物理试题_[最新]十年高考试题分类解析-物理专题06卫星与航天7405资料

1、20032012十年高考大全分类解析(六)卫星与航天2012 年高考题1.(2012 江苏物理)2011 年 8 月，嫦娥二号”成功进入了环绕 日地拉格朗日点 的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球 同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的(A) 线速度大于地球的线速度(B) 向心加速度大于地球的向心加速度(C) 向心力仅由太阳的引力提供(D) 向心力仅由地球的引力提供1.【答案】: AB【解析】： 嫦娥二号”成功进入了环绕 日地拉格朗日点”的轨道，向心力由太阳的引力和地球引力的合力提供，线速度大

2、于地球的线速度，向心加速度大于地球的 向心加速度，选项 AB 正确 CD 错误。2. (2012 四川理综)今年 4 月 30 日， 西昌卫星发 心的中圆轨道卫星，其轨道半径为 2.8X107m。它A.向心力较小B.C 发射速度都是第一宇宙速度D 角速度较小2.【答案】：B【解析】：中圆轨道卫星的向心力较大，速度较大，动能较大，角速度较大，选项AD 错误 B 正确；发射中圆轨道卫星和同步轨道卫星的发射速度都大于第一宇宙速 度，选项 D 错误。【考点定位】此题考查卫星的发射和卫星的运动。3.(2012 福建理综)一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大 小为 V。【考点定位】此题考查万

3、有引力定律及其相关知一颗同质量的同步轨道卫星(轨道半径为相比B.动能较大4.2X识。射中与另107m)假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m 的物体重力,物体静止时，弹簧测力计的示数为 N,已知引力常量为 G,则这颗行星的质量为A.mv2/GNB. mv4/GN.C.Nv2/Gm.D. Nv4/Gm.3, 【答案儿 B【解析儿该行星表面的在连接速度重力加速度沪 Won 由万有引力等于绕某一 行星表面附近做匀速圆周运动的向心力，G；V）m/R2=mvz/Ro行星表面附近万有引 力等于卫星重力，有 mgGMm/Rs联立解得：行星的质量WmbfGN.选项 B 正确。4.（2012 广东理

4、综物理）如图 6 所示，飞船从轨道 1 变轨至轨道 2。若飞船在 两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道 1 上，飞船在轨道 2 上的A. 动能大B. 向心加速度大C 运行周期长D 角速度小4【答案】：CD【解析】：根据万有引力提供向心力可得，相对于在轨道 1 上，飞船在轨道 2 上的 速度较小，动能小，角速度小，向心加速度小，运行周期长，选项CD 正确。【考点定位】此题考查万有引力定律和卫星的运动。5. （2012 天津理综）一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍 做匀速圆周运动，动能减小为原来的 1/4,不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫 星的A.向心加速度

5、大小之比为 4 ： 1B角速度大小之比为 2 : 1C. 周期之比为 1 : 8D. 轨道半径之比为 1 : 25.【答案】C【解析】由万有引力提供向心力,K1I 2GMm/R2=mv2/R，可得根据动能减小为原来的 14 可知.速度减小为原来的 3,轨道半径増加到原来的。 倍.问心 加速度AGM/姑减小到原来的 1/15 向心加速度大小之比为让：1,轨道半径之 比为 1：4 选项 AD 错误。由角速度公式OO=V/RT可知角速度减小为原来的阴， 角速度大小之比为 8 : 1,根据同期与角速度戍反比可知，周期之比为8,选 项 B 错误 C 正确。【考点定位】本题考查万有引力定律和卫星，意在圭查

6、考生运用万有引力定律及 丿巾十1 疔时 F 套 6（2012 北京理综）关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是A. 分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期B. 沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C 在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，.它们的轨道半径有可能不同D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合7【答案】：B【解析】：分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颖卫星，可能具有相同的周期，选项A 错误；沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率，选项B 正确；在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径一定相同，选项

