（浙江专用）高考物理大一轮总复习 配套三真题突破全解全析 专题五 万有引力定律

专题五万有引力定律高考试题考点一万有引力定律及其应用★★★★1.(年浙江理综,18,6分)如图所示,三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上,设地球质量为M,半径为R.下列说法正确的是()A.地球对一颗卫星的引力大小为B.一颗卫星对地球的引力大小为C.两颗卫星之间的引力大小为D.三颗卫星对地球引力的合力大小为2.(年广东理综,14,4分)如图,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.甲的向心加速度比乙的小B.甲的运行周期比乙的小C.甲的角速度比乙的大 D.甲的线速度比乙的大3.(年福建理综,13,6分)设太阳质量为M,某行星绕太阳公转周期为T,轨道可视作半径为r的圆.已知万有引力常量为G,则描述该行星运动的上述物理量满足()A.GM= B.GM=C.GM= D.GM=4.(年江苏卷,1,3分)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知()A.太阳位于木星运行轨道的中心B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积5.(年大纲全国卷,18,6分)“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1.74×103A.8.1×1010kg B.7.4C.5.4×1019kg D.7.46.(年山东理综,20,5分)双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动.研究发现,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化.若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后,两星总质量变为原来的k倍,两星之间的距离变为原来的n倍,则此时圆周运动的周期为()A.T B.TC.T D.T7.(年四川理综,4,6分)迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住,绕恒星“Gliese581”运行的行星“Gl581c”却很值得我们期待.该行星的温度在0℃到40℃之间、质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日.“GlieseA.在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同B.如果人到了该行星,其体重是地球上的2倍C.该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的倍D.由于该行星公转速率比地球大,地球上的米尺如果被带上该行星,其长度一定会变短8.(年浙江理综,15,6分)如图所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带,假设该带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动.下列说法正确的是()A.太阳对各小行星的引力相同B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值9.(年重庆理综,18,6分)冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统,质量比约为7∶1,同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动.由此可知,冥王星绕O点运动的()A.轨道半径约为卡戎的B.角速度大小约为卡戎的C.线速度大小约为卡戎的7倍D.向心力大小约为卡戎的7倍10.(年福建理综,16,6分)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.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. B. C. D.11.(年重庆理综,21,6分)某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆.每过N年,该行星会运行到日地连线的延长线上,如图所示.该行星与地球的公转半径之比为()A. B.C. D.12.(年广东理综,20,6分)已知地球质量为M,半径为R,自转周期为T,地球同步卫星质量为m,引力常量为G.有关同步卫星,下列表述正确的是()A.卫星距地面的高度为B.卫星的运行速度小于第一宇宙速度C.卫星运行时受到的向心力大小为GD.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度13.(年新课标全国理综,20,6分)太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道.下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像.图中坐标系的横轴是lg(T/T0),纵轴是lg(R/R0);这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径.下列4幅图中正确的是()14.(年天津理综,9(1),4分)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行,标志着我国探月工程的第一阶段己经完成.设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动,它距月球表面的高度为h,已知月球的质量为M、半径为R,引力常量为G,则卫星绕月球运动的向心加速度a=,线速度v=.

