高三物理第二轮复习万有引力专题练习试卷(后附)

高三物理第二轮复习万有引力专题练习试卷（后附答案）万有引力与航天1.某人造卫星运动的轨道可近似看作是以地心为中心的圆。因为阻力作用，人造卫星到地心的距离从r1慢慢变到r，用E、E分别表示卫星在这两个轨道上的动能，则（）2k1k2A．r1＜r2，Ek1＜Ek2B．r1＞r2，Ek1＜Ek2C．r1＞r2，Ek1＞Ek2D．r1＜r2，Ek1＞Ek2一飞船在某行星表面周边沿圆轨道绕该行星翱翔，以为行星是密度均匀的球体，要确立该行星的密度，只需要丈量（）A．飞船的轨道半径B．飞船的的运转速度C．飞船的运转周期D．行星的质量已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运转的周期T。仅利用这三个数据，可以估量出的物理量有（）Ａ．月球的质量Ｂ．地球的质量Ｃ．地球的半径Ｄ．月球绕地球运转速度的大小4.据报导，近来在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，起质量约为地球质量的6。4倍一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变成960N，由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为（A0．5B2C3．２D4

）依据观察，在土星外层有一个环，为了判断环是土星的连续物还是小卫星群。可测出环中各层的线速度V与该层到土星中心的距离R之间的关系。以下判断正确的选项是：A.若V与R成正比，则环为连续物；B.若V2与R成正比，则环为小卫星群；C.若V与R成反比，则环为连续物；D.若V2与R成反比，则环为小卫星群。据报导，我国数据中继卫星“天链一号Ol星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经770赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号星”，以下说法正确的选项是运转速度大于7.9km／s离地面高度必定，相对地面静止C.绕地球运转的角速度比月球绕地球运转的角速度大向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等7.火星的质量和半径分别约为地球的1和1，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为102A．0.2gB．0.4gC．2.5gD．5g图是“嫦娥一号奔月”表示图，卫星发射后经过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最后被月球引力捕捉，成为绕月卫星，并睁开对月球的探测。以下说法正确的选项是A．发射“嫦娥一号”的速度一定达到第三宇宙速度B．在绕月圆轨道上，卫星的周期与卫星质量相关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9.以以下图，“嫦娥奔月”的过程可以简化为：“嫦娥一号”升空后，绕地球沿椭圆轨道运动，远地址A距地面高为h1，而后经过变轨被月球捕捉，再经多次变轨，最后在距离月球表面高为h2的轨道上绕月球做匀速圆周运动。若已知地球的半径为R、表面重力加速度为g，月球的质量为M、10半径为R2，引力常量为G，依据以上信息，可以确立（）A．“嫦娥一号”在远地址A时的速度B．“嫦娥一号”在远地址A时的加速度C．“嫦娥一号”绕月球运动的周期D．月球表面的重力加速度10．我国绕月探测工程的早先研究和工程实行已获得重要进展。设地球、月球的质量分别为m、m，半径分别为R、R，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1212环绕月球表面周边圆轨道翱翔的探测器的速度和周期分别为（）mRmR3mRmR321123TＢ．12v，213TＡ．v，m1R2m2R1m2R1m1R2mRmR3mRmR321213TＤ．1212Ｃ．v，v，3Tm1R2m1R2m2R1m2R111．我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的未来，我国宇航员将登上月球。假如宇航员在月球上测得摆长为l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A．lB．3lC．16lD．3l3GrT2GrT23GrT216GrT212.以以下图，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，以下说法正确的选项是（）A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度；abB．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度；地球cC．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c；D．a卫星因为某原由，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大。13.在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”，这类学说以为万有引力常量G缓慢地减小。依据这一理论，在许久许久以前，太阳系中地球的公转状况与此刻对比A．公转半径

