2015高考物理二輪復習題：萬有引力定律（含2014高考題）

精品題庫試題物理1.(2014江蘇，2，3分)已知地球的質(zhì)量約為火星質(zhì)量的10倍,地球的半徑約為火星半徑的2倍,則航天器在火星表面附近繞火星做勻速圓周運動的速率約為()A.3.5 km/sB.5.0 km/sC.17.7 km/sD.35.2 km/s答案 1.A解析 1.航天器在火星表面附近繞火星做勻速圓周運動,由火星對航天器的萬有引力提供航天器的向心力得=同理 =,所以 =v火=v地,而v地=7.9 km/s故v火= km/s3.5 km/s,選項A正確。2.(2014福建，21，6分)如圖13所示,飛行器P繞某星球做勻速圓周運動,星球相對飛行器的張角為,下列說法正確的是()圖13A.軌道半徑越大,周期越長B.軌道半徑越大,速度越大C.若測得周期和張角,可得到星球的平均密度D.若測得周期和軌道半徑,可得到星球的平均密度答案 2.AC解析 2.由G=mR得T=2,可知A正確。由G=m得v=,可知B錯誤。設軌道半徑為R,星球半徑為R0,由M=和V=得=,可判定C正確。當測得T和R而不能測得R0時,不能得到星球的平均密度,故D錯誤。3.(2014福建，14，6分)若有一顆“宜居”行星,其質(zhì)量為地球的p倍,半徑為地球的q倍,則該行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的()A.倍B.倍C.倍D.倍答案 3.C解析 3.對于中心天體的衛(wèi)星,G=m,v=,設行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度為v,地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度為v,則=,C正確。4.(2014安徽，14，6分)在科學研究中,科學家常將未知現(xiàn)象同已知現(xiàn)象進行比較,找出其共同點,進一步推測未知現(xiàn)象的特性和規(guī)律。法國物理學家?guī)靵鲈谘芯慨惙N電荷的吸引力問題時,曾將扭秤的振動周期與電荷間距離的關系類比單擺的振動周期與擺球到地心距離的關系。已知單擺擺長為l,引力常量為G,地球質(zhì)量為M,擺球到地心的距離為r,則單擺振動周期T與距離r的關系式為()A.T=2rB.T=2rC.T=D.T=2l答案 4.B解析 4.由單擺周期公式T=2及黃金代換式GM=gr2,得T=2r。5.(2014浙江，16，6分)長期以來“卡戎星(Charon)”被認為是冥王星唯一的衛(wèi)星,它的公轉軌道半徑r1=19 600 km,公轉周期T1=6.39天。2006年3月,天文學家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星,其中一顆的公轉軌道半徑r2=48 000 km,則它的公轉周期T2最接近于()A.15天B.25天C.35天D.45天答案 5.B解析 5.由G=mr,解得T=2,所以=,解得T224.49天,所以B項正確。6.(2014山東，20，6分)2013年我國相繼完成“神十”與“天宮”對接、“嫦娥”攜“玉兔”落月兩大航天工程。某航天愛好者提出“玉兔”回家的設想:如圖,將攜帶“玉兔”的返回系統(tǒng)由月球表面發(fā)射到h高度的軌道上,與在該軌道繞月球做圓周運動的飛船對接,然后由飛船送“玉兔”返回地球。設“玉兔”質(zhì)量為m,月球半徑為R,月面的重力加速度為g月。以月面為零勢能面,“玉兔”在h高度的引力勢能可表示為Ep=,其中G為引力常量,M為月球質(zhì)量。若忽略月球的自轉,從開始發(fā)射到對接完成需要對“玉兔”做的功為()A.(h+2R)B.(h+R)C.D.答案 6.D解析 6.對“玉兔”,由G=m得v=,動能Ek=mv2,勢能Ep=且GM=R2g月,由功能關系知對“玉兔”做的功W=Ek+Ep=,故D項正確。7.(2014天津，3，6分)研究表明,地球自轉在逐漸變慢,3億年前地球自轉的周期約為22小時。假設這種趨勢會持續(xù)下去,地球的其他條件都不變,未來人類發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比()A.距地面的高度變大B.向心加速度變大C.線速度變大D.角速度變大答案 7.A解析 7.同步衛(wèi)星運行周期與地球自轉周期相同,由G=m(R+h)有h=-R,故T增大時h也增大,A正確。同理由=ma=m=m(R+h)2可得a=、v=、=,故h增大后a、v、都減小,B、C、D皆錯誤。8.(2014課標全國卷，18，6分)假設地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體。已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0,在赤道的大小為g;地球自轉的周期為T,引力常量為G。地球的密度為()A. B. C.D. 答案 8.B解析 8.在地球兩極處,G=mg0,在赤道處,G-mg=mR,故R=,則= ,B正確。9.(2014課標全國卷，19，6分)太陽系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動。當?shù)厍蚯『眠\行到某地外行星和太陽之間,且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象,天文學稱為“行星沖日”。據(jù)報道,2014年各行星沖日時間分別是:1月6日木星沖日;4月9日火星沖日;5月11日土星沖日;8月29日海王星沖日;10月8日天王星沖日。