7、C 错误；沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面不一定会重合，选 项 D 错误。【考点定位】此题考查卫星的运动及其相关知识。7.（2012 安徽理综）我国发射的“天宫一号”和“神州八号”在对接前， “天宫 一号”的运行轨道高度为 350km, “神州八号”的运行轨道高度为 343km.它们的运 行轨道均视为圆周，则A. “天宫一号”比“神州八号”速度大B“天宫一号”比“神州八号”周期长C“天宫一号”比“神州八号”角速度大D. “天宫一号”比“神州八号”加速度大7【答案】B【解析】由万有引力等于向心力可得出轨道半径越大，速度越小，角速度越小， 周期越大，选项 B 正确 AC 错误；由

8、GMm/r2=ma 可知，“天宫一号”比“神州八号” 加速度小，选项 D 错误。【考点定位】此题考查万有引力定律和卫星的运动。8. （2012 山东理综）2011 年 11 月 3 日，神州八号”飞船与 天宫一号”目标飞行 器成功实施了首次交会对接。任务完成后天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与神州九号”交会对接。变轨前和变轨完成后天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为 R1、R2,线速度大小分别为 vi、V2。则出V2等于5BR2C.耳Ri2D.昱Ri8.【答案】B【解析】由万有引力等于向心力可得 v=,GMVi- 1 J ?=，选项 B 止确【考点定位】此题考查万有引力

9、定律及其卫星的运动。9. （B 组）（2012 上海物理）人造地球卫星做半径为 r，线速度大小为 v 的匀速圆 周运动。当其角速度变为原来的 总倍后，运动半径为，线速度大小4-为_ 。【答案】：2r2【解析儿由 G=mr,解得/二。三当其角逋度变为原来的车倍后，运 动半径变为原来的 2 倍，即运动半径为 2rc由 v-COr,可得线速度大小为【考点定位】此题考查万有弓 I 力定律、角速度公式及其相关知识。.0. （2012 海南物理）地球同步卫星到地心的距离 r 可用地球质量 M、地球自转 周期 T与引力常量 G 表示为 r=_。解析：设地球同步卫星质量为 m,由万有引力定律和牛顿第二定律，1

10、4.答案:2【考点定位】此题考查万有引力定律、卫星的运动及其相关知识二.2011 年高考题1 （2011 四川理综卷第 19 题）如图是“神舟”系列航天 飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打 开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着 陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱 做减速直线运动，则A. 火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B. 返回舱在喷气过程中减速的住要原因是空气阻力C 返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D.返回舱在喷气过程中处于失重状态【解析】；火箭开始喷气瞬间返回舱受到向上的反冲力，伞对返回舱的拉力变 小，选项 A 正确；返回舱在喷气过

11、程中减速的主要原因是返回舱受到的气体的反 作用力，选项B 错误；返回舱在喷气过程中他诫速直线运动，加速度向上，所受 合外力一定做负功.一定处于趙重状态.选项宀错误。【答案儿 A【点评】此题考查牛顿运动定律及其相关知识。2.（2011 全国理综卷第 19 题） 我国 嫦娥一号”探月卫星发射后， 先在“24 、 时轨 道”上绕地球运行（即绕地球一圈需要 24 小时）；然后，经过两次变轨依次到达 “48 小时轨道”和“72J、时轨道”；最后奔向月球。如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质 量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比，A .卫星动能增大，弓 I 力势能减小 B.卫星动能增大，引力势能增大C.卫

12、星动能减小，引力势能减小 D .卫星动能减小，引力势能增大【解析】：变轨后轨道半径增大，速度减小，卫星动能减小，引力势能增大，选项D 正确。Mm2r=mr解得3GMT2. 4 二22【答案】:D【点评】此题考查卫星在正常运动过程中机械能守恒。3.（2011福建理综物理第 13题） 嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。 若测得 嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行的周期T,已知引力常数 G,半径为 R 的球体体积公式 V=-n3,则可估算月球的A.密度B 质量 C 半径 D.自转周期【解析儿 “嫦娥二号“在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运 行,其轨道

