qiáng)弱。仿照電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=￡,可以得到引力場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式。則由地球

q

赤道表面某點(diǎn)到正上方“高分十三號(hào)”衛(wèi)星所在位置的引力場(chǎng)強(qiáng)度大?。ǎ?/p>

A.保持不變B.逐漸變大

C.逐漸減小D.先增大再減小

引力波是愛(ài)因斯坦在其廣義相對(duì)論中提出的一種關(guān)于時(shí)空彎曲之中的--種漣漪現(xiàn)象，其能量會(huì)以輻射的形式向外

擴(kuò)散。就像是在平靜的湖中投入一顆石子，石子泛起的漣漪向外擴(kuò)散。我國(guó)的“天琴計(jì)劃”所要做的是在太空之中

觀測(cè)引力波的存在，這是一個(gè)龐大的計(jì)劃，牽一發(fā)而動(dòng)全身。此計(jì)劃一旦成功，那勢(shì)必會(huì)引起世界基礎(chǔ)科學(xué)的巨

大進(jìn)步。2019年12月20日，我國(guó)長(zhǎng)征四號(hào)火箭已經(jīng)將“天琴一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射升空?！疤烨僖惶?hào)”衛(wèi)星先發(fā)射到軌道

半徑約為地球半徑4倍的軌道上運(yùn)行，穩(wěn)定工作一段時(shí)間后，又升高到軌道半徑約為地球半徑16倍的軌道上運(yùn)

15.“天琴一號(hào)”在升高后的軌道上運(yùn)行與在原軌道上運(yùn)行相比，其重力勢(shì)能（）

A.增大B.減小C.不變D.無(wú)法確定

16.“天琴一號(hào)”在升高后的軌道上運(yùn)行與在原軌道上運(yùn)行相比，其速度（）

A.增大B.減小C.不變D.無(wú)法確定

17.“天琴一號(hào)”在升高后的軌道上運(yùn)行與在原軌道上運(yùn)行相比，周期之比為（）

A.2：1B.4：1C.8：1D.16：1

請(qǐng)閱讀下述文字，完成下題。

2021年5月15日，“天問(wèn)一號(hào)''著陸巡視器成功著陸于火星烏托邦平原?！疤靻?wèn)一號(hào)”著陸巡視器著陸前先在軌道上

繞火星運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，然后巡視器逐漸靠近火星并成功著陸，如圖所示。

18.下列描述巡視器做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量中不變的是（）

A.線(xiàn)速度B.向心力C.周期D.向心加速度

19.“天問(wèn)一號(hào)”著陸巡視器從環(huán)繞火星的較高軌道向火星靠近的過(guò)程中，若巡視器的質(zhì)量保持不變，則它受到火

星的引力（）

A.越來(lái)越大B.越來(lái)越小C.先變小再變大D.先變大再變小

20.用電勢(shì)可以描述靜電場(chǎng)的性質(zhì)，類(lèi)似地也可以用引力勢(shì)來(lái)描述引力場(chǎng)的性質(zhì)。類(lèi)比靜電場(chǎng)中電勢(shì)的定義式

<P=~,可以得到引力場(chǎng)中引力勢(shì)的表達(dá)式。若火星質(zhì)量為"，"天問(wèn)一號(hào)”著陸巡視器質(zhì)量為，“，當(dāng)巡視器距火星

q

中心的距離為r時(shí)，具有的引力勢(shì)能為EK則巡視器所在處的火星引力勢(shì)為（）

A.殳B.殳C.D.空

Mmrr2

21.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)BDS,是我國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)中包含多種衛(wèi)星，如沿地球

表面附近飛行的近地衛(wèi)星，以及地球同步衛(wèi)星等。圖為某時(shí)刻從北極上空俯瞰的地球同步衛(wèi)星A、近境衛(wèi)星B和

位于赤道地面上的觀察點(diǎn)C的位置的示意圖。地球可看作質(zhì)量分布均勻的球體，衛(wèi)星A、B繞地心的運(yùn)動(dòng)可看作

沿逆時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，其軌道與地球赤道在同一平面內(nèi)，不考慮空氣阻力及其他天體的影響。若衛(wèi)星

A、B和觀察點(diǎn)C的向心加速度的大小分別為以、為、％，則下列判斷正確的是（）

a

C.aκ>acD.?>B

22.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)BDS,是我國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)中包含多種衛(wèi)星，如沿地球