已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示,則下列判斷正確的是()地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑(AU)1.01.55.29.51930A.各地外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B.在2015年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日C.天王星相鄰兩次沖日的時間間隔為土星的一半D.地外行星中,海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最短答案 9.BD解析 9.設地球和地外行星的公轉周期分別為T地和T星,公轉軌道半徑分別為r地和r星,由G=mr解得T=2,所以=,結合題給數(shù)據(jù)得T火1.84T地,T木11.86T地,T土29.28T地,T天王82.82T地,T海王164.32T地。設地外行星連續(xù)兩次沖日的時間間隔為t,則t-t=2,解得t=T地=1年,故各地外行星不會每年都出現(xiàn)沖日現(xiàn)象,A項錯誤;t木=1.09年,而2014年木星沖日時間為1月6日,下次沖日時間應為2015年2月,B項正確;t天王=年1.01年,t土=年1.04年,C項錯誤;由t=知T星越大,t越小,故D項正確。10.（2014重慶楊家坪中學高三下學期第一次月考物理試題，2）“嫦娥一號” 于2009年3月1日下午4時13分成功撞月，從發(fā)射到撞月歷時433天，標志我國一期探月工程圓滿結束其中，衛(wèi)星發(fā)射過程先在近地圓軌道繞行3周，再長途跋涉進入近月圓軌道繞月飛行若月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的，月球半徑為地球半徑的，根據(jù)以上信息，下列說法錯誤的是() A繞月與繞地飛行向心加速度之比為16B繞月與繞地飛行周期之比為C繞月與繞地飛行周期之比為D月球與地球質(zhì)量之比為196答案 10.2C解析 10.：根據(jù)近地（近月）飛行時，重力提供圓周運動的向心力可得：a向=g，所以，故A正確；根據(jù)近地（近月）飛行時，重力提供圓周運動的向心力可得mg=mR（）2可得：周期T=，所以周期之比為：，故B正確、C錯誤；在星球表面重力和萬有引力相等可知=mg，所以M=，所以月球和地球的質(zhì)量之比為：，故D正確。11.（2014重慶名校聯(lián)盟高三聯(lián)合考試物理試題，2）火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據(jù)開普勒行星運動定律可知（ ）A火星與木星公轉周期相等B火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等C太陽位于木星運行橢圓軌道的某焦點上D相同時間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積答案 11.2C解析 11.：根據(jù)開普勒第三定律，K為常數(shù)，火星與木星公轉的半長軸不等，所以火星與木星公轉周期不相等，故A錯誤；第二定律：對每一個行星而言，太陽行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等，行星在此橢圓軌道上運動的速度大小不斷變化，故B錯誤；第一定律的內(nèi)容為：所有行星分別沿不同大小的橢圓軌道繞太陽運動，太陽處于橢圓的一個焦點上，故C正確；第二定律：對每一個行星而言，太陽行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等，是對同一個行星而言，故D錯誤。12.（2014天津薊縣第二中學高三第一次模擬考試理科綜合試題，7）地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由求出，已知式中a的單位是m，b的單位是S，c的單位是m/s2，則（ ）A、a是地球半徑，b是地球自轉的周期，c是地球表面處的重力加速度B、a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運動的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度C、a是赤道周長，b是地球自轉周期，c是同步衛(wèi)星的加速度D、a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運動的周期，c是地球表面處的重力加速度答案 12.7AD解析 12.：物體在萬有引力作用下做勻速圓周運動，其所需的向心力由萬有引力提供，由Gmr，整理得到r3=，此表達式和題目所給的表達式還有不同之處，那么我們可以用黃金代換GM=gR2（R是地球半徑）代入得到：r3=；結合題目所給單位，a的單位是米，則a對應地球半徑R，b的單位是秒，則b對應同步衛(wèi)星的周期T，也是地球自轉周期T，c的單位米每二次方秒，則c對應重力加速度g；故正確，錯誤。13.（2014天津薊縣邦均中學高三模擬理科綜合能力測試，4）美國天文學家宣布，他們發(fā)現(xiàn)了可能成為太陽系第十大行星的以女神“塞德娜” 命名的紅色天體，如果把該行星的軌道近似看作圓軌道，則它繞太陽公轉的軌道半徑約為地球繞太陽公轉軌道半徑的470倍，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的離太陽最遠的太陽系行星。