13、半径可视为等于月球半径，由 G 岀 rR 二 I ，月球质量士兰fR*JG 厂由于月球半径 R 未知，不能估算月球质圜选项阮 D 错误。也不能由题中信息 得到月球半径和自转周期.由密於式，刊得月球密度 p 谬，选项 A 正 确。【答案】：A【点评】此题考查万有引力定律、牛顿第二定律、密度和卫星运行等知识点4.（2011 天津理综卷）质量为 m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M 月球半径为 R,月球表面重力加速度为 g,引力常量为 G 不考虑月球自转的影响，则航天器的V解得航天器的线速度 v= JGjM，选项 A 正确；由co=v/R,g=GM/F

14、2可得航天器的角速度妒、g，选项 B 错误；由 T=2d可得航天器的运行周期 T =2 二R,选项 C 正确；由 GM!m=ma 可得航天器的向心加速度VgR2a，M，选项 D 错误。R2【答案】:ACA.线速度 v = ,G,B. 角速度 w = gRC.运行周期 T=2兀D.向心加速度a盲【解析】：由普訓【点评】此题考查万有引力定律和航天器的运动。5（2011 浙江理综卷）为了探测 X 星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆 心，半径为 ri的圆轨道上运动，周期为，总质量为 m。随后登陆舱脱离飞船，变 轨到离星球更近的半径为2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为 m 则A.X星球的质量为

15、MC. 登陆舱在 ri与2轨道上运动时的速度大小之比为D. 登陆舱在半径为2轨道上做圆周运动的周期为 T2=Ti【解析】；探测飞船在该星球中心次圆心半径为的圆轨道上运动时， 由G 竺 二巧二， 解得 X 星球的质量为 H 二兰羊， 选项 A 正衡 由 g=GH/R:可得 X 星球表面的重力即速度为歹茫工.因为星球半径未知，选项 B 错误； 由G 瞥，盒解得登陆舱的线速度怦，所以十二 J7,选项 C 错误，由/ 气 F0 6G 密FR 兰*可得 X = X 登陆舲在半径为匚轨道上做圆周运动的周期为J T； T：T2=Ti ,23，选项 D 正确。【答案】：AD【点评】此题考查万有引力定律和飞船的

16、运动等知识点，意在考查综合运用知识 和综合分析、推理能力。2010 年高考题i （20i0 四川理综卷第 i7 题）.a 是地球赤道上一栋建筑，b 是在赤道平面内做匀B. X 星球表面的重力加速度为gx=4 二2i速圆周运动、距地面 9.6x106m 的卫星，c 是地球同步卫星，某一时刻 b、c 刚好 位于a 的正上方 （如图甲所示） ， 经 48h， a、 b、 c 的大致位置是图乙中的 （取地 球半径 R=6.4X106m，地球表面重力加速度 g=10m/s2，n=.10）ccWcti4c1 t111bA（?）（巧 （r中屮时a11111I1ABcD叩乙【解析】b、c 都是地球卫星，共同遵

17、循地球对它们的万有引力提供向心力，c 是地2球同步卫星，c 在 a 的正上方，对 b 有 G=m（R+h/ ， GM =mg，联（R+h）IT 丿R立可得：T=2nJ（R+h）=2X104s，经 48h，b 转过的圈数n=住色000=8.64，所 ygR20以选项 B 正确。【答案】B【点评】处在同一轨道平面内的卫星，轨道半径越小，线速度越大，周期越小，角速度越大。2 （2010 浙江理综） 宇宙飞船以周期为 T 绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳 光，会经历“日全食”过程，如图所示。已知地球的半径为R,地球质量为 M，引力常量为 G,地球自转周期为 T。太阳光可看作平行光，宇航员在 A 点测