表面附近飛行的近地衛(wèi)星，以及地球同步衛(wèi)星等。圖為某時(shí)刻從北極上空俯瞰的地球同步衛(wèi)星A、近地衛(wèi)星B和

位于赤道地面上的觀察點(diǎn)C的位置的示意圖。地球可看作質(zhì)量分布均勻的球體，衛(wèi)星A、B繞地心的運(yùn)動(dòng)可看作

沿逆時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，其軌道與地球赤道在同一平面內(nèi)，不考慮空氣阻力及其他天體的影響。若已知引

力常量，那么要確定地球的密度，只需要再測(cè)量（）

A

A.衛(wèi)星A的質(zhì)量B.衛(wèi)星B的質(zhì)量

C.衛(wèi)星A的運(yùn)行周期D.衛(wèi)星B的運(yùn)行周期

23.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)BDS,是我國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)中包含多種衛(wèi)星，如沿地球

表面附近飛行的近地衛(wèi)星，以及地球同步衛(wèi)星等。圖為某時(shí)刻從北極上空俯瞰的地球同步衛(wèi)星A、近地衛(wèi)星B和

位于赤道地面上的觀察點(diǎn)C的位置的示意圖。地球可看作質(zhì)量分布均勻的球體，衛(wèi)星A、B繞地心的運(yùn)動(dòng)可看作

沿逆時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，其軌道與地球赤道在同一平面內(nèi)，不考慮空氣阻力及其他天體的影響。若從圖所

示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則經(jīng)過(guò)時(shí)間，后，圖中各個(gè)衛(wèi)星的位置合理的是（）

A

T

∣B

24.2020年10月12日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將“高分十三號(hào)“衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道。

“高分十三號(hào)”衛(wèi)星是一顆光學(xué)遙感衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道與地球赤道在同一

平面內(nèi)，從地面上看，衛(wèi)星在一定高度處?kù)o止不動(dòng)。已知地球半徑為〃，“高分十三號(hào)“衛(wèi)星軌道半徑為廢。赤道上

某點(diǎn)隨地球自轉(zhuǎn)的線(xiàn)速度大小為小“高分十三號(hào)”衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度大小為功則IL為（）

V2

A.上B.?C.?D.4

25.2020年10月12日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將“高分十三號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道。

“高分十三號(hào)”衛(wèi)星是一顆光學(xué)遙感衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道與地球赤道在同一

平面內(nèi)，從地面上看，衛(wèi)星在一定高度處?kù)o止不動(dòng)。己知地球半徑為，7,“高分十三號(hào)''衛(wèi)星軌道半徑為r2。地球自

轉(zhuǎn)的周期為T(mén)/,“高分十三號(hào)”衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期為不，則（）

A.T1=^TtB.T2=^TtC.T2=T1D.7；=27；

26.2020年10月12日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將“高分十三號(hào)“衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道。

“高分十三號(hào)”衛(wèi)星是一顆光學(xué)遙感衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道與地球赤道在同一

平面內(nèi)，從地面上看，衛(wèi)星在一定高度處?kù)o止不動(dòng)。已知地球半徑為〃，“高分十三號(hào)”衛(wèi)星軌道半徑為12。場(chǎng)是一

種客觀存在的物質(zhì)，衛(wèi)星與地球之間的萬(wàn)有引力是通過(guò)引力場(chǎng)發(fā)生的。與電場(chǎng)強(qiáng)度類(lèi)似，可以引入引力場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)

描述引力場(chǎng)的強(qiáng)弱。若地球質(zhì)量為M,衛(wèi)星質(zhì)量為如貝廣高分十三號(hào)”衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所經(jīng)各點(diǎn)的引力場(chǎng)強(qiáng)

度的大?。ǎ?/p>

A.與M、都有關(guān)B.與M有關(guān)，與機(jī)無(wú)關(guān)

C.與M、m都無(wú)關(guān)D.與M無(wú)關(guān)，與〃?有關(guān)

27.“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。其中，2018年10月15日發(fā)射的第39顆衛(wèi)星屬于

“中圓軌道衛(wèi)星”；2020年3月9日發(fā)射的第54顆衛(wèi)星屬于“靜止軌道衛(wèi)星”。這兩顆衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)均可看作勻