該天體半徑約為1000km，約為地球半徑的，由此可以估算出它繞太陽公轉的周期最接近（ ）A104年 B470年C60年 D15年答案 13.解析 13.：根據(jù)開普勒周期定律有：所以得：T=1年10189104年。14.（2014山西忻州一中、康杰中學、臨汾一中、長治二中四校高三第三次聯(lián)考理科綜合試題，17）我國于2013年12月2日凌晨成功發(fā)射了“嫦娥三號” 月球探測器，12月10日21時20分，“嫦娥三號” 在環(huán)月軌道成功實施變軌控制，從100km100km的環(huán)月圓軌道，降低到近月點15km、遠月點100km的橢圓軌道，進入預定的月面著陸準備軌道，并于12月14日21時11分實現(xiàn)衛(wèi)星攜帶探測器在月球的軟著陸。下列說法正確的是（ ）A如果不考慮地球大氣層的阻力，則“嫦娥三號” 的發(fā)射速度可以小于7.9km/sB若已知“嫦娥三號” 在100km的環(huán)月圓軌道上飛行的周期及萬有引力常量，則可求出月球的平均密度C若已知“嫦娥三號” 、“嫦娥一號” 各自繞月球做勻速圓周運動的高度（高度不同）、周期和萬有引力常量，則可求出月球的質(zhì)量、半徑D“嫦娥三號” 為著陸準備而實施變軌控制時，需要通過發(fā)動機使其加速答案 14.17C解析 14.：在地球表面發(fā)射衛(wèi)星的速度不得小于地球的第一宇宙速度7.9km/s，故A錯誤；根據(jù)萬有引力等于向心力Gmr，已知周期和軌道高度，不知道月球半徑，無法計算月球質(zhì)量，也無法計算月球體積，不能計算月球的密度，故B錯誤；設“嫦娥三號” 、“嫦娥一號” 各自繞月球做勻速圓周運動的高度（高度不同）分別為h3和h1、周期分別為T3和T1，月球的半徑為R、質(zhì)量為M，對“嫦娥一號” ，根據(jù)萬有引力提供向心力有：，化簡得GM(R+h1) 3；同理，對于“嫦娥三號” ，有GM(R+h3) 3，以上兩式中只有M和R兩個未知數(shù)，故能計算出來，故C正確；“嫦娥三號” 為著陸準備而實施變軌控制時，需要通過發(fā)動機減速，使其受到的萬有引力大于向心力做近心運動，故D錯誤。15.（2014山東濰坊高三3月模擬考試理科綜合試題，16）如圖所示，人造衛(wèi)星A、B在同一平面內(nèi)繞地心O做勻速圓周運動已知A、B連線與A、O連線間的夾角最大為，則衛(wèi)星A、B的角速度之比等于（ ） A B C D答案 15.16C解析 15.：人造衛(wèi)星A、B在同一平面內(nèi)繞地心O做勻速圓周運動已知A、B連線與A、O連線間的夾角最大為，如圖：根據(jù)幾何關系有RB=RAsin，根據(jù)開普勒第三定律有：，所以：，故選C16.（2014山東青島高三第一次模擬考試理綜物理，16）2013年12月6日17時47分，在北京飛控中心工作人員的精密控制下，嫦娥三號開始實施近月制動，進入100公里環(huán)月軌道，2013年12月10日晚21: 20分左右，嫦娥三號探測器將再次變軌，從100公里的環(huán)月圓軌道，降低到近月點（B點）15公里、遠月點（A點）100公里的橢圓軌道，為下一步月面軟著陸做準備關于嫦娥三號衛(wèi)星下列說法正確的是（ ）A衛(wèi)星在軌道上A點的加速度小于在B點的加速度B衛(wèi)星沿軌道運動的過程中，衛(wèi)星中的科考儀器處于失重狀態(tài)C衛(wèi)星從軌道變軌到軌道，在A點應加速D衛(wèi)星在軌道經(jīng)過A點時的動能小于在軌道經(jīng)過B點時的動能答案 16.16. ABD解析 16.： 衛(wèi)星在軌道II上運動，A為遠月點，B為近月點，衛(wèi)星運動的加速度由萬有引力產(chǎn)生a知，衛(wèi)星在B點運行加速度大，故A正確；衛(wèi)星在軌道I上運動，萬有引力完全提供圓周運動向心力，故衛(wèi)星中儀器處于完全失重狀態(tài)，故B正確；衛(wèi)星從軌道I變軌到軌道II的過程中衛(wèi)星軌道要減小做近心運動，提供的向心力大于所需向心力G m，又因在軌道I上運動時萬有引力和向心力相等，故變軌時需在A點做減速運動，使得衛(wèi)星滿足G m做近心運動，故C正確；衛(wèi)星在軌道I上運動有：，在軌道II上經(jīng)過A點有，由于萬有引力大小相同，故在軌道II上的速度小于在軌道I上經(jīng)過A點的速度，故D正確17.（2013遼寧大連高三第一次模擬考試理科綜合試題，20）如圖所示，兩個質(zhì)量相同的物體A和B（可視為質(zhì)點）用輕繩相連，分別以r和2r為半徑圍繞一個質(zhì)量為M的天體做勻速圓周運動，兩個物體與天體中心始終在同一直線上。已知萬有引力常量為G，則下列說法正確的是（ ） AA、B運行的角速度 B AB運行的角速度 C由于兩物體角速度相同，所以輕繩對A和B都有拉力的作用 D由于物體處于完全失重狀態(tài)，所以輕繩對A和B沒有作用力答案 17.20BC解析 17.：設繩的拉力為T，天體質(zhì)量為M，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為m，由于兩個物體與天體中心始終在同一直線上可知周期相等，故角速度相等對A由萬有引力提供向心力： Tmr2對B由萬有引力提供向心力可得：+Tm2r2解得，故A錯誤，B正確；由于兩物體角速度相同，所以輕繩對A和B都有拉力的作用，故C正確，D錯誤。18.（2014江西重點中學協(xié)作體高三年級第一次聯(lián)考，16）2013年12月15日4時35分，嫦娥三號著陸器與巡視器分離，“玉兔號” 巡視器順利駛抵月球表面。