考点二宇宙速度、人造地球卫星及卫星的发射与变轨问题★★★★1.(年新课标全国卷Ⅰ,20,6分)年6月18日,神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面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2.(年新课标全国卷Ⅱ,20,6分)目前,在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转,其中一些卫星的轨道可近似为圆,且轨道半径逐渐变小.若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中,只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用,则下列判断正确的是()A.卫星的动能逐渐减小B.由于地球引力做正功,引力势能一定减小C.由于气体阻力做负功,地球引力做正功,机械能保持不变D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小3.(年安徽理综,17,6分)质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时,引力势能可表示为Ep=-,其中G为引力常量,M为地球质量.该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极稀薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2,此过程中因摩擦而产生的热量为()A.GMmB.GMmC.D.4.(年北京理综,18,6分)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5.(年安徽理综,14,6分)我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前,“天宫一号”的运行轨道高度为350km,“神舟八号”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“神舟八号”速度大B.“天宫一号”比“神舟八号”周期长C.“天宫一号”比“神舟八号”角速度大D.“天宫一号”比“神舟八号”加速度大6.(年四川理综,15,6分)今年4月30日,西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星,其轨道半径为2.8×107m.它与另一颗同质量的同步轨道卫星(轨道半径为4.2×A.向心力较小B.动能较大C.发射速度都是第一宇宙速度D.角速度较小7.(年山东理综,15,5分)年11月3日,“神舟八号”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“神舟九号”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v1、v2.则等于()A. B. C. D.8.(年天津理综,3,6分)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,不考虑卫星质量的变化,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∶29.(年北京理综,15,6分)由于通信和广播等方面的需要,许多国家发射了地球同步轨道卫星,这些卫星的()A.质量可以不同 B.轨道半径可以不同C.轨道平面可以不同 D.速率可以不同10.(年新课标全国理综,19,6分)卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送.如果你与同学在地面上用卫星电话通话,则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能用到的数据:月球绕地球运动的轨道半径约为3.8×105km,运行周期约为27天,地球半径约为6400km,无线电信号的传播速度为3×A.0.1s B.0.25s C.0.5s D.1s11.(年山东理综,17,4分)甲、乙为两颗地球卫星,其中甲为地球同步卫星,乙的运行高度低于甲的运行高度,两卫星轨道均可视为圆轨道.以下判断正确的是()A.甲的周期大于乙的周期B.乙的速度大于第一宇宙速度C.甲的加速度小于乙的加速度D.甲在运行时能经过北极的正上方模拟试题考点一万有引力定律及其应用1.(安徽蚌埠质量检测)“瑞安中学星”是以我国中学为名命名的小行星.它沿着一个近似圆形的轨道围绕太阳运行,轨道半径长约为3.2天文单位(一个天文单位为太阳和地球间的平均距离),则“瑞安中学星”绕太阳运行一周的时间约为()A.1年 B.3.2年C.5.7年 D.6.4年2.(金华、丽水、衢州十二校联考)地月系统的“第一拉格朗日点”处于地月连线上偏向月球一侧,是登月必经之路,非常适合建设登月中转和补给站.