R较大

B。公转周期

T较小C．公转速率

v较大

D。公转角速度

较小14．奇异的黑洞是近代引力理论所预知的一种特别天体，探访黑洞的方案之一是观察双星系统的运动规律．天文学家观察河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不行见的暗星B构成．两星视为质点，不考虑其他星体的影响，A、B环绕二者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图18所示．引力常量为G，由观察可以获取可见星A的速率v和运转周期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（可视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为m1、m2，试求m（用m1、m2表示）；AOB（2）求暗星B的的质量m2与可见星A的速率v、运转周期T和质量m1之间的关系式；（3）恒星演化到末期，假如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v2.7105m/s，运转周期T4.7104s，质量m1=6ms，试经过估量来判断暗星B有可能是黑洞吗？图18（G6.671011Nm2/kg2，ms2.01030kg）15.为了迎接太空时代的到来，美国国会经过一项计划：在2050年前建筑成太空起落机，就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上，另一端系住长降机。松开绳，起落机能到达地球上；人坐在起落机里，在卫星上经过电动机把起落机拉到卫星上。已知地球表面的重力加速g=10m/s2，地球半径为R。求：（1）某人在地球表面用体重计称得重800N，站在起落机中，当长降机以加速度a=g（g为地球表面处的重力加速度）竖直上升，在某处这人再一次用同一体重计称得视重为850N，忽视地球自转的影响，求起落机此时距地面的高度；（2）假如把绳的一端搁置在同步卫星上，地球自转的周期为T，求绳的长度最少为多长。16.据报导近来在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的

6.4倍。已知一个在地球表面质量为

50kg

的人在这个行星表面的重量约为

800N，地球表面处的重力加速度为

10m/s2。求：（1）该行星的半径与地球的半径之比约为多少？（2）若在该行星上距行星表面2M高处，以10m/s的水平初速度抛出一只小球（不计任何阻力），则小球的水平射程是多大？17.开普勒三定律也适用于神舟七号飞船的变轨运动

.

飞船与火箭分别后进入预约轨道

,飞船在近地址

(可以为近地面

)开动发动机加速

,以后，飞船速度增大并转移到与地球表面相切的椭圆轨道

,飞船在远地址再次点火加速

,飞船沿半径为

r的圆轨道绕地运动

.

设地球半径为

R，地球表面的重力加速度为

g，若不计空气阻力，试求神舟七号从近地址到远地址时间（变轨时间）.天文学家将相距较近、仅在相互的引力作用下运转的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很广泛。利用双星系统中两颗恒星的运动特色可计算出它们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星环绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试计算这个双星系统的总质量。（引力常量为G）答案及分析1.【答案】B【分析】当卫星遇到阻力作用后，其总机械能要减小，卫星必定只好降至低轨道上翱翔，故r减小。由VGM可知，V要增大，动能、角速度也要增大。可见只有B选项正确r2.【答案】C【分析】卫星绕行星表面做圆周运动的向心力由行星对其的万有引力来供给，轨道半径近似等于行星的半径，由M=V=4R3/3，知3M/4R3①由①式可知，假如只丈量轨道半径也许只测行星质量M，没法确立答案，故A、D选项错；由GMm=mV2V2R代入①式得：2，故B，可知3V可见知道运转速度和半径才能求出R2RMG4GR2选项错；由GMm=m（2242R33，知道周期T，即可算出，可见C选项正R2T）R知MGT2，代入①式得GT2确。【答案】BD【分析】应时刻掌握万有引力供给天体做圆周运动的向心力这一基本思想：GMm=m（22可求出地球质量M；R2T）R由GMm=mV2可求出月球的线速度；因为月球和地球半径不知，A、C错。R2R4.【答案】BGMmmg【分析】天体表面物体的重力：近似等于天体与物体间的万有引力：即R2在地球表面GM地mG地=600N，R2地内行星表面GM星mG星=960N，两式一比得：M25，又因为M星/M地地R星6006.4，所星2R地2M星9608R以R星/R地25.【答案】AD【分析】连续物是指和天体连在一起的物体，其角速度和天体同样，其线速度V与r成正比。而对卫星来讲，其线速度VGM/r，即V与r的平方根成反比。由上边分析可知，连续物线速度V与r成正比；小卫星群V2与R成反比。应选A、D。6.【答案】B【分析】由题目可以后出“天链一号卫星”是地球同步卫星，运转速度要小于7.9m/s,而他的地址在赤道上空，高度必定，A错B对。由