如圖所示是嫦娥三號探測器攜“玉兔號” 奔月過程中某階段運動示意圖，關閉動力的嫦娥三號探測器在月球引力作用下向月球靠近，并將沿橢圓軌道在P處變軌進入圓軌道，已知探測器繞月做圓周運動軌道半徑為r，周期為T，引力常量為G，下列說法中正確的是（ ）A圖中嫦娥三號探測器在P處由橢圓軌道進入圓軌道前后機械能守恒B嫦娥三號攜玉兔號繞月球做圓周運動的過程中，玉兔號所受重力為零C嫦娥三號經(jīng)橢圓軌道到P點時和經(jīng)圓形軌道到P點時的加速度相等D由題中所給條件，可以求出月球的質(zhì)量和密度答案 18.16C解析 18.：變軌的時候點火，發(fā)動機做功，所以“嫦娥三號” 衛(wèi)星點火變軌，前后的機械能不守恒，而圓軌道上的各個位置機械能相等，A錯；嫦娥三號攜玉兔號繞月球做圓周運動的過程中處于完全失重狀態(tài)，玉兔號所受重力完全提供其做圓周運動的向心力，B錯；根據(jù)萬有引力提供向心力Gma，得a，由此可知嫦娥三號經(jīng)橢圓軌道到P點時和經(jīng)圓形軌道到P點時的加速度相等 ，C正確；根據(jù)萬有引力提供向心力得Gmr，得月球的質(zhì)量M=，因月球的半徑未知，故無法求得月球的半徑，即月球的密度不可求，D錯。19.（2014江西省紅色六校高三第二次聯(lián)考，17）我國自主研制的“嫦娥三號” ，攜帶“玉兔” 月球車已于2013年12月2日1時30分在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，落月點有一個富有詩意的名字“廣寒宮” 。若已知月球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G，以下說法正確的是（ ）A若在月球上發(fā)射一顆繞月球做圓周運動的衛(wèi)星，則最大運行速度為B若在月球上發(fā)射一顆繞月球做圓周運動的衛(wèi)星，則最小周期為2C若在月球上以較小的初速度v0豎直上拋一個物體，則物體上升的最大高度為D若在月球上以較小的初速度v0豎直上拋一個物體，則物體從拋出到落回拋出點所用時間為答案 19.17. C解析 19.：衛(wèi)星做勻速圓周運動，衛(wèi)星受到的萬有引力提供向心力，Gmv=，當r=R時，運行的衛(wèi)星的速度最大，所以沿圓形軌道運行的衛(wèi)星的最大運行速度為，故A錯誤；衛(wèi)星做勻速圓周運動，衛(wèi)星受到的萬有引力提供向心力，Gmr，T2 ，當r=R時，運行周期最小，最小周期為2R所以軌道半徑r越大，運行周期越大，衛(wèi)星的最大周期無法確定，故B錯誤；根據(jù)月球表面重力等于萬有引力得mg，所以月球表面重力加速度g=，在月球上以初速度v0豎直上拋一個物體，物體上升的最大高度H=，故C正確; 在月球上以初速度v0豎直上拋一個物體，物體落回到拋出點所用時間t=，故D錯。20.（2014江蘇南通高三2月第一次調(diào)研測試物理試題，1）關于人造地球衛(wèi)星，下列說法中正確的是（ ）A衛(wèi)星離地球越遠，角速度越大B衛(wèi)星運行的瞬時速度可以大于7.9km/sC同一圓軌道上運行的兩顆衛(wèi)星，線速度大小可能不同D地球同步衛(wèi)星可以經(jīng)過地球兩極上空答案 20.1B解析 20.：由可得衛(wèi)星離地球越遠，角速度越小，A錯；7.9km/s為第一宇宙速度，也是衛(wèi)星做圓周運動的最大環(huán)繞速度，當做離心運動時，衛(wèi)星的速度可以大于7.9km/s，B項正確；由v 可得同一圓軌道上運行的兩顆衛(wèi)星，線速度大小一定相同，C項錯；地球同步衛(wèi)星位于赤道正上方，D項錯。21.（2014吉林實驗中學高三年級第一次模擬，16）2013年12月15日4時35分，嫦娥三號著陸器與巡視器分離，“玉兔號” 巡視器順利駛抵月球表面。如圖所示是嫦娥三號探測器攜“玉兔號” 奔月過程中某階段運動示意圖，關閉動力的嫦娥三號探測器在月球引力作用下向月球靠近，并將沿橢圓軌道在B處變軌進入圓軌道，已知探測器繞月做圓周運動軌道半徑為r，周期為T，引力常量為G，下列說法中正確的是（ ）A圖中嫦娥三號探測器正減速飛向B處B嫦娥三號在B處由橢圓軌道進入圓軌道必須點火減速C根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量和密度D根據(jù)題中條件可以算出嫦娥三號受到月球引力的大小答案 21.16B解析 21.：嫦娥三號探測器在沿橢圓軌道飛向B處的過程中，月球?qū)μ綔y器的引力對飛船做正功，根據(jù)動能定理可知，探測器正加速速飛向B處，故A錯誤；橢圓軌道和圓軌道是不同的軌道，航天飛機不可能自主改變軌道，只有在減速后，做近心運動，才能進入圓軌道，故B正確；萬有引力提供向心力Gmr，得： ，既根據(jù)軌道半徑為r，周期為T，萬有引力常量為G計算出月球的質(zhì)量但是不知道月球的半徑，所以不能計算出月球的體積，故不能計算出月球的密度，故C錯誤；由于不知道嫦娥三號探測器的質(zhì)量，故不能計算出嫦娥三號受到月球引力的大小，故D錯誤。22.(武漢市2014屆高中畢業(yè)生二月調(diào)研測試) 2013年12月2日1時30分，嫦娥三號探測器由長征三號乙運載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，首次實現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察。嫦娥三號的飛行軌道示意圖如圖所示。假設嫦娥三號在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運動時，只受到月球的萬有引力。