我国的著名科学家钱学森就曾经提出要加大对该点的关注力度,因为它今后必将成为“太空高速路”的连接点.在该点,物体绕地球做圆周运动的轨道周期与月球绕地球做圆周运动的轨道周期相同,则在该点()A.物体的线速度大于月球的线速度B.物体的角速度大于月球的角速度C.物体的向心加速度大于月球的向心加速度D.地球对物体的引力大于月球对物体的引力3.(台州高三年级调考试题)已知万有引力常量,下列说法正确的是()A.已知地球半径和地球自转周期,可估算出地球质量B.已知地球半径和地球表面的重力加速度,可估算出地球质量C.已知太阳半径和地球绕太阳公转的周期,可估算出太阳质量D.已知地球与太阳中心之间的距离和地球绕太阳公转的周期,可估算出太阳质量4.(浙江六校联考)某同学在研究性学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如表中所示:地球半径R=6400km月球半径r=1740km地球表面重力加速度g0=9.80m/s2月球表面重力加速度g′=1.56m/s2月球绕地球转动的线速度v=1km/s月球绕地球转动周期T=27.3天光速c=2.998×105用激光器向月球表面发射激光光束,经过约t=2.565s接收到从月球表面反射回来的激光信号利用这些数据来计算地球表面与月球表面之间的距离s,则下列运算公式中错误的是()A.c· B.-R-rC.-R-r D.-R-r5.(安徽师大附中、安庆一中联考)如图所示,某极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道),若已知该卫星从地球上北纬30°的正上方,按图示方向第一次运行至南纬60°正上方时所用时间为t,地球半径为R(地球可看作均匀球体),地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,由以上条件无法求出的物理量是()A.卫星运动的周期 B.卫星所受的向心力C.地球的质量 D.卫星距离地面的高度6.(安徽合肥一中模拟)已知万有引力常量G,地球半径R,月球球心和地球球心之间的距离r,同步卫星距地面的高度为h,月球绕地球的运转周期T1,地球的自转周期T2,地球表面的重力加速度g,则关于地球质量M的表达式不正确的是()A.M= B.M=C.M= D.M=7.(安徽淮南模拟)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的运行轨道可近似为圆形轨道,距月球表面高度分别为h1和h2,运动的向心加速度分别是a1和a2,运动周期分别为T1和T2.已知月球半径为R,则a1和a2的比值及T1和T2的比值分别为()A.=,= B.=,=C.=,= D.=,=8.(广东江门模拟)火星的质量和半径分别约为地球的0.1倍和0.5倍,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()A.0.2gC.2.5g D.5g考点二宇宙速度、人造地球卫星及卫星的发射与变轨问题9.(安徽江南十校联考)年10月25日,我国第16颗北斗导航卫星升空,北斗卫星导航系统是继美GPS和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统.这些卫星含有中地球轨道卫星、地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星.其中地球静止轨道卫星是位于赤道上空的同步卫星,倾斜地球同步轨道卫星的轨道平面与赤道平面有一定的夹角,其周期与地球自转周期相同.则以下关于倾斜地球同步轨道卫星的说法正确的是()A.它的轨道髙度比位于赤道上空的同步卫星的轨道高度低B.它的运行速度比位于赤道上空的同步卫星的运行速度大C.它的向心加速度大小和位于赤道上空的同步卫星的向心加速度大小相等D.该卫星始终位于地球表面某个点的正上方10.(四川成都诊断性监测)我国自主研发的“北斗二号”地球卫星导航系统是中国人的骄傲,此系统由中轨道、高轨道和同步卫星,可将定位精度提高到“厘米”级.已知三种卫星中,中轨道卫星离地面最近,同步卫星离地面最远,则下列说法正确的是()A.中轨道卫星的线速度小于高轨道卫星的线速度B.中轨道卫星的角速度小于高轨道卫星的角速度C.高轨道卫星的向心加速度小于同步卫星的向心加速度D.若一周期为8h的中轨道卫星t时刻在某同步卫星正下方,则(t+24h)时刻仍在该同步卫星正下方11.(舟山高三第三次联考)按照我国整个月球探测活动的计划,在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后,将开展第二步“落月”工程.假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0,飞船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.