物理-万有引力定律

一、选择题1．【2017·广西省桂林市第十八中学高三第二次月考】关于人造卫星和宇宙飞船，下列说法正确的是（）A．如果知道人造卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力常量，就可以算出地球质量B．两颗人造卫星，不管它们的质量、形状差别有多大，只要它们的运行速度相等，它们的周期就相等C．原来在同一轨道上沿同一方向运转的人造卫星一前一后，若要后一个卫星追上前一个卫星并发生碰撞，只要将后面一个卫星速率增大一些即可D．一艘绕地球运转的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受到的万有引力减小，飞船将做离心运动偏离原轨道【答案】AB2.【2017·广西省桂林市桂林中学高三10月月考】关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是A.开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B.开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C.开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D.开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律【答案】B【解析】开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，选项A错误，B正确；开普勒总结出了行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律，找出了行星按照这些规律运动的原因，选项CD错误；故选B.4.【2017·贵州省凯里市第一中学高三上学期第四次模拟】研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比A．线速度变小B．角速度变大C．向心加速度变小D．距地面的高度变大【答案】ACD6.【2017·黑龙江省哈师大附中高三上学期第二次月考】有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有()A．a的向心加速度等于重力加速度gB．c在4h内转过的圆心角是C．b在相同时间内转过的弧长最长D．d的运动周期有可能是20h【答案】C7.【2017·黑龙江省哈师大附中高三上学期第二次月考】我国于2013年12月发射了“嫦娥三号”卫星，该卫星在距月球表面H处的环月轨道I上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；随后嫦娥三号在该轨道上A点采取措施，降至近月点高度为h的椭圆轨道II上，如图所示．若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则下述判断正确的是（）A．月球的质量为B．月球的第一宇宙速度为C．“嫦娥三号”在环月轨道I上需加速才能降至椭圆轨道IID．王跃以在地球上相同的初速度在火星上起跳后，能达到的最大高度是【答案】AD14.【2017·湖南省衡阳市第八中学高三上学期第二次月考】经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”．“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1：m2=2：3，下列说法中正确的是A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3:2B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3:2C．m1做圆周运动的半径为2L/5D．m2做圆周运动的半径为2L/5【答案】AD15.【2017·湖南省衡阳市第八中学高三上学期第三次月考】a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星，其中a、c的轨道相交于P，b、d均为同步卫星，b、c轨道在同一平面上，某时刻四颗卫星的运行方向以及位置如图所示，下列说法中正确的是A．a、c的加速度大小相等，且小于b的加速度B．a、c的线速度大小相等，且大于第一宇宙速度C．b、d的角速度大小相等，且小于a的角速度D．a、c存在在P点相撞的危险【答案】C考点：考查了万有引力定律的应用16.【2017·湖南省衡阳市第八中学高三实验班第一次质检】为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1．总质量为m1．随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则A．X星球的质量为B．X星球表面的重力加速度为C．登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为D．登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为【答案】AD【解析】研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力列出等式：，解得：，故A正确．根据圆周运动知识，只能表示在半径为r1的圆轨道上的向心加速度，而不等于X星球表面的重力加速度，B错误．研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向力，列出得出：，所以登舱r1与r2轨道上运行的速度大小比为，故C错误．根据开普勒行星运动定律可知，则，即，选项D正确；故选AD.17.【2017·江苏省启东中学高三上学期第一次月考】一颗卫星绕地球沿椭圆轨道运动，A、B是卫星运动的远地点和近地点．下列说法中正确的是（）A．卫星在A点的角速度大于B点的角速度BBAB．卫星在A点的加速度小于B点的加速度C．卫星由A运动到B过程中动能减小，势能增加D．卫星由A运动到B过程中引力做正功，机械能增大【答案】B18.【2017·江苏省启东中学高三上学期第一次月考】一颗科学资源探测卫星的圆轨道经过地球两极上空，运动周期为T=1.5小时，某时刻卫星经过赤道上A城市上空，已知：地球自转周期T0（24小时）、卫星绕地球轨道半径r和万有引力常量为G，根据上述条件（）A．可以计算地球的质量B．可以计算地球半径C．可以计算地球表面重力加速度D．可以断定，再经过24小时卫星第二次到达A城市上空【答案】AD19.【2017·江西省吉安市第一中学高三上学期第一次段考】我国的“天链一号”卫星是地球同步卫星，可为中低轨道卫星提供数据通讯，如图为“天链一号”卫星a、赤道平面内的低轨道卫星b、地球的位置关系示意图，O为地心，地球相对卫星的张角分别为和（图中未标出），卫星a的轨道半径是b的4倍，已知卫星绕地球同向运行，卫星a的周期为T，在运行过程中由于地球的遮挡，卫星b会进入卫星a通讯的盲区，卫星间的通讯信号视为沿直线传播，信号传输时间可忽略，下列分析正确的是（）A．卫星的速度之比为B．卫星b的周期为C．卫星b每次在盲区运行的时间D．卫星b每次在盲区运行的时间【答案】BC22.【2017·山东省寿光现代中学高三10月月考】我国自主研发的“北斗卫星导航系统”是由多颗卫星组成的，其中有5颗地球同步卫星，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，如图所，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则（）A．该卫星的发射速度必定大于B．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度小于C．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的动能小于在Q点的动能D．在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道Ⅰ上的运行周期【答案】BD23.【2017·山东省潍坊中学高三上学期第一次月考】已知地球半径为R，静置于赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a；地球同步卫星作匀速圆周运动的轨道半径为r，向心加速度为，引力常量为G，以下结论正确的是A．地球质量B．地球质量C．向心加速度之比D．向心加速度之比【答案】A【解析】地球赤道上的物体随地球自转时有：，解得：，地球的同步卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有：，解得：，A正确B错误；地球赤道上的物体与同步卫星的角速度相等，根据知，，CD错误26.【2017·河南省洛阳市高三期中考试】2013年12月14日嫦娥三号探测器成功软着陆于月球雨海西北部，假设嫦娥三号先沿距月球表面高度为3R的圆形轨道I运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道的近月点B时再次点火进人月球近月轨道III绕月球做圆周运动，如图所示。已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g。则嫦娥三号A．在轨道I上运行的角速度为B．在轨道II上运行的周期大于在轨道I上运动的周期C．在轨道II上经过A点时的加速度小于在轨道I经过A点时的加速度D．在轨道I上经过A点时的速度小于在轨道Ⅲ经过B点【答案】AD30.【2017·吉林省长春市高三质量检测】2016年2月11日,美国科学家宣布探测到引力波,证实了爱因斯坦100年前的预测,弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”.双星的运动是产生引力波的来源之一,假设宇宙中有一双星系统由a、b两颗星体组成,这两颗星绕它们连线的某一点在万有引力作用下作匀速圆周运动,测得a星的周期为T,a、b两颗星的距离为l、a、b两颗星的轨道半径之差为∆r，(a星的轨道半径大于b星的),则(

)A、b星的周期为B.a星的线速度大小为C、a、b两颗星的半径之比为D、a、b两颗星的质量之比为【答案】B【解析】a、b两颗星体是围绕同一点绕行的双星系统，故周期T相同，选项A错误。由，得，。所以,选项C错误；a星体的线速度,选项B正确；由，得，选项D错误；故选B.31.【2017·河南省开封市高三上学期定位考试】随着我国探月三步走计