則：A若已知嫦娥三號環(huán)月段圓軌道的半徑、運動周期和引力常量，則可以計算出月球的密度B嫦娥三號由環(huán)月段圓軌道變軌進入環(huán)月段橢圓軌道時，應讓發(fā)動機點火使其加速C嫦娥三號在環(huán)月段橢圓軌道上P點的速度大于Q點的速度D嫦娥三號在動力下降階段，其引力勢能減小答案 22.16D解析 22.A、根據(jù)萬有引力提供向心力Gmr，可以解出月球的質(zhì)量M=，由于不知道月球的半徑，無法知道月球的體積，故無法計算月球的密度故A錯誤；嫦娥三號在環(huán)月段圓軌道上P點減速，使萬有引力大于向心力做近心運動，才能進入進入環(huán)月段橢圓軌道，故B錯誤；嫦娥三號在環(huán)月段橢圓軌道上P點向Q點運動中，距離月球越來越近，月球?qū)ζ湟ψ稣?，故速度增大，即嫦娥三號在環(huán)月段橢圓軌道上P點的速度小于Q點的速度，故C錯誤；嫦娥三號在動力下降階段，高度下降，引力做正功，故引力勢能減小，故D正確。23.(湖北省八校2014屆高三第二次聯(lián)考) 如圖為嫦娥三號登月軌跡示意圖。圖中M點為環(huán)地球運動的近地點，N為環(huán)月球運動的近月點。a為環(huán)月運行的圓軌道, b為環(huán)月球運動的橢圓軌道，下列說法中正確的是A嫦娥三號在環(huán)地球軌道上的運行速度大于11.2km/sB嫦娥三號在M點進入地月轉移軌道時應點火加速C設嫦娥三號在圓軌道a上經(jīng)過N點時的加速度為a1，在橢圓軌道b上經(jīng)過N點時的加速度為a2，則a1 a2D嫦娥三號在圓軌道a上的機械能小于在橢圓軌道b上的機械能答案 23.19BD解析 23.地球的第二宇宙速度是11.2km/s，達到此值時，衛(wèi)星將脫離地球的束縛，繞太陽運動，故嫦娥三號在環(huán)地球軌道上的運行速度不可能大于11.2km/s，故A錯誤；嫦娥三號在M點點火加速，使萬有引力小于向心力做離心運動，才能進入地月轉移軌道，故B正確；根據(jù)萬有引力和牛頓第二定律得Gma，有a，由此可知a1=a2故C錯誤；嫦娥三號在圓軌道b上減速做近心運動才能進入軌道a，即b上的機械能大于a上的機械能，故D正確。24.(2014年哈爾濱市第三中學第一次高考模擬試卷) 我國于1986年2月1日成功發(fā)射了一顆地球同步衛(wèi)星，于1999年12月20日又成功發(fā)射了“神舟號” 試驗飛船，飛船在太空中飛行了21h，環(huán)繞地球運動了14圈，又順利返回地面。假設衛(wèi)星和飛船都做勻速圓周運動，那么衛(wèi)星與飛船在各自軌道上運行時：A衛(wèi)星離地面高度比飛船低B衛(wèi)星運行周期比飛船大C衛(wèi)星運動線速度比飛船大D衛(wèi)星運動的加速度比飛船大答案 24.14B解析 24.根據(jù)萬有引力提供向心力Gmr得r，因為衛(wèi)星運行周期比飛船大，所以衛(wèi)星的軌道半徑比飛船大，即衛(wèi)星離地面高度比飛船大，故A錯誤；飛船的太空中飛行了21h，環(huán)繞地球運動了14圈，可以求出運動的周期為1.5h，而地球同步衛(wèi)星的周期為24h，故B正確；根據(jù)萬有引力提供向心力Gm得v ，衛(wèi)星的軌道半徑比飛船大，所以衛(wèi)星的運動速度比飛船小，故C錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力=ma得a=，衛(wèi)星的軌道半徑比飛船大，所以衛(wèi)星的運動的加速度比飛船小，故D錯誤。25.（河南省豫東豫北十所名校2014屆高中畢業(yè)班階段性測試（四）2013年12月2日，我國成功發(fā)射“嫦娥三號” 探月衛(wèi)星，如圖所示為“嫦娥三號” 飛行軌道示意圖。“嫦娥三號” 任務全過程主要經(jīng)歷5個關鍵飛控階段，分別是：發(fā)射及入軌段；地月轉移段；環(huán)月段；動力下降段；月面工作段。其中在環(huán)月段時要從圓軌道變換到橢圓軌道。下列 說法正確的是 A“嫦娥三號” 的發(fā)射速度大于11.2 km/s B由圓軌道變換到橢圓軌道時，“嫦娥三號” 要加速 C由圓軌道變換到橢圓軌道時，“嫦娥三號” 繞月球運動的周期減小 D“嫦娥三號” 在動力下降段處于失重狀態(tài)答案 25.16C解析 25.嫦娥三號發(fā)射出去后繞地球做橢圓運動，沒有離開地球束縛，故嫦娥三號的發(fā)射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s，故A錯誤；嫦娥三號在圓軌道上做圓周運動萬有引力等于向心力，要進入橢圓軌道需要做近心運動，使得在交界點所受萬有引力大于圓周運動向心力，因為同在交界點萬有引力不變，故嫦娥三號只有通過減速減小向心力而做近心運動進入橢圓軌道，故B錯誤；根據(jù)開普勒第三定律得，由圓軌道變換到橢圓軌道時，“嫦娥三號” 繞月球運動的周期減小，故C正確；“嫦娥三號” 在動力下降段做減速下降，即加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，故D錯誤。26.（桂林中學2014屆三年級2月月考）太陽系的第二大行星土星的衛(wèi)星很多，其中土衛(wèi)五和土衛(wèi)六繞土星的運動可近似看作圓周運動，下表是關于土衛(wèi)五和土衛(wèi)六兩顆衛(wèi)星的資料。兩衛(wèi)星相比：衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)者發(fā)現(xiàn)年份距土星中心距離/km質(zhì)量/kg直徑/km土衛(wèi)五卡西尼1672年527 0002.311021765土衛(wèi)六惠更斯1655年1 222 0001.3510232 575A土衛(wèi)五繞土星運動的周期較小B土衛(wèi)五繞土星運動的線速度較小C土衛(wèi)六繞土星運動的角速度較大D土衛(wèi)六繞土星運動的向心加速度較大答案 26.18A解析 26.