18、出的张 角为a则（AD ）A.飞船绕地球运动的线速度为2RTsin（：/2）B. 一天内飞船经历“日全食”的次数为 T/T0C.飞船每次“日全食”过程的时间为oTo/（2nROAD.飞船周期为T=sin（：/ 2f , GM sin（：/2）2TTT【解析】：飞船绕地球运动的线速度为v =。Tr=R/sin(a/2)，联立解得 v=，选项 A 正确。一天内飞船经历“日全食”Tsin (a/2)的次数为 To/T,选项 B 错误；飞船每次“日全食”过程的时间为飞船转过a角所需的时间，即 07(2 力，选项 C 错误。飞船绕地球做圆周运动，万有引力提供向心正确。【答案】AD【点评】要通过分析得出飞

19、船每次“日全食”过程的时间为飞船转过a角所需的时间。3. (2010 福建理综)火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之 后又一个重大太空探索项目。假设火星探测器在火星表面附近圆轨道运行的周期为 Ti,神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2,火星质量与地球质量之比为 p,火星半径与地球半径之比为 q,则 Ti与 T2之比为C.正确。【答案】D【点评】航天器在星球表直附近做匀速圆周运科 轨道半径等于星球半径。4 (2010 安徽理综)为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于2011 年10 月发射第一颗火星探测器“萤火一号”。假设探测器在离火星表面高度分别为 h1和h

20、2的圆轨道上运动时，周期分别为 T1和 T2。火星可视为质量分布均匀的球体， 且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G。仅利用以上数据，可以计算出由几何关系知sin (2)=R/r,2二-2力,G譽m()2，解得周期T=2 GM= siQ2 八 GM siR( /2)，选项 D【解析】航天器在星球表面附近做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,Cr-(T)=r,解得周期 i 馬。所吩补冬枳选项DB.p1q3A.火星的密度和火星表面的重力加速度B. 火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C. 火星的半径和“萤火一号”的质量D火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力【解析】探测器绕火星做圆周运动，万

21、有引力提供问心力，G阳；=附（三）尺+此 1、G叩：=呱二）应+松）、联立可求得火星的质 1 丘+汀（氏+血耳量 M 和半径 R,进而求得星球体积 V,利用密度公式 p=W 可求得密度，由萨 GWR2可得火星表面的重力加速度无法求出萤火一号的质量和火星对“莹 火一号材的引力，所以选项 A 正确。【答秦】A【点评】测出探测器绕星球运行周期和轨道半径只能得岀中心天体质量.5. （2010 江苏物理）2009 年 5 月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务 后，在 A 点从圆形轨道I进入椭圆轨道U,B 为轨道U轨逋 1 ”- 、上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法：:厂 I、中正确

22、的有;A. 在轨道U上经过 A 的速度小于经过 B 的速度、- 丿B. 在轨道U上经过 A 的动能小于在轨道I上经过 A 的动能C. 在轨道U上运动的周期小于在轨道I上运动的周期D. 在轨道U上经过 A 的加速度小于在轨道I上经过 A 的加速度【解析】航天飞机在椭圆轨道 II 上运行，机械能守恒；在近地点 B 势能最小，动 能最大；在远地点 A 势能最大，动能最小所以在轨道 U 上经过 A 的速度小于 经过 B 的速度，选项 A 正确，在 A 点从圆形轨道 I 减速进入椭圆轨道 II ,在轨 道 II 上经过 A 的动能小于在轨道上经过 A 的动能，选项 B 正确；由于椭圆轨 道 II 的半长

23、轴小于圆形轨道 I半径根据开普勒定帯 在轨道 II 上运动的周期 小于在轨道 I 上运动的周期选项 C 正筋在轨道 II 上经过 A 的挪速度等于在 轨道 I 上吉甜 A 的加速度.选项 D 错误 7【答案】ABC【点评】运行中的航天器加速后做离心运动，减速后做向心运动。6 （2010 全国理综 2）已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6 倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径 的 2.5倍，则该行星的自转周期约为A. 6 小时 B. 12 小时 C. 24 小时 D. 36 小时【解析】设地球半径为R_t某行星的半隹为则地球的同歩卫星的周期为 T