速圓周運(yùn)動(dòng)。已知第39顆和第54顆衛(wèi)星的軌道半徑分別為小、G，且4<4。第39顆和第54顆衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)

的線(xiàn)速度大小分別為匕、v2,周期分別為7；、T2,下列關(guān)系式正確的是（）

A.vl<v2,Tl>T2B.vl>v2,T1>T2C.vl<v2,T.<T2D.vl>v2,Ti<T2

28.“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，同步衛(wèi)星是其重要組成部分。如圖所示，發(fā)射同

步衛(wèi)星時(shí)，可以先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)過(guò)一系列的變軌過(guò)程，將衛(wèi)星送入同步圓軌道2,A點(diǎn)在軌

道1上，B、C兩點(diǎn)在軌道2上。衛(wèi)星在軌道1、軌道2上的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。衛(wèi)星在軌道1上做勻速

圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為V/,周期為T(mén)”衛(wèi)星在軌道2上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為V2,周期為不，下列關(guān)系正

確的是（）

B

A.v∣>V2>T∣>T2B.v∣<v2>T∣>T2

C.v∣>v2>T∣<T2D.v∣<v2>T∣<T2

29.“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，同步衛(wèi)星是其重要組成部分。如圖所示，發(fā)射同

步衛(wèi)星時(shí)，可以先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)過(guò)一系列的變軌過(guò)程，將衛(wèi)星送入同步圓軌道2,A點(diǎn)在軌

道1上，8、C兩點(diǎn)在軌道2上。衛(wèi)星在軌道1、軌道2上的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在該衛(wèi)星遠(yuǎn)離地球的過(guò)

程中，地球?qū)πl(wèi)星的引力（）

B

■?,

A.越來(lái)越大B.越來(lái)越小C.保持不變D.先變大后變小

30.A為我國(guó)于2018年成功發(fā)射的“亞太6C”地球同步衛(wèi)星，該衛(wèi)星除用于通信和廣播服務(wù)外，還將為國(guó)家“一帶

一路''戰(zhàn)略實(shí)施提供更多支持；B為處于近地圓軌道的某顆遙感衛(wèi)星。兩顆衛(wèi)星正常運(yùn)行時(shí)可近似看做圓周運(yùn)動(dòng)，

兩衛(wèi)星周期、線(xiàn)速度大小、角速度、加速度大小關(guān)系正確的是（）

A.”>24/7,aλ>as

B.VB>VA>7.9km/s,fi?>縱

C.衛(wèi)星“亞太6C”是相對(duì)地球靜止，可以出現(xiàn)在北京正上空

D.同步衛(wèi)星只能出現(xiàn)在赤道正上空且只有一條運(yùn)行軌道

31.如圖所示，假設(shè)地球質(zhì)量分布均勻，其質(zhì)量為M,地球外8點(diǎn)有一質(zhì)量為”的質(zhì)點(diǎn)，5點(diǎn)到球心。的距離為

L已知該質(zhì)點(diǎn)受到地球?qū)λ娜f(wàn)有引力大小為尸=竿，其中G為引力常量.類(lèi)比電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，可以推

知地球在B點(diǎn)的引力場(chǎng)強(qiáng)度大??？為（）

GMrn廠(chǎng)

-GmCGM

C.~—D.-

rr

32.2012年12月，經(jīng)國(guó)際小行星命名委員會(huì)批準(zhǔn)，紫金山天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)的一顆繞太陽(yáng)運(yùn)行的小行星被命名為“南大

仙林星如圖所示，“南大仙林星”繞太陽(yáng)依次從α-b-c-d-α運(yùn)動(dòng)。在軌道上b、c、d四個(gè)位置中，該行

星受太陽(yáng)引力最大的是（）

b南大仙林星

./~A、

aiO太陽(yáng)?c

X?