点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ(半径为R)绕月球做圆周运动.下列判断正确的是()A.飞船在轨道Ⅰ上的运行速率v=B.飞船在A点处点火时,目的使飞船动能增加进入Ⅱ轨道C.飞船从A到B运行的过程中处于完全失重状态D.飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间T=2π12.(重庆石柱中学模拟)年11月初,我国“神舟八号”飞船成功发射并与“天宫一号”目标飞行器顺利对接.若“神舟八号”变轨前后均可看做匀速圆周运动,则“神舟八号”从低轨道变轨到高轨道与“天宫一号”对接前后,下列说法正确的是()A.“神舟八号”应向后喷气B.“神舟八号”应向前喷气C.变轨后“神舟八号”运行速度增大D.变轨后“神舟八号”运行周期变小13.(淮北一模)如图所示a是地球赤道上的一点,t=0时刻在a的正上空有b、c、d三颗轨道均位于赤道平面的地球卫星,这些卫星绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球自转方向(顺时针转动)相同,其中c是地球同步卫星.设卫星b绕地球运行的周期为T,则在t=T时刻这些卫星相对a的位置最接近实际的是()14.(浙江省名校第一次联考)年,我国将第十六颗北斗卫星“北斗G6”送入太空,并定点于地球静止轨道东经110.5°.其定位精度优于20m,授时精度优于100ns.关于这颗“北斗G6”卫星以下说法中正确的有()A.这颗卫星轨道平面与东经110.5°的经线平面重合B.通过地面控制可以将这颗卫星定点于杭州正上方C.这颗卫星的线速度大小比离地350千米的“天宫一号”空间站线速度要大D.这颗卫星的周期一定等于地球自转周期15.(长春一模)我国发射的首个目标飞行器“天宫一号”,在高度约343km的近圆轨道上运行,等待与“神舟八号”飞船进行对接.“神舟八号”飞船发射后经变轨调整后到达距“天宫一号”后下方距地高度约为330km的近圆稳定轨道.图为二者对接前在各自稳定圆周轨道上运行的示意图.二者运行方向相同,视为做匀速圆周运动,下列说法中正确的是()A.为使“神舟八号”与“天宫一号”对接,可在当前轨道位置对“神舟八号”适当加速B.“天宫一号”所在处的重力加速度比“神舟八号”大C.“天宫一号”在发射入轨后的椭圆轨道运行阶段,近地点的速度大于远地点的速度D.在“天宫一号”内,太空健身器、体重计、温度计都可以正常使用16.(湛江模拟)如图所示是“嫦娥二号”奔月的轨道示意图,其绕月轨道距离月球表面的高度为100km,则下列说法正确的是()A.“嫦娥二号”的发射速度大于第二宇宙速度B.在绕月轨道上,“嫦娥二号”的周期与其本身质量无关C.在绕月轨道上,“嫦娥二号”的速度与其本身质量有关D.在绕月轨道上,“嫦娥二号”受到的月球引力大于地球引力17.(山东潍坊模拟)按照我国月球探测活动计划,在第一步“绕月”工程圆满完成任务后,将开展第二步“落月”工程.假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0.飞船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,点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道Ⅱ的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动.下列判断正确的是()A.飞船在轨道Ⅰ上的运行速率v=B.飞船在轨道Ⅲ上绕月球运动一周所需的时间为2πC.飞船在A点点火变轨的瞬间,动能减小D.飞船在A点的线速度大于在B点的线速度

专题五万有引力定律真题考点分类突破考点一:万有引力定律及其应用【高考真题】1.BC地球与卫星之间的距离应为地心与卫星之间的距离,选项A错误,B正确;两颗相邻卫星与地球球心的连线互成120°角,间距为r,代入数据得,两颗卫星之间引力大小为,选项C正确;因三颗卫星对地球的引力大小相等且互成120°,故三颗卫星对地球引力的合力为0,则选项D错误.点评:本题考查对万有引力计算公式F=的理解及应用,利用几何知识计算卫星间距,对物理模型的处理方法.难度较小.2.A设卫星质量为m,根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力,对甲卫星有=ma=m=mrω2=mr,得到a=,v=,ω=,T=2π.所以当半径一定,而中心天体质量为2M的时候,将分别引起卫星的向心加速度变大、线速度变大、角速度变大,而周期却变小,综上所述可知,选项A正确.点评:天体问题是高考热点,解决此类问题的关键是万有引力提供向心力.本题考查了应用天体知识与圆周运动相结合,判断卫星的速度、运行周期等变化的问题,所以熟练应用基本公式,结合变式讨论,是考生在考试中应当必备的一项基本技能.3.A行星所受太阳的万有引力提供其做圆周运动的向心力.对行星有:=mr,故GM=,选项A正确.