24、-24 小时，轨道半径为一札密度內。 某行星的同步卫星周期为 g 轨道半径为 r2=3.5R2密度 pz=p：/2o地球质量：旳一某行星的质量M=p2*刍兀尺已33G 叫 xp 丄惑?“丁根据牛顿第二定律和万有引力定律分别有 -J = （）t巧两式化简得T2=TI/2=12 小时，选项 B 正确【答案】B球半径 R。四.2009 年高考题1. （2009 广东物理）发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入 预定轨道。发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图2.这样选址的优点是，在赤道附近A .地球的引力较大B .地球自转线速度较大C.重力加速度较大D .地球自转角速度较大【答案】B。【解析】由于

25、发射卫星需要将卫星以一定的速度送入运动轨道，在靠进赤道处的 地面上的物体的线速度最大，发射时较节能，因此B 正确。Gm2：-24二R；二叫2)2 *2【点评】要注意卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r=卫星离地面的高度 h+地人2C.91-丨1D.虫=T292“丿92笞案：B【解析】卫星绕天体做匀速圆周运动由万有引力提供向心力有） &可得密戒为常数，由重力等于万有引力GMm/R2=mg,联立解得g=GM 轄,则 g 与戸成反比，选项 B 正确。【点评】此题是卫星绕地球做匀速圆周运动，应用万有引力提供向心力及其相关 知识解答。五.2008 年高考题1. （2008 广东物理）图是“嫦娥一

26、导奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小 型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并 开展对月球的探测，下列说法正确的是A. 发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B. 在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关C卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D.在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力A.gl=B.91=T292924/34/3答案； C 解析： 发射“嫦娥-号的速度必须大于第一宇宙速度小于第二宇 宙谨度，选项 A.错误在绕月圆轨道上，卫星冏期与卫星质量无关，选项 B 错 误；根据万有引力定律，卫星受月球的弓 I 力与它到月球中心距离的平方成

27、反比, 选项匚正确；在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力小于受月球的引力，选项 D 错误。2.（2008 四川延考区理综）如图，地球赤道上的山丘e,近地资源卫星 p 和同步通信卫星 q 均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运 动。设e、p、q 的圆周运动速率分别为 vi、V2、V3，向心加速度分 别为 aa2、a3，贝 UA. viV2V3B. viV2a2 a3D.ai a3V3,即有选项 AB 错误。对于近地资源卫星p和同歩通信卫星 6 其向心力口速度均由万有弓|力提供，由心可得旳“由 可得 o:a3J所以选项匚错误 D 正确。/x.2物体与同步卫星的加速度通常采用a=e,ir六.2007 年高考题

28、1.（2007 年高考天津理综）我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要 进展。设地球、月球质量分别为 mi、m2，半径分别为 Ri、R2。人造地球卫星的第 一宇宙速度为 V，对应的环绕周期为 T 则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的 速度和周期分别为的周期相同，由V=ujr= 广可知” 由得尸【点评】比较卫星的线速度通常采用GM叫 G，比较卫星的加速度通常采用a=GM/r2;比较赤道上物体与同步卫星的线速度通常采用2 :V=wr=-Tr，比较赤道上字.由于 d,答案：A 解析：由万有引力等于向心力，轨道半径等于地球半径可得人造地球卫星的第一宇宙速度 vj；1，环绕月球表面附近圆轨道飞