A.aB.bC.cD.d

33.2012年12月，經(jīng)國(guó)際小行星命名委員會(huì)批準(zhǔn)，紫金山天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)的一顆繞太陽(yáng)運(yùn)行的小行星被命名為“南大

仙林星如圖所示，“南大仙林星”繞太陽(yáng)依次從ατbτcτdτα運(yùn)動(dòng)。在軌道上b、，、d四個(gè)位置中，該行

星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)速率最大的是（）

b南大仙林星

/C'\

a↑O太陽(yáng)?c

A.aB.bC.cD.d

34.2012年12月，經(jīng)國(guó)際小行星命名委員會(huì)批準(zhǔn)，紫金山天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)的一顆繞太陽(yáng)運(yùn)行的小行星被命名為“南大

仙林星”。如圖所示，“南大仙林星”繞太陽(yáng)依次從a—c->d→?”運(yùn)動(dòng)。在行星從a—>6、6—c-小d-a運(yùn)動(dòng)過(guò)

程中，太陽(yáng)的引力對(duì)該行星的做功情況是（）

b南大仙林星

“―一P、、、

/八\

a↑O太陽(yáng)?c

一/

A.正功、負(fù)功、正功、負(fù)功B.正功、正功、負(fù)功、負(fù)功

C.負(fù)功、正功、負(fù)功、正功D.負(fù)功、負(fù)功、正功、正功

35.天文學(xué)家哈雷成功預(yù)言哈雷彗星的回歸，哈雷彗星繞太陽(yáng)的軌道為橢圓，如圖所示，則哈雷彗星從位置M經(jīng)

過(guò)P運(yùn)動(dòng)到N的過(guò)程中，太陽(yáng)對(duì)它的萬(wàn)有引力大小如何變化（）

地球-必-

P，二》飛雷彗星

太“獷-

A.一直增大B.一直減小C.先增大后減小D.先減小后增大

36.2020年11月24日，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭將嫦娥五號(hào)探測(cè)器成功送入預(yù)定軌道，開(kāi)啟了中國(guó)首次地外天體采樣

之旅。經(jīng)過(guò)約112h的奔月飛行，嫦娥五號(hào)探測(cè)器在距離月面約40Okm處成功實(shí)施發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)，順利進(jìn)入環(huán)繞

月球的橢圓軌道。11月29日20時(shí)23分，嫦娥五號(hào)探測(cè)器在近月點(diǎn)再次“剎車(chē)”，從橢圓軌道變?yōu)榻频膱A形軌道

（如圖所示），為順利落月做好了準(zhǔn)備。探測(cè)器進(jìn)入橢圓軌道后，在由近月點(diǎn)向遠(yuǎn)月點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，始終受到月

球的引力作用，這個(gè)引力的大小（）

遠(yuǎn)月點(diǎn)

A.保持不變B.越來(lái)越大C.越來(lái)越小D.先變大后變小

37.2020年11月24日，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭將嫦娥五號(hào)探測(cè)器成功送入預(yù)定軌道，開(kāi)啟了中國(guó)首次地外天體采樣

之旅。經(jīng)過(guò)約112h的奔月飛行，嫦娥五號(hào)探測(cè)器在距離月面約40Okm處成功實(shí)施發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)，順利進(jìn)入環(huán)繞

月球的橢圓軌道。11月29日20時(shí)23分，嫦娥五號(hào)探測(cè)器在近月點(diǎn)再次“剎車(chē)”，從橢圓軌道變?yōu)榻频膱A形軌道

（如圖所示），為順利落月做好了準(zhǔn)備。探測(cè)器在圓形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列物理量保持不變的是（）

38.2020年11月24日，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭將嫦娥五號(hào)探測(cè)器成功送入預(yù)定軌道，開(kāi)啟了中國(guó)首次地外天體采樣

之旅。經(jīng)過(guò)約112h的奔月飛行，嫦娥五號(hào)探測(cè)器在距離月面約40Okm處成功實(shí)施發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)，順利進(jìn)入環(huán)繞

月球的橢圓軌道。11月29日20時(shí)23分，嫦娥五號(hào)探測(cè)器在近月點(diǎn)再次“剎車(chē)”，從橢圓軌道變?yōu)榻频膱A形軌道

（如圖所示），為順利落月做好了準(zhǔn)備。引力場(chǎng)的強(qiáng)弱可以用引力場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述，類(lèi)比電場(chǎng)強(qiáng)度定義式可以得到月

球引力場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式。已知月球質(zhì)量為物體質(zhì)量為根，當(dāng)物體到月球中心的距離為r時(shí)，受到月球的引力為

F,則物體所在處的月球引力場(chǎng)強(qiáng)度為（）

39.我國(guó)的航天技術(shù)在世界上具有舉足輕重的地位，我國(guó)發(fā)射的神舟10號(hào)飛船繞地球運(yùn)行的高度大約為343km,