点评:解决天体做圆周运动的问题时,中心天体对其的万有引力提供向心力,灵活地列出相应的关系方程是准确快速解答的关键.4.C火星和木星在椭圆轨道上绕太阳运行时,太阳位于椭圆轨道的一个焦点上,故选项A错误;由于火星和木星在不同的轨道上运行,且是椭圆轨道,速度大小变化,火星和木星的运行速度大小不一定相等,选项B错误;由开普勒第三定律可知,==k,==,选项C正确;由于火星和木星在不同的轨道上,火星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等,但不一定等于相同时间内木星与太阳连线扫过的面积,选项D错误.5.D“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动,月球对“嫦娥一号”的万有引力提供向心力,由牛顿第二定律知:=,得M=,其中r=R+h,代入数据解得M=7.4×1022kg,选项D正确.6.B如图所示,设两恒星的质量分别为M1和M2,轨道半径分别为r1和r2,原来双星间的距离为r,根据万有引力定律及牛顿第二定律可得=M1r1=M2r2联立得=(r1+r2),即=当两星的总质量变为原来的k倍,它们之间的距离变为原来的n倍时,有=联立解得T′=T,故选项B正确.7.B设行星和地球的质量分别为m1、m2,半径分别为R1、R2,公转周期分别为T1、T2,中心天体质量分别为M1、M2,根据题中条件,将有:=6,=1.5,=,=0.31.根据万有引力提供向心力,=,得第一宇宙速度之比==2,选项A错误;根据万有引力近似等于重力,有m′g=,得人的体重之比==,选项B正确;根据G=mr,得运行半径r=,所以=,选项C错误;米尺变短是当米尺沿速度方向放置,且以近光速运动的时候出现的一种相对论缩短效应,而该行星的公转速率是远远达不到近光速的,且米尺是否有缩短效应还与放置方向有关,当垂直速度方向放置时,即使近光速运动,其长度也不会变短,选项D错误.8.C行星绕太阳运动,由F万==F向=ma向=m=mr得:a向=,v=,T=.因各小行星的轨道半径r,质量m均不确定,故无法比较太阳对各小行星引力的大小,选项A错误.由T=知,小行星的运动周期大于地球的运动周期(一年),选项B错误.由a向=可知小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值,选项C正确.由v=可知,小行星带内各小行星的线速度值小于地球公转的线速度值,选项D错误.9.A做双星运动的星体相互间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力,即F万=m冥ω2r冥=m卡ω2r卡,得=,故选项A正确.双星运动的角速度相同,故选项B错误.由v=rω可知冥王星的线速度为卡戎的,故选项C错误.两星的向心力为两者间的万有引力且等值反向,故选项D错.10.B对卫星,向心加速度等于行星表面的重力加速度:=m′,m′g=m′;对被测物体:mg=N,联立可得M=,故B正确.11.B根据ω=可知,ω地=,ω行=,再由=mω2r,可得==,由此可知B项正确.12.BD①由G=m(R+h)得卫星距地面的高度h=-R,故选项A错误;②由G=m得v=,第一宇宙速度v1=,同步卫星的速度v卫=,故v卫<v1,选项B正确;③万有引力提供向心力Fn=,选项C错误;④a卫G,地球表面的重力加速度ga卫<g,选项D正确.13.B取其中一行星为研究对象,设其质量为m,轨道半径为R,太阳的质量为M,则G=m·R,得=,同理,对水星=,所以=,所以3lg=2lg,所以选项B正确.14.解析:“嫦娥二号”绕月球做圆周运动,由=ma=,解得a=,v=.答案:考点二:宇宙速度、人造地球卫星及卫星的发射与变轨问题【高考真题】1.BC神舟九号和天宫一号在近地轨道上运行,其速度必小于第一宇宙速度,选项A错误;由于空间存在稀薄气体,若不对两者干预,由于克服阻力做功而使运动速度减小,则G>而使轨道半径变小,运行一段时间后进入内侧圆轨道,由v=知v增大,其动能将增加,选项B、C正确;由于天宫一号做匀速圆周运动,航天员受到的万有引力全部充当其做圆周运动的向心力,处于完全失重状态,选项D错误.2.BD卫星绕地球在某一圆轨道上运转过程中,地球的引力提供向心力,G=m,由于克服稀薄气体阻力做功,在该轨道时速度减小,则G>使卫星向轨道内侧运动,轨道半径逐渐变小,地球的引力对卫星做正功,势能逐渐减小,动能逐渐变大,由于气体阻力做负功,卫星的机械能减小,其中动能增加,势能减小,因此卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小,选项B、D正确.点评:解决卫星运行及变轨问题时,需注意以下几方面:(1)卫星运行时万有引力提供向心力可列出对应方程.(2)明确变轨的力学原理,即提供的力未满足卫星需要的向心力.(3)轨道改变时所涉及的能量变化由功能关系加以分析判断.3.C卫星做匀速圆周运动,有=m,变形得mv2=,即卫星的动能Ek=,结合题意,卫星的机械能E=Ek+Ep=-,题述过程中因摩擦产生的热量等于卫星机械能的减少量,即Q=E1-E2=--（-）=.