高三名校物理试题（第04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.专题6万有引力定律(解析版)一、单项选择题：1。【2013·新洲一中等三校高三联考】北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。“北斗"系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动,轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，如图所示。若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力.以下判断中正确的是（）A．这两颗卫星的向心加速度大小相等,均为B．卫星l由位置A运动至位置B所需的时间为C．如果使卫星l加速，它就一定能追上卫星2D。如果卫星2减速,就一定能够与1对接接,C、D错误.

考点：本题考查了万有引力与卫星问题。

2.【2013·武汉武昌区高三期末调研】以下叙述正确的是A．库仑在前人工作的基础上，通过定量实验研究，确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律B．电流通过导体产生的热量与电流、导体电阻和通电时间的规律是由欧姆最先发现的C．最先通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因的是牛顿D．万有引力定律是由开普勒发现的3。【2013·黄冈高三上学期期末考试】2012年10月，美国耶鲁大学的研究人员发现一颗完全由钻石组成的星球，通过观测发现该星球的半径是地球的2倍，质量是地球的8倍，假设该星球有一颗近地卫星,下列说法正确的是A．该星球的密度是地球密度的2倍B．该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍C．该星球的近地卫星周期跟地球的近地卫星周期相等D．该星球近地卫星的速度是地球近地卫星速度的4倍考点：本题考查万有引力定律.4。【2014·河南周口中英文学校高三月考】某星球与地球的质量比为a，半径比为b，则该行星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为A．a/b B．a/b2 C．ab2 D．ab【答案】B【解析】试题分析：若不考虑星球自转的影响,根据万有引力定律可得：,得,则．故B正确．

考点：万有引力定律的应用。5。【2014·河南周口中英文学校高三月考】下列说法正确的是A．牛顿发现万有引力定律并精确测出了引力常量B．哥白尼提出日心说，认为行星以椭圆轨道绕太阳运行C．牛顿在归纳总结了伽利略、笛卡尔等科学家结论的基础上，得出了牛顿第一定律D．亚里士多德提出了力是改变物体运动状态的原因【答案】C【解析】试题分析：牛顿发现万有引力定律,卡文迪许通过扭秤实验精确测出了引力常量；哥白尼提出日心说，认为太阳是宇宙的中心；牛顿在归纳总结了伽利略、笛卡尔等科学家结论的基础上，得出了牛顿第一定律；亚里士多德提出了力是使物体运动的原因。选项C正确。考点：物理学史。6.【2014·郑州高三第一次质量预测】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，速度大小减小为原来的，则变轨前后卫星的A．向心加速度大小之比为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1：27。【2014·河南实验中学高三上学期物理】了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和思考,往往比掌握知识本身更重要。以下符合史实的是（)A．伽利略在研究自由落体运动时采用了微量放大的方法B．开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了万有引力定律C．卡文迪许利用扭秤装置测定了引力常量的数值D．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动8.【2013·南阳五校高三联谊】一同学为探月宇航员估算环绕月球做匀速圆周运动的卫星的最小周期，想出了一种方法：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度为h，假设物体只受月球引力作用，又已知该月球的直径为d，则卫星绕月球做圆周运动的最小周期为（）A．B．C．D．9.【2014·开封高三第一次模拟】哈勃望远镜被称作足人类观察宇宙的眼睛．在l990年4月25日哈勃天文望远镜被科学家送上距地球表面约600km的高空．使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展．假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行．已知地球半径为6．4×m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3．6×这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期．以下数据中．最接近其运行周期的是A．0。6小时B。1。6小时C.4。0小时D。24小时【答案】B

【解析】

试题分析：不管是哈勃望远镜还是地球同步卫星，都是依靠地球对他们的万有引力提供向心力，即，周期，所以哈勃望远镜和同步卫星的周期比，整理可得,选项B对.