而神舟11號(hào)飛船繞地球運(yùn)行的高度大約為393km。目前，火箭是衛(wèi)星發(fā)射的唯一工具，火箭發(fā)射回收是航天技術(shù)

的一大進(jìn)步。如圖所示，火箭在返回地面前的某段運(yùn)動(dòng)，可看成先勻速后減速的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，最后撞落在地面上，

不計(jì)火箭質(zhì)量的變化。下列關(guān)于神舟10號(hào)與神舟11號(hào)飛船的發(fā)射速度及運(yùn)行速度判斷正確的是（）

A.神舟10號(hào)的發(fā)射速度大于神舟11號(hào)的發(fā)射速度

B.神舟10號(hào)的發(fā)射速度等于神舟11號(hào)的發(fā)射速度

C.在各自軌道上穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，神舟10號(hào)的速度小于神舟11號(hào)的速度

D.在各自軌道上穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，神舟10號(hào)的速度大于神舟11號(hào)的速度

40.我國(guó)的航天技術(shù)在世界上具有舉足輕重的地位，我國(guó)發(fā)射的神舟10號(hào)飛船繞地球運(yùn)行的高度大約為343km,

而神舟11號(hào)飛船繞地球運(yùn)行的高度大約為393km。目前，火箭是衛(wèi)星發(fā)射的唯一工具，火箭發(fā)射回收是航天技術(shù)

的一大進(jìn)步。如圖所示，火箭在返回地面前的某段運(yùn)動(dòng)，可看成先勻速后減速的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，最后撞落在地面上，

不計(jì)火箭質(zhì)量的變化?；鸺貢r(shí)，火箭對(duì)地的作用力（）

A.大于地對(duì)火箭的作用力B.小于地對(duì)火箭的作用力

C.大于火箭自身的重力D.等于火箭自身的重力

41.我國(guó)的航天技術(shù)在世界上具有舉足輕重的地位，我國(guó)發(fā)射的神舟10號(hào)飛船繞地球運(yùn)行的高度大約為343km,

而神舟11號(hào)飛船繞地球運(yùn)行的高度大約為393km。目前，火箭是衛(wèi)星發(fā)射的唯一工具，火箭發(fā)射回收是航天技術(shù)

的一大進(jìn)步。如圖所示，火箭在返回地面前的某段運(yùn)動(dòng)，可看成先勻速后減速的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，最后撞落在地面上，

不計(jì)火箭質(zhì)量的變化?；鸺诜祷販p速下降過(guò)程中攜帶的檢測(cè)儀器處于（）

A.超重B.失重C.完全失重D.既不超重也沒(méi)失重

42.2016年11月18日，“神舟十一號(hào)”飛船在指定區(qū)域成功著陸，這標(biāo)志著我國(guó)載人航天工程空間實(shí)驗(yàn)室階段任

務(wù)取得了具有決定性意義的成果。此次任務(wù)中，“神舟十一號(hào)”和“天宮二號(hào)''空間實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)交會(huì)對(duì)接后形成組合

體，如圖所示。組合體在軌道上的運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知組合體距地球表面的高度為人地球半徑為R,

地球表面附近的重力加速度為g,引力常量為G。

（1）求地球的質(zhì)量加。

（2）求組合體運(yùn)行的線(xiàn)速度大小Vo

43.中星9A衛(wèi)星，是我國(guó)發(fā)射的一顆電視宜播衛(wèi)星，它定點(diǎn)在東經(jīng)101.4。的同步軌道上.已知地球的質(zhì)量為M、

半徑為火、自轉(zhuǎn)周期為T(mén),引力常量為G.

（1）求中星9A衛(wèi)星的角速度.

（2）求中星9A衛(wèi)星的軌道高度.

（3）你認(rèn)為中星9A衛(wèi)星能否工作在與北京所在的緯度圈是共面同心圓的軌道上？并說(shuō)明理由.