29、行的探测器的速度实质就T= mR3T。所以正确选项是 A。.m2R32. （2007 年高考四川理综）我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我 国宇航员将登上月球。假如宇航员在月球上测得摆长为 I 的单摆做小振幅振动的周期为 T，将月球视为密度均匀、半径为 r 的球体，则月球的密度为答“解析】由单摆周期公式“吒可得月球表面的重力竝度呻生陀二 G 凹可得月球质量 F 后三=匚月球体积方怙响 所以月球的密 严GG 厂妾 p=M/V= *正确选项是 BeGrT*【点评】利用万有引力等于重力可得出星球质量与星球表面加速度的关系，只要测出星球表面的重力加速度和星球半径，就可计算出星球的质量和密度。

30、3.（2007 年高考山东理综）2007 年 4 月 24 日，欧洲科学家宣布在太阳系之外发是月球上的第一宇宙速度。则月球上的第一宇宙速度即环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度v，即环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的周期A.3GrT2B.GrT2C.16二I3GrT2D.16GrT得T7T=击现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581c。这颗围绕红矮星 Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20 光年，直径约为地球的 1.5 倍，质量约为地球的 5 倍，绕红矮星 Gliese581 运行的周期 约为 13天。假设有一艘宇宙飞船飞临该星球

31、表面附近轨道，下列说法正确是A. 飞船在 Gliese581c 表面附近运行的周期约为 13 天B. 飞船在 Gliese581c 表面附近运行时的速度大于 7.9km/sC. 人在 Gliese581c 上所受重力比在地球上所受重力大D. Gliese581c 的平均密度比地球平均密度小答案：BC【解析】Gliese581 绕红矮星运行的周期约为13 天，不是飞船在Gliese581c 表面附近运行的周期，所以选项 A 错；由类地行星 Gliese581c “直径约为地球的 1.5 倍， 质量约为地球的 5 倍”可得出 Gliese581c 表面的重力加速 度g “呆山卷 嚅略鲁所以人在Gl

32、iese581c上所受重力比在地球上所受重力大；由第一宇宙速度公式得飞船在Gliese581c 表面附近运行时的飞船在 Gliese581c 表面附近运行时的速度大于 7.9km/s。选项 BC 正确；由体积公4 fd 哼3式 v=二一 可知 Gliese581c 的体积是地球的 1.5 =3.375 倍，而质量约为地球的325 倍，所以 Gliese581c 的平均密度比地球平均密度大，选项 D 错。4 （2007 年高考上海物理）宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过 时间 t 小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球， 需经过时间 5t 小球落回原处。（取地

33、球表面重力加速度 g = 10m/s2，空气阻力 不计）（1）求该星球表面附近的重力加速度 g（2） 已知该星球的半径与地球半径之比为 R星:R地=1:4， 求该星球的质量与地 球质量之比 M星:M地。【解析】（1 ）由竖直上抛运动规律可得在地球表面 t=纽,g在星球表面 5t = VE，g速度 V丽=?g MR - ?頭号，是 7.9km/s 的大约 1.8 倍。所以1联立解得该星球表面附近的重力加速度 g= 5 g =2m/S,(2)由 g=(RM，可得 Mg R星2_1(1 - 2 =gR地5 V.4j七.2006 年高考题1. (2006 年高考北京理综)一飞船在某行星表面附近沿圆轨道

34、绕该行星飞行，认 为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量C飞船的运行周期D.行星的质量答案；匚解析；设飞船在行星表面沿圆轨道绕该行星飞行的周期为 T,行星 半径为 R,则飞船在行星表面沿圆轨道做匀谏圆周运动的轨道半径为 R,由 G 罟哥 R和辛尹加解得器，所以只需测岀飞船的运行 周期 T 即可确定该行星的巒度。正确选项是 J2.2006 全国卷 I. 16 16.我国将要发射一颗绕月运行的探月卫星 “嫦娥 1 号”设 该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的1181，月球的半径约为地球半径的 4，地球上的第一宇宙速度约为 7.9km/s，则 该探月卫星