考点:万有引力与航天

10。【2014·长葛市第三实验高中第三次考试】关于同步卫星(它相对于地面静止不动），下列说法中不正确的是（ )。（A)它一定在赤道上空(B）同步卫星的高度和速率是确定的值(C）它运行的线速度一定小于第一宇宙速度（D）它运行的线速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间11.【2014·唐山高三12份月考】已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6。6倍．一飞行器绕地球做匀速圆周运动的周期为3小时.若地球半径为R，则该飞行器绕地心飞行的轨道半径最接近（)A．0.83RB．1。7RC．1。9RD．3.3R【答案】B【解析】试题分析：将开普勒第三定律用到地球系统，所有的卫星的轨道半径的三次方与公转周期的平方的比值都相等，故：，解得：故选：B．考点：开普勒第三定律。12。【2014·河北冀州中学高三期中考试】物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步.关于物理学发展过程中的认识，下列说法不正确的是（）A．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证B．开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础C．由于牛顿在万有引力定律方面的杰出成就，所以被称为能“称量地球质量"的人D．19世纪40年代前后,不同国家、不同领域的十几位科学家，以不同的方式，各自独立地提出能量守恒定律，其中,迈尔、焦耳、亥姆霍兹的工作最有成效13.【2014·河北冀州中学高三期中考试】太阳围绕银河系中心的运动可视为匀速圆周运动,其运动速度约为地球公转速度的7倍,轨道半径约为地球公转轨道半径的2×109倍，为了粗略估算银河系中恒星的数目，可认为银河系中所有恒星的质量都集中在银河系中心，且银河系中恒星的平均质量约等于太阳质量，则银河系中恒星数目约为（)A．109 B．1011 C．1013 D．1015二、多选题、14.【2013·武汉武昌区高三期末调研】假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法，正确的是A．飞船在轨道I上运动时的机械能大于在轨道II上运动时的机械能B．飞船在轨道II上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度C．飞船在轨道III上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道II上运动到P点时的加速度D．飞船绕火星在轨道I上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以轨道I同样的轨道半径运动的周期相同15.【2013·黄梅一中高三理综测试】A．火卫一的质量 B．火星的质量C．火卫一的绕行速度 16。【2013·黄梅一中高三适应训练】2012年6月18日，神舟九号飞船与天官一号目标发生器在离地面343km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气。下列说法正确的是(）A．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B．如不加干预,在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C．如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低D．航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用17。【2014·河南中原名校上学期联考】我国发射的探月卫星有一类为绕月极地卫星。利用该卫星可对月球进行成像探测。如图8所示，设卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面的高度为H，绕行周期为TM；月球绕地球公转的周期为TE，公转轨道半径为R0；地球半径为RE，月球半径为RM.忽略地球引力、太阳引力对绕月卫星的影响，则下列说法正确的是A．月球与地球的质量之比为B．若光速为C，信号从卫星传输到地面所用时间为C．由开普勒第三定律可得＝D．由开普勒第三定律可得＝18.【2014·长葛市第三实验高中第三次考试】以下关于宇宙速度的说法中正确的是( ).(A)第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度（B）第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最小速度（C）人造地球卫星运行时的速度一定小于第二宇宙速度(D)地球上的物体无论具有多大的速度都不可能脱离太阳的束缚19。【2014·河南实验中学高三上学期物理】如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨1然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3，轨道1和2相切于Q点,轨道2和3相切于P点，设卫星在1轨道和3轨道正常运行的速度和加速度分别为v1、v3和a1、a3,在2轨道经过P点时的速度和加速度为v2和a2,且当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时周期分别为T1、T2、T3，以下说法正确的是（）A．v1〉v3〉v2B．v1〉v2〉v3C．a1〉a2>a3D．T1<T2〈T320。【2013·黄冈高三6月适应考试】设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间为t。登月后,宇航员利用身边的弹簧秤测出质量为m的物体重力为G1.已知引力常量为G,根据以上信息可得到（）A。月球的密度 B.飞船的质量C.月球的第一宇宙速度 D。月球的自转周期21.【2014·河南实验中学高三上学期物理】根据观察,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.下列判断正确的是：(）A.若v与R成反比，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成正比，则环为连续物D。若v2与R成反比，则环为小卫星群22.【2014·河北冀州中学高三期中考试】如图所示，如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为θ1，金星转过的角度为θ2(θ1、θ2均为锐角)，则由此条件可求得（)A．水星和金星绕太阳运动的周期之比B．水星和金星的密度之比C．水星和金星到太阳中心的距离之比D．水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比23。【2014·河北冀州中学高三期中考试】最近我国连续发射了多颗“北斗一号”导航定位卫星,预示着我国通讯技术的不断提高.该卫星处于地球的同步轨道，假设其离地高度为h，地球半径为R，地面附近重力加速度为g,则有（）A．该卫星运行周期为24hB．该卫星所在处的重力加速度是C．该卫星周期与近地卫星周期之比是D．该卫星运动动能是24.【2013·保定高三上学期调研】北京时间2012年2月25日凌晨O时12分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，将第十一颗“北斗”导航卫星成功送入太空预定转移轨道，这是一颗地球静止轨道卫星.“北斗”导航卫星定位系统由静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成,中轨道卫星轨道半径约为27900公里，静止轨道卫星的半径约为42400A.静止轨道卫星的向心加速度比中轨道卫星向心加速度小B.静止轨道卫星和中轨道卫星的线速度均大于地球的第一宇宙速度C。中轨道卫星的周期约为12.7hD.地球赤道上随地球自转物体的向心加速度比静止轨道卫星向心加速度大25。【2014·衡水高三第四次调研】中国首颗月球探测卫星“嫦娥一号”简化后的路线示意图如图所示．卫星由地面发射后,先经过地面发射轨道进入地球附近的停泊轨道做匀速圆周运动;然后从停泊轨道经过调控进入地月转移轨道；到达月球附近时,再次调控进入工作轨道做匀速圆周运动．这时卫星将开始对月球进行探测．已知地球与月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道与工作轨道的轨道半径之比为b．则下列说法中正确的是（）A．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为B．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为C．卫星在停泊轨道运行的速度小于地球的第一宇宙速度D．卫星从停泊轨道调控进入地月转移轨道过程卫星机械能守恒【答案】AC【解析】试题分析:卫星圆周运动的向心力由万有引力提供，则，,可知A对B错；地球的第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，是地球卫星的最大运行速度，故C对；卫星从停泊轨道进入地月转移轨道过程中有其他形式的能量转化为机械能，机械能不守恒，D错.考点：万有引力定律及其应用、环绕速度三、计算题：26.【2014·唐山高三12份月考】天文工作者观测到某行星的半径为R1，自转周期为T1,它有一颗卫星，轨道半径为R2，绕行星公转周期为T2。若万有引力常量为G，求：（1)该行星的平均密度；（2）要在此行星的赤道上发射一颗质量为m的近地人造卫星，使其轨道平面与行星的赤道平面重合，且设行星上无气体阻力，则对卫星至少应做多少功?27.【2014·河南周口中英文学校高三月考】“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似圆周,距月球表面的高度为H,飞行周期为T,月球的半径为R，万有引力常量为G，假设宇航员在飞船上,飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲，在最低点附近作半径为r的圆周运动,宇航员质量是m,飞船经过最低点时的速度是v；。求：（1）月球的质量M是多大?(2)经过最低点时，座位对宇航员的作用力F是多大？28。【2014·武汉新洲区高三期末检测】（13分)2013年12月2日1时30分我国发