高三名校物理试题（第03期）06 万有引力定律（解析版）含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精专题6万有引力定律(解析版）全国新课标Ⅰ卷有其特定的命题模板,无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。为了给新课标全国卷考区广大师生提供一套专属自己的复习备考资料，物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料.本资料以全国新课标Ⅰ卷考区的最新名校试题为主，借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对全国新课标Ⅰ卷考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排,极限命制。备注：新课标Ⅰ卷专版所选试题和新课标Ⅱ卷专版所选试题不重复，欢迎同时下载使用.一单项选择题：1。【2014·湖南五市十校联考】我国发射的“天宫一号”目标飞行器与发射的“神舟八号”飞船成功进行了第一次无人交会对接。假设对接前“天宫一号”和“神舟八号"绕地球做匀速圆周运动的轨道如图所示，虚线A代表“天宫一号"的轨道，虚线B代表“神舟八号"的轨道，由此可以判断(）A.“天宫一号"的运行速率小于“神舟八号”的运行速率B。“天宫一号”和“神舟八号”的运行速率均大于第一宇宙速度C.“天宫一号”的周期小于“神舟八号”的周期D。“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度【答案】A【解析】试题分析:由万有引力提供向心力得，===ma则得：v=；T=；a=；可知，轨道半径越大，运行速率越小，周期越大，向心加速度越小,故A正确，CD错误；第一宇宙速度是卫星环绕地球做圆周运动最大的运行速度．故“天宫一号"和“神舟八号”的运行速率均小于第一宇宙速度．故B错误．考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系2.【2014·汝城一中11月月考】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形轨道运行的周期为T1,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T1与T2之比为()A。eq\r(pq3）B。eq\r(\f（1,pq3)） C。eq\r(\f(p，q3）） D.eq\r（\f（q3,p））3。【2014·湖南四县一中高三11月联考】最近美国宇航局公布了开普勒探测器最新发现的一个奇特的行星系统,命名为“开普勒—11行星系统”，该系统拥有6颗由岩石和气体构成的行星围绕一颗叫做“kepler—11”的类太阳恒星运行。经观测，其中被称为“kepler—11b”的行星与“kepler—11”之间的距离是地日距离的，“kepler—11”的质量是太阳质量的倍,则“kepler-11b”的公转周期和地球公转周期的比值是：(）A．B．C．D．4。【2014·西工大附中第一次适应性训练】“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A、B两颗均匀球形天体，两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是A．天体A、B的质量一定不相等B．两颗卫星的线速度一定相等C．天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径之比D．天体A、B的密度一定不相等【答案】C【解析】5.【2013·西工大附中第四次适应性训练】星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为该星球的第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是.已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为A．B．C．D．6.【2014·西安铁一中国际合作学校高三11月模拟】我国已成功发射多颗卫星，为实现国人的飞天梦想提供了大量的信息、科技支持.嫦娥一号的成功发射，标志着我国新的航天时代的到来。已知发射的卫星中，卫星A是极地圆形轨道卫星，卫星B是地球同步卫星,二者质量相同，且卫星A的运行周期是卫星B的一半。根据以上相关信息，比较这两颗卫星,下列说法中正确的是A.卫星B离地面较近,卫星A离地面较远B.正常运行时卫星A的线速率比卫星B的线速率大C。卫星A和卫星B由西昌卫星发射中心发射时卫星A比卫星B的发射难度大D。卫星A对地球的观测范围比卫星B的观测范围大7。【2014·西安一中高三第一学期期末试题】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,每个恒星的线速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＝3︰2。则可知(）A．m1、m2做圆周运动的角速度之比为2︰3B．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3︰2C．m1做圆周运动的半径为SKIPIF1<0D．m2做圆周运动的半径为SKIPIF1〈0【答案】C

【解析】

试题分析：因双星系统的周期相同，根据可知双星的角速度相同,故A错误;根据万有引力定律及圆周运动公式可知，同时，故解得、，故C正确、D错误；根据可知，双星的线速度正比于半径之比为2：3，所以B错误；