35、绕月运行的速率约为A. 0. 4km/sC. 11km/s【答案】:B1。80A.飞船的轨道半径B.飞船的运行速度B. 1. 8km/sD. 36km/s【解析儿设地球质量、半径分别为R.月球质量、半径分别为 m r,则用r-.在星球表面，物体的重力近似等于万有引力，若物体质 814量为伽，则=n）agt即 GM 二 gg 在月球表面，满足*Gm = 了*、TT出g =空七二二 d地球表面的第一宇宙速度比=MrSIm/s 1. 8 km/s。【备考提示】：本题涉及圆周运动和天体运动知识，考查天体表面重力加速度、第 一宇宙速度及天体与半径的关系，要求考生能熟练运用物理量之 间的关系来处理问题。3

36、J2006 重庆卷.15宇航员在月球上做自由落体这实验，将某物体由距月球表面高 h 处释放，经时间 t 后落月球表面（设月球半径为 R）,据上述信息推断。飞船 在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为-.Rh2t【答案】：BB。【备考提示】：此题涉及万有引力、自由落体运动的知识迁移及围绕星体的匀速圆周运动，考查了理解、分析能力及应用物理知识解决问题的能力。可得：GMm=mv2,儈咖，v示，因此,“雨故选RRRth=2gt2，根据万有引力定律和圆周运动公式由此可得:7. 9km/s,A.2、RhtB.,2Rht【解析】：根据自由落体知识可得:在月球表面，有4. （2006 年高考全国

37、理综 1）荡秋千是大家喜爱的一项体育活动。随着科技的 迅速发展，将来的某一天，同学们也许会在其它星球上享受荡秋千的乐趣。假设你当时所在星球的质量为 M、半径为 R,可将人视为质点，秋千质量不计、摆长不 变、摆角小于 90 万有引力常量为 G。那么，（1） 该星球表面附近的重力加速度 g 等于多少？（2） 若经过最低位置的速度为 V。，你能上升的最大高度是多少？解析：（1）设人的质量为 m,在星球表面附近的重力等于万有引力， 有mg =6啤R2解得星球表面附近的重力加速度g = G竺yR2（2）设人能上升的最大高度为 h，由机械能守恒得 mgh=mv。22解得上升的最大高度2 2uR Voh =

38、2GM5.（2006 天津理综卷第 25 题）.神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特 殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星 系大麦哲伦云时，发现了 LMC03 双星系统，它由可见星 A和不可见的暗星 B 构 成。两星视为质点，不考虑其它天体的影响， A、B 围绕两者连线上的 O 点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示。弓 I 力常量为G,由观测能够得到可见星 A 的速率 v 和运行周期 T。（1）可见星 A 所受暗星 B 的引力 FA可等效为位于 O 点处质量为 m的星体（视为质点）对它的引力，设 A 和 B 的质量分别为 m1、m2,试求 m的

39、表达式（用 m1、m2表示）；（2）求暗星 B 的质量 m2与可见星 A 的速率 V、运行周期 T 和质量 m1之间的关系式;（3）恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量ms的 2 倍，它将有可能成为黑洞。若可见星A 的速率 v = 2.7、一yR* T *X105m/s，运行周期 T= 4.7n X104s，质量 m1= 6ms，试通过估算来判断暗星 B 有 可能是黑洞吗？（ G= 6.67X1011N m2/kg2，ms= 2.0X1030kg）【解析】：（1）设 A、B 的圆轨道半径分别为 r1、2,由题意知，A、B 做匀速圆周运动的角速相同，其为 。由牛顿运动运动定律，有FAm132门

40、2FB=m23r2FA=FB设几呂之间的距离为 r,交尸r由上述各式得 r =由万有引力定律有F 沪石竺将代入得U=G的+ J)/2mmvGg rri又可见星 A 的轨道半径（3）将m:= 6m R入式，得一空一=（6w;- m;）*H代入数据得_竺（6 冬+性十设化二 ng,（門0）,馮其代入式，亍（6叫-叫：r（仝+厅可见， 的值随的増大而増大，试令卢乙得 （6 昵+帕）亠nms= 0.125ms：3.5ms(61)2n比较可得（2）由牛顿第二定律，有由式可得ml_ vT啊丄屈 r) 二rG若使式成立，则 n 必须大于 2,即暗星 B 的质量 m2必须大于 2ms,由此得出结论：暗星 B