44.2013年6月20日上午，王亞平在“天宮一號(hào)''中進(jìn)行了中國(guó)載人航天史上的首次太空授課，如圖1所示。王亞

平在失重環(huán)境下講授并展示了彈簧秤實(shí)驗(yàn)、單擺實(shí)驗(yàn)、陀螺實(shí)驗(yàn)、水球?qū)嶒?yàn)等。

圖1圖2

為了簡(jiǎn)化問(wèn)題便于研究，將“天宮一號(hào)'‘繞地球的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)（示意圖如圖2所示）。已知這次太空授課

的時(shí)間為3“天宮一號(hào)”距離地面的高度為人，地球質(zhì)量為M,地球半徑為R,引力常量為G。

（1）求在太空授課的過(guò)程中“天宮一號(hào)”繞地球運(yùn)行的線(xiàn)速度大?。?/p>

（2）求在這次太空授課的時(shí)間t內(nèi)“天宮一號(hào)”與地心連線(xiàn)所轉(zhuǎn)過(guò)的角度；

（3）在太空失重的環(huán)境中，可以做很多有趣的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你寫(xiě)出其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，并?jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方案。

考點(diǎn)五參考答案:

1.A

【詳解】在物理學(xué)發(fā)展史上，發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的科學(xué)家是牛頓，故BCD錯(cuò)誤，A正確。

故選Ao

2.B

【詳解】A.電子表的工作原理與重力無(wú)關(guān)，所以能正常使用，故A錯(cuò)誤，不符合題意;

B.天平是利用杠桿的原理，天平平衡需要物體的重力，所以天平不能在失重狀態(tài)下有效使用，則不能正常使用,

故B正確，符合題意;

C.電子溫度計(jì)的工作原理跟重力沒(méi)有關(guān)系，在太空中能用電子溫度計(jì)測(cè)量溫度，所以能正常使用，故C錯(cuò)誤，不

符合題意;

D.電壓表的工作原理與重力無(wú)關(guān)，所以能正常使用，故D錯(cuò)誤，不符合題意;

故選Bo

【點(diǎn)評(píng)】太空中能使用的測(cè)量工具：刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度、溫度計(jì)測(cè)溫度、電流表測(cè)電流、電壓表測(cè)電壓、電子表測(cè)

時(shí)間、電能表測(cè)量耗電量、彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力等等。

3.B

【詳解】根據(jù)

.CMm

Fc=G卞

其中

r=h+R

則

LGMm

F=----------

(R+∕Z)2

故選Bo

4.B5.B6.D

【解析】4.根據(jù)萬(wàn)有引力定律可知引力的大小與兩物體的質(zhì)量的乘積成正比，與兩物體間距離的平方成反比，地

球和組合體的距離為「，則

L-Mm

F=G——

故選Bo

5.根據(jù)萬(wàn)有引力提供組合體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力可知

LCMmV2

F=G——=∕w—

則整理可得

卡

故選B?

6.由題意可得，類(lèi)比電場(chǎng)時(shí)

F=G4Em

整理可得引力場(chǎng)強(qiáng)度大小

PM

E=GrM

故選D。

7.B

【詳解】根據(jù)萬(wàn)有引力定律可知

L-Mm

F=G——

載人飛船從地面發(fā)射，遠(yuǎn)離地球的過(guò)程中，，變大，則地球?qū)︼w船的引力越來(lái)越小。

故選B。

8.D

【詳解】電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式為

E=L

q

其中r為試探電荷夕受到的電場(chǎng)力，同理可得，引力場(chǎng)強(qiáng)度可表示為

F'

E,=-

m

其中F為對(duì)接后的組合體受到的萬(wàn)有引力，為

Mm

F=G尸

聯(lián)立解得

FM

E=Gr;

故對(duì)接后的組合體所在處的引力場(chǎng)強(qiáng)度與M有關(guān)，與機(jī)無(wú)關(guān)。

故選D。

9.D10.A11.B

【解析】9.根據(jù)萬(wàn)有引力定律，地球?qū)μ熘畚逄?hào)衛(wèi)星的萬(wàn)有引力大小為

故選D。

10.由萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力得

所以，天舟五號(hào)衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度大小為

故選Ao

11.地球表面引力場(chǎng)強(qiáng)度可以寫(xiě)成

4=員

其中

GM地砥

所以

F二GM地

引R2

已知引力常量G,還需要知道地球的半徑R和地球的質(zhì)量M地。

故選Bo

12.C13.A14.C

【解析】12.由題“高分十三號(hào)”衛(wèi)星是一顆光學(xué)遙感衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道

與地球赤道在同一平面內(nèi)，從地面上看，衛(wèi)星在一定高度處?kù)o止不動(dòng)，可知“高分十三號(hào)”為地球同步衛(wèi)星，則“高

分十三號(hào)”衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度g與地球自轉(zhuǎn)的角速度S相同。

故選C。

13.根據(jù)萬(wàn)有引力定律公式

LGMm

F=產(chǎn)

可知，將這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則萬(wàn)有引力的大小變?yōu)?/p>

F，_GMm_GMm_GMm_F

一R2一(2r)2-4.一.