設土星的質(zhì)量為M，由開普勒第三定律，半徑越大，周期越大，所以土衛(wèi)五的公轉周期小，故A正確；由衛(wèi)星速度公式v ，公轉半徑越大，衛(wèi)星的線速度越小，則土衛(wèi)六的公轉線速度小，故B錯誤；由衛(wèi)星角速度公式=，公轉半徑越小，角速度越大，則土衛(wèi)五的公轉角速度大，故C錯誤；由衛(wèi)星向心加速度公式a=，公轉半徑越小，向心加速度越大，則土衛(wèi)五的向心加速度大，故D錯誤。27.(河北省石家莊市2014屆高中畢業(yè)班教學質(zhì)量檢測（二）) 太陽系中某行星A運行的軌道半徑為R，周期為T，但科學家在觀測中發(fā)現(xiàn)，其實際運行的軌道與圓軌道存在一些偏離，且每隔時間t發(fā)生一次最大的偏離。天文學家認為形成這種現(xiàn)象的原因可能是A外側還存在著一顆未知行星B，它對A的萬有引力引起A行星軌道的偏離，假設其運動軌道與A在同一平面內(nèi)，且與A的繞行方向相同，由此可推測未知行星B繞太陽運行的圓軌道半徑為答案 27.18A解析 27.由題意可知：A、B相距最近時，B對A的影響最大，且每隔時間t發(fā)生一次最大的偏離，說明A、B相距最近，設B行星的周期為T0，未知行星B繞太陽運行的圓軌道半徑為R0，則有（-）t=2，解得T0=，據(jù)開普勒第三定律，得R0=, 故A正確，BCD錯誤。28.(河北衡水中學2013-2014學年度下學期二調(diào)考試) “北斗” 衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)將由5顆靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星) 和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，30顆非靜止軌道衛(wèi)星中有27顆是中軌道衛(wèi)星，中軌道衛(wèi)星的高度約為21500Km，同步衛(wèi)星的高度約為36000Km，下列說法正確的是（ ）A同步衛(wèi)星的向心加速度比中軌道衛(wèi)星向心加速度大B同步衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星的線速度均小于第一宇宙速度C中軌道衛(wèi)星的周期比同步衛(wèi)星周期小D赤道上隨地球自轉的物體向心加速度比同步衛(wèi)星向心加速度大答案 28.15BC解析 28.向心加速度a=，由此可知，半徑越大，加速度越小，同步衛(wèi)星的軌道半徑大于中軌道衛(wèi)星的軌道半徑，所以同步衛(wèi)星的加速度比中軌道衛(wèi)星的加速度小，故A錯誤；線速度v=，第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，中軌道衛(wèi)星的高度約為21500Km，同步衛(wèi)星的高度約為36000Km，所以同步衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星的線速度均小于第一宇宙速度，故B正確；周期T=2 ，由此可知，軌道半徑越大，周期越大，同步衛(wèi)星的軌道半徑大于中軌道衛(wèi)星的軌道半徑，所以同步衛(wèi)星的周期比中軌道衛(wèi)星的周期大，故C正確；赤道上隨地球自轉的物體與同步衛(wèi)星具有相同的角速度，由表達式a=2r得赤道上隨地球自轉的物體向心加速度比同步衛(wèi)星向心加速度小，故D錯誤。29.(汕頭市2014年普通高考模擬考試試題) “嫦娥三號” 衛(wèi)星在距月球100公里的圓形軌道上開展科學探測，其飛行的周期為118分鐘，若已知月球半徑和萬有引力常量，由此可推算A“嫦娥三號” 衛(wèi)星繞月運行的速度 B“嫦娥三號” 衛(wèi)星的質(zhì)量C月球?qū)Α版隙鹑枴?衛(wèi)星的吸引力 D月球的質(zhì)量答案 29.19. AD解析 29.軌道半徑r=R+H，則衛(wèi)星運行的線速度v=，故A正確；由于嫦娥三號衛(wèi)星是環(huán)繞天體，根據(jù)萬有引力提供向心力只能求出中心天體的質(zhì)量，所以無法求出嫦娥三號的質(zhì)量，故B錯誤；因為嫦娥三號的質(zhì)量無法求出，所以無法得出月球?qū)︽隙鹑柕囊?，故C錯誤；根據(jù)Gmr得，月球的質(zhì)量M=，故D正確。30.(2014年福州市高中畢業(yè)班質(zhì)量檢測) 質(zhì)量為m的人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，已知軌道半徑為r，引力常量為G，地球質(zhì)量為M。該衛(wèi)星的動能為A B C D答案 30.13B解析 30. Gm可解得，衛(wèi)星運行的動能為，B正確。31.(重慶市五區(qū)2014屆高三學生學業(yè)調(diào)研抽測) 在赤道平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運動的三顆衛(wèi)星m1、m2、m3，軌道半徑分別為r1、r2、r3，且，其中m2為同步衛(wèi)星，若三顆衛(wèi)星在運動過程中受到的向心力大小相等，則A三顆衛(wèi)星中，m3的質(zhì)量最小B三顆衛(wèi)星中，m3的向心加速度最大Cm1繞地球運動的周期可以是1小時D相同的時間內(nèi)，m1通過的路程最大答案 31.3D解析 31.