41、有可能是黑洞【点评】：本题涉及的知识点较多，涉及的物理过程复杂，求解时要善于分析不同 物理过程所对应的物理规律，通过认真审题挖掘隐藏的条件，建立相应的物理模型，以确定其运动规律。6. （2006 年高考江苏物理）如图所示，A 是地球的同 步卫星。另一卫星 B 的圆形轨道位于赤道平面 内，离 地面高度为 h。已知地球半径为 R,地球自转角速度 为 o w，地球表面的重力 加速度为 g，O 为地球中 心。（1）求卫星 B 的运行周期。（2）如卫星 B 绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B 两卫星相距最近（0、B A 在同一直线上），则至少经过多长时间，他们再 一次相距最近？解析：（7- T=曲

42、(R+町Cr =mg .由得气=八.2005 年高考题1. （2005 广东综合）万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作 用的规律。以下说法正确的是（）1）由万有引力定律和向心力公式得(R + h).C2）由题意得t=2n.A联立得Ts=2A.物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的B. 人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大C. 人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供D. 宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用答案：C 解析：物体的重力是地球对物体的万有引力引起的，选项A 错误；人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越小，选项B 错

43、误；人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供，宇宙飞船内的宇航员处于失重状 态是由于受到万有引力的作用，万有引力提供宇航员绕地球运动的向心力，选项 C正确 D 错误。2.（2005 北京理综）.已知地球质量大约是月球质量的 81 倍，地球半径大约是月球半径的 4 倍。不考虑地球、月球自转的影响，由以上数据可推算出A. 地球的平均密度与月球的平均密度之比约为9 : 8B. 地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为9 : 4C 靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航 天器的周期之比约为 8: 9D.靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器线速度与靠近月球表

44、面沿圆轨道运行的航天 器线速度之比约为 81 : 4答案，C 解析：由密度定义可得，地球的平均密度与月球的平均密度之比 鱼二邑豊 代入数据得=81：64.,选项 A 错误，由 GM/R=g 得亘二邑与， 代入数据得邑之1 亦选项 B 错误，由 G 夕”2 5 得互二悸 g ,g：兀脚小代入数据得三=8：9,选项 C 正确由 v=2 兀 iTT 得卫丄空，代入数据得卫二 9：V、托 1A2,选项 D 错误。3. （13 分）（2005 广东物理已知万有引力常量 G,地球半径 R,月球和地球之间的距 离 r,同步卫星距地面的高度 h,月球绕地球的运转周期 Ti,地球的自转周期 T2, 地球表面的重

45、力加速度 g。某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M 的方法：同步卫星绕地球作圆周运动，由MmGV=mh|得 M=IT丿4 二2h3GT22请判断上面的结果是否正确，并说明理由。如不正确，请给出正确的解法 和结果。请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果。3. (13 分)解析:(1)上面结果是错误的，地球的半径 R 在计算过程中不能忽略。九.2004 年高考题1. (2004 江苏物理)若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是A. 卫星的轨道半径越大，它的运行速度越大B. 卫星的轨道半径越大，它的运行速度越小C卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越大D.卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越小答案：BD 解析：卫星的轨道半径越大，它的运行速度越小，选项 A 错误 B 正确; 卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越小，选项 C 错误 D 正确。正确的解法和结果是：GM=m(R+h)胃(R + h)223得 M=“(R+h)GT22(2)方法一：对月球绕地球作圆周运动，由Mm2 二Gr=mr l r2I 得M=42r3方法二：在地面重力近似等于万有引力，由GMm=