考点：万有引力定律及应用

8.【2014·西安一中高三第一学期期末试题】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SKIPIF1<0、SKIPIF1<0。则SKIPIF1〈0等于（)9。【2014·新余高三上学期期末质检】科学家并不比常人有太多的身体差异，只是他们善于观察，勤于思考，有更好的发现问题探究问题的毅力。下列规律或定律与对应的科学家叙述正确的是（）A．伽利略与自由落体定律 B．开普勒与万有引力定律C．爱因斯坦与能量守恒定律 D．牛顿与相对论10。【2014·江西稳派名校学术联盟高三调研】2013年12月2日1时30分，由月球车（如图甲）和着陆器组成的嫦娥三号月球探测器从西昌卫星发射中心升空，飞行约18min后，嫦娥三号进入如图乙所示的地月转移轨道AB，A为入口点，B为出口点。嫦娥三号在B点经过近月制动，进入距离月面100公里的环月圆轨道，然后择机在月球虹湾地区实现软着陆，展开月面巡视勘察。已知月球和地球的质量之比约为，图乙中环月圆轨道的半径与地球半径之比约为，地球的第一宇宙速度约为7。9km/s，下列说法正确的是A.嫦娥三号进入地月转移轨道前，在近地圆轨道运行的速度大于7.9km/sB.嫦娥三号在图乙中环月圆轨道上做匀速圆周运动的线速度约为1。8km/sC.携带月球车的着陆器在月球上着陆过程中一定处于失重状态D.由于月球表面重力加速度较小，故月球车在月球上执行巡视探测任务时处于失重状态11.【2013·临川二中、上高二中高三联考】欧洲天文学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住类地行星，命名为“格利斯581c”。该行星的质量约是地球的5倍,直径约是地球的1.5倍，现假设有一艘宇宙飞船临该星球表面附近轨道做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．“格利斯581c”的平均密度比地球平均密度小B．“格利斯581c"表面处的重力加速度小于9.8m/s2C．飞船在“格利斯581c"表面附近运行时的速度小于7.9km/sD．飞船在“格利斯581c”表面附近运行时的周期要比绕地球表面运行的周期小【答案】D【解析】试题分析：A、密度公式ρ＝得ρ∝，所以“格利斯518c"的平均密度大于地球平均密度．故A错误；由mg＝得：g＝∝得12。【2014·吉安白鹭洲高三上学期期中考试】地球赤道地面上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略）所受的向心力为F2，向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2；地球同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3；地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等,则下列结论正确的是（)A．F1＝F2＞F3 B．a1＝a2＝g＞a3C．v1＝v2＝v＞v3 D．ω1＝ω3＜ω2，又据可知环绕半径越大则万有引力越小，则故A选项错误。考点：本题考查对万有引力定律的应用。13。【2014·桑植一中高三联考】“嫦娥一号"是我国首次发射的探月卫星,它在距月球表面高度为200km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟。已知引力常量G=6。67×10—11N·m2/kg2，月球半径约为1。74×103km。利用以上数据估算月球的质量约为(）A．8。1×1010kgB．7.4×1013kgC．5.4×1019kgD．7.4×1022kg14。【2013·湖南怀化高三期末】2012年6月16日18时37分,神舟九号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。2012年6月18日11时左右转入自主控制飞行，14时左右与天宫一号实施自动交会对接.这是中国实施的首次载人空间交会对接。开始对接前，天宫一号在高轨道绕地球做匀速圆周运动，神舟九号飞船在低轨道以7。9㎞/s的速度绕地球做匀速圆周运动。要实现成功对接以下说法正确的是A.“天宫一号”在停泊点对地的速度一定为零B。“神舟九号飞船"的运行周期是1小时C。“神舟九号飞船”先加速再减速才可能与“天宫一号”对接D.“神舟九号飞船”返回过程中满足机械能守恒15。【2014·怀化高三第一次调研】万有引力定律和库仑定律都遵循距离平方反比规律，在处理有关问题时可以将它们进行类比。例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度,其定义式为E＝F/q,F、q为检验点电荷受到的电场力和电量。在引力场中也可以有一个类似的物理量来反映各点引力场的强弱,设地球质量为M，半径为R，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G,如果一个质量为m的物体位于距离地心2R处的某点，则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是A． B． C． D．二多选题：16。【2013·西安一中第一学期期末考试题】假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动,则下列物理量变化正确的是()A．地球的向心力变为缩小前的一半B．地球的向心力变为缩小前的eq\f（1,16）C．地球绕太阳公转周期与缩小前的相同D．地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半17.【2014·山西高三四校联考】气象卫星是用来拍摄云层照片，观测气象资料和测量气象数据的.我国先后自行成功研制和发射了“风云Ⅰ号”和“风云Ⅱ号”两颗气象卫星，“风云Ⅰ号"卫星轨道与赤道平面垂直并且通过两极,称为“极地圆轨道”，每12h巡视地球一周。“风云Ⅱ号"气象卫星轨道平面在赤道平面内，称为“地球同步轨道”,每24h巡视地球一周，则“风云Ⅰ号”卫星比“风云Ⅱ号”卫星A．发射速度小B．线速度大C．万有引力小D．向心加速度大18.【2013·山西沂州一中高三联考】一行星绕恒星作圆周运动.由天文观测可得，其运动周期为T，速度为v，引力常量为G,则A．恒星的质量为