故選A

14.引力場(chǎng)強(qiáng)度可以寫(xiě)成

4=互

由于

-GM)S%

JT;n-Z

所以

_GM地

匕引一下一

距離逐漸變大，所以引力場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小。

故選C

15.A16.B17.C

【解析】15.“天琴一號(hào)”從低軌道升到高軌道，引力做負(fù)功，故重力勢(shì)能增大。

故選Ao

16.設(shè)地球質(zhì)量為M,“天琴一號(hào)”衛(wèi)星質(zhì)量為〃?，軌道半徑為心根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，則有

「MmV2

G——=m—

rr

解得

V=再

可知升高后軌道半徑增大，故速度減小。

故選Bc

17.設(shè)地球質(zhì)量為M,“天琴一號(hào)”衛(wèi)星質(zhì)量為相，軌道半徑為心根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，則有

「Mm4乃？

c-=myrr

解得

，=2萬(wàn)層

故“天琴一號(hào)，，在升高后的軌道上運(yùn)行與在原軌道上運(yùn)行相比，周期之比為

故選Co

18.C19.A20.B

【解析】18.巡視器做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度、向心力、向心加速度都是矢量，方向均變化，均是變量，巡視器

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期是標(biāo)量，大小不變；所以描述巡視器做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量中不變的是周期。

故選Co

19.根據(jù)F=G等，“天問(wèn)一號(hào)”著陸巡視器從環(huán)繞火星的較高軌道向火星靠近的過(guò)程中，r減小，若巡視器的質(zhì)

量保持不變，則它受到火星的引力F增大。

故選Ao

20.類(lèi)比靜電場(chǎng)中電勢(shì)的定義式e巡視器所在處的火星引力勢(shì)為

故選B。

21.C

【詳解】同步衛(wèi)星和地面觀察點(diǎn)的角速度相等，根據(jù)

同步衛(wèi)星軌跡半徑更大，則

同步衛(wèi)星比近地衛(wèi)星軌跡半徑大，則

故選Co

22.D

【詳解】AC.對(duì)于A衛(wèi)星，是地球的同步衛(wèi)星，周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，設(shè)軌道半徑廠(chǎng)，則

地球的質(zhì)量

M_3ττri

Py

-AπR^GTi,rR-

3

只知道衛(wèi)星A的運(yùn)行周期，所以不能求得地球的密度，AC錯(cuò)誤;

BD.對(duì)于B衛(wèi)星是近地衛(wèi)星，設(shè)周期為T(mén),則有

地球的質(zhì)量

地球的密度

_M_3π

p-4π∕?3-G7τ

3

已知衛(wèi)星B的運(yùn)行周期，可以求地球的密度，B錯(cuò)誤D正確。

故選D。

23.D

【詳解】衛(wèi)星A與地球同步，所以始終在赤道地面上的觀察點(diǎn)C的正上面

根據(jù)

廠(chǎng)Mln7

G——=mrω~

解得

[GM

衛(wèi)星A的軌道半徑大于B衛(wèi)星的軌道半徑，所以

則在相等的時(shí)間內(nèi)B衛(wèi)星轉(zhuǎn)過(guò)的角度大。

故選D。

24.A

【詳解】由題意可知，“高分十三號(hào)”是同步衛(wèi)星，相對(duì)地球靜止，與地球赤道上物體具有相同的周期，V=早可

知，線(xiàn)速度與軌道半徑成正比，故A正確。

故選Ao

25.C

【詳解】衛(wèi)星其軌道與地球赤道在同一平面內(nèi)，從地面上看，衛(wèi)星在一定高度處?kù)o止不動(dòng)，屬于地球同步衛(wèi)星，

則周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同。

故選C。

26.B

【詳解】采用類(lèi)比法，對(duì)比點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=Z卷可知，衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所經(jīng)各點(diǎn)的引力場(chǎng)強(qiáng)度的大小與