2GM可知，C对。由a可知，D错．TR2【答案】BMmg火【分析】观察万有引力定律。星球表面重力等于万有引力，GR2=mg，故火星表面的重力加速度g=M火地2M地R火2=0.4，故B正确。8.【答案】C【分析】“嫦娥一号”绕月球运动，要挣脱地球的引力，因此选项B错；由万有引力得选项C正确；．在绕圆轨道上，卫星作匀速圆周运动，受地球的引力等于受月球的引力。因此选项D错．9.【答案】BCD【分析】“嫦娥一号”在远地址A时的加速度可由GM0mma及GM0mmg0确立，因为轨道是(R1h1)2R12椭圆，在远地址A时的速度没法确立；“嫦娥一号”绕月球运动的周期可由GMmm(R2h2)42GMm确立，月球表面的重力加速度可由mg确立，应选项BCD正R22(R2h2)2T2确。10.【答案】A【分析】由地球对人造卫星的万有引力供给它作匀速圆周运动的向心力，可得Gm1mm(2)2R1，又因为月球对探测器的万有引力供给向心力，可得Gm2mm(2)2R2；联R12TR22T/立两式得T/m1R23=mR321同理，由地球对人造卫星的万有引力供给它作匀速圆周运动的向心力Gm1mmv2R12R1月球对探测器的万有引力供给向心力Gm2mv/2，联立两式得v/2m2R12m=V因此选项A正确1211．【答案】B【分析】测出单摆的周期，即可以算出该星球表面的重力加速度，由T=2πl可得g=42l，摆球遇到gT2的重力可近似看作等于摆球与该星球之间的万有引力，由GMm可得M=gR2mg=，将星球看作球体，则R2GM=ρ·4R3，因此，最后可导出ρ=3l3GRT2因此选项B正确12.【答案】D【分析】因为b、c在同一轨道上运转，故其线速度大小、加速度大小均相等。又b、c轨道半径大于a的轨道半径，由Vbca故A选项错；由加速度2bca选项错。GM/r知，V=V<V,a=GM/r可知a=a<a,故B2b减速时，b遇到的万有引力当c加速时，c遇到的万有引力F<mv/r，故它将偏离原轨道做离心运动；当2c也追不上b，b也等不到c，故C选项错。对这F>mv/r,故它将偏离原轨道做向心运动。因此无论如何一选项，不可以用VGM/r来分析b、c轨道半径的变化状况。对a卫星，当它的轨道半径缓慢减小时，在转动一段较短时间内，可近似以为它的轨道半径未变，视为稳固运转，由VGM/r知，r减小时V逐渐增大，故D选项正确【答案】BC【分析】依据“宇宙膨胀说”，宇宙是由一个大爆炸的火球开始形成的。大爆炸后各星球队即以不一样的速度向外运动，这类学说以为地球离太阳的距离不停增添，即公转半径也不停增添，A选项错。又因为地球以太阳为中心作匀速圆周运动，由GMm=mv22，vGM，当G减小时，R增添时，公转速度慢RRR慢减小。由公式T=2R可知T在增添，应选项B、C正确。v14．【分析】（1）设A、B的轨道半径分别为r1、r2，它们做圆周运动的周期T、角速度ω都同样，依据牛顿运动定律有FAm12r1m22r2即r1m2r2m1A、B之间的距离rr1r2m1m2r1依据万有引力定律FAGm1m2Gm1mm2r2r12得mm23(m1m2)2m1mv2此中v2r1得：m23v3T（2）对可见星A有Gr12m1m2)22Gr1T(m1（3）设m2=nm（n>0），并依据已知条件m1=6ms，及相关数据代入上式得n323.5由数学知识知f(n)n32在n>0是增函数(n6)(n6)n313.5因此必定存在n>2，即m2>2ms，可以判断暗星B可能是黑洞．当n=2时，f(2)6)28(n15.【分析】（1）由题意可知人的质量m=80kg对人分析：850mgma①GMmmg②(Gh)2GMmR2mg③得：h=3R④（2）h为同步卫星的高度，T为地球自转周期GMmm(Rh)(2)2，GMmmg⑤(Rh)2TR2得h3gR2T2R24【分析】（1）在该行星表面处，由G行mg行,有g行G行16m/s2m由万有引力定律：mgGMm2GM/gR2,有R即：R行2M行g地R地2M地g行R行2代入数据解得R地（2）由平抛运动运动的规律：h1g行t2,svt2故sv2h/g行代入数据解得s=5m17.【分析】设神舟七号飞船在椭圆轨道上运转周期为T0，在半径为r的圆轨道上运转周期为T,2(Rr)3依照开