B．行星的质量为C．行星运动的轨道半径为D．行星运动的加速度为19.【2014·太原五中12月高三月考】随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想；假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点.已知月球的半径为R，万有引力常量为G,则下列说法正确的是：A.月球表面的重力加速度为v0/tB.月球的质量为C。宇航员在月球表面获得的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动D。宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为考点：竖直上抛运动万有引力定律牛顿第二定律

20。【2014·新余高三上学期期末质检】某同学画出“天宫一号"和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的假想图如图所示，A代表“天宫一号"，B代表“神舟八号"，虚线为各自的轨道。由此假想图，可以判定下列选项错误的是（）

A．“天宫一号"的运行速率大于“神舟八号”的运行速率

B．“天宫一号”的周期小于“神舟八号”的周期

C．“天宫一号"的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度

D．“神舟八号”适度加速有可能与“天宫一号"实现对接21.【2013·景德镇高三第二次质检】一宇宙飞船沿椭圆轨道Ⅰ绕地球运行，机械能为E,通过远地点P时，速度为v,加速度大小为a,如图所示，当飞船运动到P时实施变轨，转到圆形轨道Ⅱ上运行，则飞船在轨道Ⅱ上运行时（)．A．速度大于v B．加速度大小为aC．机械能等于E D．机械能大于E【答案】ABD【解析】试题分析：当飞船运动到P时要加速实施变轨，所以速度大于v，AD正确;根据万有引力定律，加速度由飞船到地球的距离决定，所以加速度大小均为a，B选项正确。考点：ABD22.【2014·桑植一中高三联考】2011年，我国计划在酒泉卫星发射中心用“长征二号F”运载火箭将“神舟八号卫星”送入太空预定轨道．卫星的运动轨道为一椭圆，如图所示,地球的球心位于该椭圆的一个焦点上，A、两点分别是卫星运行轨道上的近地点和远地点．若A点在地面附近，且卫星所受阻力可以忽略不计，则（）A．运动到B点时其速率可能等于7．9km/sB．运动到A点时其速率一定大于7．9km/sC．若要卫星在B点所在的高度做匀速圆周运动，需在B点加速 D．若要卫星在点所在的高度做匀速圆周运动，需在点加速23.【2014·吉林一中高三11月月考】1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元．“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M和远地点N的高度分别为439km和2384km,则 （）A．卫星在N点的速度小于7．9km/sB．卫星在N点的速度大于7．9km/sC．卫星在M点的加速度大于N点的加速度D．卫星在N点若再适当加速则可进入过N点的圆轨道运行【答案】ACD

【解析】

试题分析：7．9km/s是最小的发射速度，但是最大的环绕速度，所以卫星在N点的速度小于7．9km/s，A正确，B错误;卫星的加速度是由万有引力提供的,与地球的距离越大万有引力越小，加速度越小，所以M点的加速度大于N点的加速度，C正确；卫星在N点时做近心运动，，要满足两者相等做圆周运动，可以适当加速,D正确。考点：本题考查了万有引力定律和圆周运动

24.【2014·吉林一中高三11月月考】我国“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空,并获得了圆满成功．发射的大致过程是：先将卫星送入绕地椭圆轨道，再点火加速运动至月球附近被月球“俘获”而进入较大的绕月椭圆轨道，又经三次点火制动“刹车"后进入近月圆轨道，在近月圆轨道上绕月运行的周期是118分钟．又知月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度（g=10m/s2）的1/6．则 （） A．仅凭上述信息及数据能算出月球的半径 B．仅凭上述信息及数据能算出月球上的第一宇宙速度 C．仅凭上述信息及数据能算出月球的质量和密度 D．卫星沿绕地椭圆轨道运行时,卫星上的仪器处于完全失重状态三计算题:25.【2014·怀