由于F萬=可得，在向心力大小相等的情況下，由于r1 r2 r3，故m1 m2 m3故A項錯；由于F萬=ma，由于萬有引力相等，而m1 m2 a2 a3，即衛(wèi)星m3的加速度最小，故B項錯；據(jù)萬有引力提供向心力可得Gmr，得T2 ，顯然軌道半徑越大，衛(wèi)星運動的周期越大，故衛(wèi)星m1的周期小于衛(wèi)星m2的周期，而星2的周期為24小時，故衛(wèi)星m1的周期小于24小時，C項錯；根據(jù)萬有引力提供向心力可得Gm，得v ，由于r1 r2 V2 V3，故相同的時間內(nèi)，m1通過的路程最大, D 項正確。32.(浙江省金麗衢十二校2014屆高三第一次聯(lián)考) 搭載著3名航天員的神舟十號飛船，2013年6月13號13時18分與天宮一號目標飛行器在離地面343km的近圓形軌道上成功實現(xiàn)自動交會對接。對接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣。下列說法正確的是A為實現(xiàn)對接，兩者運行速度的大小都應介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用C神舟十號飛船運行在離地面較高的近圓形軌道上，然后降低高度與天宮一號對接D如不加干預，在運行一段時間后，天宮一號的動能可能會增加答案 32.3D解析 32.神舟十號飛船與天宮一號目標飛行器的運行速度均小于第一宇宙速度，A項錯；航天員在天宮一號中受到的地球引力完全提供其做圓周運動的向心力，處于失重狀態(tài)，B項錯；神舟十號飛船運行在離地面較低的近圓形軌道上，然后加速與天宮一號對接，C項錯；如不加干預，在運行一段時間后，由于空氣阻力作用，天宮一號可能做向心運動，萬有引力對其做正功，其動能可能會增加，D項正確。33.(四川省成都市2014屆高中畢業(yè)班第一次診斷性檢測) “嫦娥三號” 探月衛(wèi)星于2013年12月2日1點30分在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，將實現(xiàn)“落月” 的新階段。若已知引力常量G，月球繞地球做圓周運動的半徑r1、周期T1“嫦娥三號” 探月衛(wèi)星繞月球做圓周運動的環(huán)月軌道(見圖) 半徑r2、周期T2，不計其他天體的影響，則根據(jù)題目條件可以( ) A. 求出“嫦娥三號” 探月衛(wèi)星的質(zhì)量 B. 求出地球與月球之間的萬有引力 C. 求出地球的密度 D. 得出答案 33.4. B解析 33.“嫦娥三號” 探月衛(wèi)星繞月球做圓周運動，由萬有引力提供向心力得：=m，可得月球的質(zhì)量M月=，而無法求得探月衛(wèi)星的質(zhì)量，故A錯；與上題相似，根據(jù)月球繞地球做圓周運動的半徑為r1、周期為T1得=m，可求得地球的質(zhì)量M地=，但地球的半徑未知，不能求出地球的密度，故C錯誤；由上求出月球和地球的質(zhì)量，又月球繞地球做圓周運動的半徑為r1，根據(jù)萬有引力定律可求得地球與月球之間的引力，故B正確；由A、B兩項結果可得：與中心天體的質(zhì)量成正比，所以，故D錯誤34.(四川省成都市2014屆高中畢業(yè)班第一次診斷性檢測) 下列說法正確的是( )A. 對運動員“大力扣籃” 過程進行技術分析時，可以把運動員看做質(zhì)點B. “和諧號” 動車組行駛313 km從成都抵達重慶，這里的“313 km 指的是位移大小C. 高臺跳水運動員騰空至最高位置時，處于超重狀態(tài)D. 繞地球做勻速圓周運動且周期為24 h的衛(wèi)星，不一定相對于地面靜止答案 34.2. D解析 34.對運動員“大力扣籃” 過程進行技術分析時，運動員的自身大小不可忽略，A項錯；“和諧號” 動車組行駛313 km從成都抵達重慶，這里的“313 km 指的是路程，B項錯；高臺跳水運動員騰空至最高位置時，處于失重狀態(tài)，C項錯；繞地球做勻速圓周運動且周期為24 h的衛(wèi)星，其軌道所在平面不一定與赤道平面重合，故不一定是地球同步衛(wèi)星，D項正確。35.(山東省濟南市2014屆高三上學期期末考試) 2012年10月25日，我國第16顆北斗導航衛(wèi)星發(fā)射成功。它是一顆地球靜止軌道衛(wèi)星（即地球同步衛(wèi)星），現(xiàn)已與先期發(fā)射的15顆北斗導航衛(wèi)星組網(wǎng)運行并形成區(qū)域服務能力。在這16顆北斗導航衛(wèi)星中，有多顆地球靜止軌道衛(wèi)星，下列關于地球靜止軌道衛(wèi)星的說法中正確的是A它們的運行速度都小于7.9km/sB它們運行周期的大小可能不同C它們離地心的距離可能不同D它們的向心加速度大于靜止在赤道上物體的向心加速度答案 35.9AD解析 35.設地球半徑為R，質(zhì)量為M。由Gm可得v ，可知軌道半徑越大，衛(wèi)星的運行速度越小，第一宇宙速度v1 ，因（地球靜止軌道衛(wèi)星）同步衛(wèi)星的軌道半徑r R, 故地球靜止軌道衛(wèi)星的運行速度都小于7.9km/s，A項正確；（地球靜止軌道衛(wèi)星）同步衛(wèi)星的運行周期均為24h，故B項錯；由Gm(Rh) 可知地球靜止軌道衛(wèi)星離地心的距離相同，C項錯；地球靜止軌道衛(wèi)星的角速度與靜止在赤道上物體的角速度相同，由ar2知關于地球靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大于靜止在赤道上物體的向心加速度，D項正確。36.(山東省濟南市2014屆高三上學期期末考試) 人類對行星運動規(guī)律的認識漫長而曲折。牛頓在前人研究的基礎上，得出了科學史上最偉大的定律之一萬有引力定律。