故选项C正确.点评:根据功能关系,系统克服摩擦力所做的功(转化为内能)等于系统机械能的减少量.4.B开普勒第三定律=k(常数)知,当椭圆轨道的半长轴与圆轨道的半径相等时,二者周期会相同,A项错误.在椭圆轨道上运行时,当卫星运行至关于长轴对称的两个位置时,速率相等,B项正确.由G=mr,解得r=,对于地球同步卫星其周期T=24小时,故所有地球同步卫星具有相同的轨道半径,C项错误.卫星的轨道平面一定要过地心,过地心和北京的轨道平面有无数个,因此,两颗卫星的轨道平面不一定会重合,D项错误.5.B万有引力提供天体做匀速圆周运动的向心力:G=m=mω2r=mr=ma,可以判断出r越大,v越小,T越大,ω越小,a越小.由题意可判断“天宫一号”的轨道半径大于“神舟八号”的轨道半径,所以B项正确.6.B向心力Fn=F万=,故轨道半径越大,向心力越小,故选项A错误;由=m=mrω2知半径越大,线速度、角速度越小,而Ek=mv2,故选项B正确,选项D错误;第一宇宙速度是最小发射速度,故选项C错误.7.B由于“天宫一号”飞行器绕地球做匀速圆周运动,万有引力充当向心力,则G=m,可得v=,因此变轨前后的线速度大小之比=,选项B正确.8.C根据=和Ek=mv2得,变轨前、后的轨道半径之比R1∶R2=1∶4,D项错误;由a=知a1∶a2=16∶1,A项错误;由ω=知ω1∶ω2=8∶1,B项错误;由T=知T1∶T2=1∶8,C项正确.9.A由=mr知m可约去,选项A正确;由于T=24h,由上式可知r=为一确定值,选项B错误;同步卫星与地球保持相对静止,与地球自转方向相同,且圆周运动的圆心与地球球心重合,故只能位于赤道正上方的平面内,选项C错误;由=m可求得v大小恒定,选项D错误.10.B对月球,由牛顿第二定律=m月r月同理对同步卫星,得:=m卫(R+h)无线电信号的传播时间t=联立以上三式可得:t≈0.24s,所以选项B正确.11.AC乙的运行高度低于甲的运行高度,两者轨道均可视为圆形,则轨道半径r甲>r乙;据天体运动规律得=mr知T=2π,所以T甲>T乙,故选项A正确;据=知v=.第一宇宙速度是卫星最大的环绕速度,因乙的轨道半径大于或等于地球半径,所以乙的速度小于或等于第一宇宙速度,故选项B错误;据=ma知a=,所以a甲<a乙,故选项C正确;甲为同步卫星,轨道平面跟赤道共面,不可能通过北极正上方,故选项D错误.三年模拟能力提升1.C设太阳与地球间的平均距离为R0,地球的公转周期为T0,则“瑞安中学星”的轨道半径r=3.2R0,则由万有引力提供向心力可知G=m0R0,G=mr,由两式联立可得=,解得T≈5.7T0≈5.7年,故C项正确.2.D由题意知,物体的周期与月球的周期相同,因v=、ω=、a=,所以月球的线速度大于物体的线速度,物体的角速度等于月球的角速度,物体的向心加速度小于月球的向心加速度,选项A、B、C均错;对物体受力分析,地球对物体的引力减去月球对物体的引力提供向心力,所以地球对物体的引力大于月球对物体的引力,选项D正确.3.BD已知地球卫星的轨道半径和周期,可根据M=估算出地球的质量,而不是地球的半径和自转周期,选项A错;同理,已知地球的轨道半径(地球与太阳中心之间的距离)和地球的公转周期,可估算出太阳质量,选项C错,选项D对;对于地球附近的物体,由=mg知M=,已知地球的半径和地球表面的重力加速度,可估算出地球的质量,选项B正确.4.C因用激光器向月球表面发射激光光束,经过约t=2.565s接收到从月球表面反射回来的激光信号,所以光从地球到达月球的时间为,地球表面与月球表面间的距离s=c·,故A项正确.月球围绕地球做圆周运动的轨道半径r月为月心到地心间的距离,所以v=,可得月心与地心间距r月=,地球表面与月球表面间距为r月-R-r=-R-r,故B项正确.在C项中没有现实的意义,结合B项分析可知C项错误.在地球表面上忽略地球自转因素影响,可知mg0=,地球对月球的引力提供向心力可得G=mr月()2,联立可得r月=,可知地球表面与月球表面间距为-R-r,D项正确.5.B将极地卫星的运动视为匀速圆周运动.由题意知T=t,可知卫星的运行周期为T=4t,A项不符合题意;由G=mg可以计算出地球的质量M=,C项不符合题意;由F=G知要计算出卫星受到的向心力必须知道卫星的质量,因卫星质量未知,因此不能计算出卫星所受向心力,故B项符合题意.由G=mg及G=可得h=-R,可知D项不符合题意.6.C地表附近有G=mg得M=,故选项A正确;月球绕地球做圆周运动,由=mr得M=.故选项B正确;地球自转周期是同步卫星的运转周期,对同步卫星有:=m(R+h),可得M=,故选项C错误,D正确.7.B据G=ma,知a=,据G=mr知T=2π,又r1=R+h1,r2=R+h2,代入得,=,=,故选项B正确.8.B不计星球自转,星球表面上的物体重力等于万有引力,=mg,所以g=,M火=0.1M地,R火=0.5R地,=·=0.1×=0.4,故选项B正确,选项A、C、D错误.9.C因倾斜地球同步轨道