M和到地心的距離r有關(guān)，與機(jī)無(wú)關(guān)。

故選B。

27.D

【詳解】根據(jù)

CMmV2

G下二W

解得

卡

因?yàn)?<r1,所以，V,>V2

根據(jù)

解得

因?yàn)閊<f2,所以，T,<T2

故選D。

28.C

【詳解】根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有

可得

Y

7=2萬(wàn)居

因Γ∕<Γ2,則

V∕>V2

τl<τ2

故ABD錯(cuò)誤，C正確；

故選Co

29.B

【詳解】地球?qū)πl(wèi)星的引力等于萬(wàn)有引力，則

F口=GC-Mm

由于〃變大，則尸減小，故選B。

30.D

【詳解】A.衛(wèi)星正常運(yùn)行時(shí)可近似看做圓周運(yùn)動(dòng)，故由牛頓第二定律

GMm4/

——?—=m——r=ma

得

GM

因?yàn)槿?gt;5，所以“A<%,且，>■，而。=24h,故TB<24∕z,A錯(cuò)誤;

B.衛(wèi)星正常運(yùn)行時(shí)可近似看做圓周運(yùn)動(dòng)，故由牛頓第二定律

GMmV2

——--=m—=mω2~r

廠(chǎng)r

得

[GM

v=↑∣二~，ω=

因?yàn)槿?gt;5，又因?yàn)锽為處于近地圓軌道的衛(wèi)星，所以VB=7.9km∕s,故VA<%=7.9km∕s,ω3>ωκ,B錯(cuò)誤;

C.衛(wèi)星“亞太6C”是地球同步衛(wèi)星，所以相對(duì)地球靜止；同步衛(wèi)星軌道在地球赤道上空，故衛(wèi)星“亞太6C”不能出

現(xiàn)在北京正上空，C錯(cuò)誤:

D.由T=，可得

IGMT2

地球同步衛(wèi)星的周期T為定值，故其軌道半徑r也為定值，所以同步衛(wèi)星只能出現(xiàn)在赤道正上空且只有一條運(yùn)行

軌道，D正確。

故選D。

31.D

【詳解】由題意，地球在B點(diǎn)的引力場(chǎng)強(qiáng)度大小

GMin

GM

F3工

mm2

故D正確，ABC錯(cuò)誤。

32.A

【詳解】由萬(wàn)有引力定律尸=G與可知，距離越近，萬(wàn)有引力越大，則由圖可知。位置距離太陽(yáng)最近，故行星受

太陽(yáng)引力最大的是“位置。

故選A。

33.A

【詳解】根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知行星和太陽(yáng)的連線(xiàn)在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，“點(diǎn)離太陽(yáng)最近，相等時(shí)間內(nèi)

通過(guò)的弧長(zhǎng)最長(zhǎng)，速率最大。

故選Ao

34.D

【詳解】在行星從“一反6-C的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，太陽(yáng)的引力方向與行星的速度方向之間的夾角大于90。，引力對(duì)行

星做負(fù)功；在行星從CTd、dTα的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，太陽(yáng)的引力方向與行星的速度方向之間的夾角小于90。，引力對(duì)

行星做正功。

故選D。

35.C

【詳解】根據(jù)題意，由萬(wàn)有引力公式F=絲絲可知，由于哈雷彗星與太陽(yáng)的距離先減小后增大，則太陽(yáng)對(duì)它的萬(wàn)

r

有引力大小先增大后減小。

故選C。

36.C

【詳解】根據(jù)萬(wàn)有引力定律可知探測(cè)器所受月球引力的大小為

LGMtn

F=-

探測(cè)器在由近月點(diǎn)向遠(yuǎn)月點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，它到月心的距離r越來(lái)越大，所以產(chǎn)越來(lái)越小，故選C。

37.A

【詳解】探測(cè)器在圓形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，周期不變，線(xiàn)速度大小不變，方向總是不斷不變化，所以線(xiàn)速度不斷變

化，向心力方向總是和線(xiàn)速度方向垂直，所以向心力總是在變化，由牛頓第二定律知向心加速度的方向也不斷變

化，所以向心加速度也在不斷