對萬有引力的認識，下列說法正確的是：A行星觀測記錄表明，行星繞太陽運動的軌道是圓，而不是橢圓B太陽與行星之間引力的規(guī)律并不適用于行星與它的衛(wèi)星C地球使樹上蘋果下落的力，與太陽、地球之間的吸引力不是同一種力D卡文迪許在實驗室里較為準確地得出了引力常量G的數(shù)值答案 36.1D解析 36.行星觀測記錄表明，行星繞太陽運動的軌道是橢圓，而不是圓，A項錯；太陽與行星之間引力的規(guī)律也適用于行星與它的衛(wèi)星，B項錯；地球使樹上蘋果下落的力，與太陽、地球之間的吸引力是同一種力，C項錯；卡文迪許在實驗室里較為準確地得出了引力常量G的數(shù)值，D項正確。37.(2014年沈陽市高中三年級教學質(zhì)量監(jiān)測(一) 已知萬有引力常量為G，地球半徑為R，地球表面重力加速度g和地球自轉周期T，不考 慮地球自轉的影響，利用以下條件可求出的物理量是 A、地球的質(zhì)量 B地球與其同步衛(wèi)星之間的引力 C第一宇宙速度 D地球同步衛(wèi)星的高度答案 37.9ACD解析 37.地球表面的物體受到的重力等于萬有引力，mg，地球的質(zhì)量M=，A項正確；因同步衛(wèi)星的質(zhì)量未知，故無法解得地球與其同步衛(wèi)星之間的引力，B項錯；地球的近地衛(wèi)星所受的萬有引力提供向心力，代入地球的質(zhì)量得第一宇宙速度：v，故C選項正確；地球的同步衛(wèi)星的萬有引力提供向心力：，代入地球的質(zhì)量得衛(wèi)星的高度：，D項正確。38. (江西省七校2014屆高三上學期第一次聯(lián)考) 氣象衛(wèi)星是用來拍攝云層照片，觀測氣象資料和測量氣象數(shù)據(jù)的。我國先后自行成功研制和發(fā)射了“風云號” 和“風云號” 兩顆氣象衛(wèi)星，“風云號” 衛(wèi)星軌道與赤道平面垂直并且通過兩極，稱為“極地圓軌道” ，每12h巡視地球一周?！帮L云號” 氣象衛(wèi)星軌道平面在赤道平面內(nèi)，稱為“地球同步軌道” ，每24h巡視地球一周，則“風云號” 衛(wèi)星比“風云號” 衛(wèi)星A發(fā)射速度小 B線速度大C萬有引力小 D向心加速度大答案 38.20ABD解析 38.由題意，“風云號” 衛(wèi)星比“風云號” 衛(wèi)星運行周期小，借助于開普勒定律可知，“風云號” 衛(wèi)星的軌道半徑小，要向更高軌道發(fā)射衛(wèi)星需要克服重力做更多的功，故高軌道衛(wèi)星比低軌道的衛(wèi)星需要更大的發(fā)射速度，所以可知“風云號” 衛(wèi)星發(fā)射速度小，故A正確； 由衛(wèi)星所受萬有引力提供向心力，得，v=，可知軌道半徑越大，線速度越小，所以“風云號” 衛(wèi)星線速度大，故B正確；萬有引力F=G，因為兩衛(wèi)星質(zhì)量關系不清楚，不能判斷萬有引力的大小，故C錯誤；由 G=ma，得向心加速度 a=，可知“風云號” 衛(wèi)星向心加速度大，故D正確，故選ABD。39.(江蘇省蘇北四市2014屆高三上期末統(tǒng)考) 2013年12月11日，“嫦娥三號” 從距月面高度為100km的環(huán)月圓軌道上的P點實施變軌，進入近月點為15km的橢圓軌道，由近月點Q成功落月，如圖所示。關于“嫦娥三號” ，下列說法正確的是A沿軌道運動至P時，需制動減速才能進入軌道B沿軌道運行的周期火于沿軌道運行的周期C沿軌道運行時，在P點的加速度大于在Q點的加速度D在軌道上由P點運行到Q點的過程中，萬有引力對其做負功答案 39.2A解析 39.沿軌道運動至P時，需制動減速做向心運動才能進入軌道，A項正確；嫦娥三號探測器由軌道變軌進入軌道后，由k可知，其運行的周期變短，B項正確；根據(jù)萬有引力定律及牛頓第二定律可知Gma，故沿軌道運行時P點的加速度小于沿軌道運行時Q點的加速度，C項錯；在軌道上由P點運行到Q點的過程中，萬有引力對“嫦娥三號” 做正功， D項錯。40.(江蘇省南京市、鹽城市2014屆高三第一次模擬考試) 2013年12月2日，我國探月衛(wèi)星“嫦娥三號” 在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空，此飛行軌道示意圖如圖所示，地面發(fā)射后奔向月球，在P點從圓形軌道進入橢圓軌道，Q為軌道上的近月點。關于“嫦娥三號” 運動正確的說法是A發(fā)射速度一定大于7.9km/sB在軌道上從P到Q的過程中速率不斷增大C在軌道上經(jīng)過P的速度小于在軌道上經(jīng)過P的速度D在軌道上經(jīng)過P的加速度小于在軌道上經(jīng)過P的加速度答案 40.解析 40.“嫦娥三號” 的發(fā)射速度大于第一宇宙速度7.9km/s，A項正確；“嫦娥三號” 在軌道上從P到Q的過程中萬有引力對其做正功，其速率不斷增大，B項正確；“嫦娥三號” 在軌道上經(jīng)剎車進入軌道，故其在軌道上經(jīng)過P的速度小于在軌道上經(jīng)過P的速度，C項正確；由ma可得“嫦娥三號” 在軌道上經(jīng)過P的加速度等于其在軌道上經(jīng)過P的加速度，D項錯。41.(湖北省黃岡中學2014屆高三上學期期末考試) 下列說法正確的是( )A對運動員“大力扣籃” 過程進行技術分析時，可以把運動員看做質(zhì)點B“和諧號” 動車組行駛313 km從成都抵達重慶，這里的“313 km 指的是位移大小C高臺跳水運動員騰空至最高位置時，處于超重狀態(tài)D繞地球做勻速圓周運動且周期為24 h的衛(wèi)星，不一定相對于地面靜止答案 41.14D解析 41.對運動員“大力扣籃” 過程進行技術分析時，運動員身體的形狀不可忽略，故不可以把運動員看做質(zhì)點，A項錯；和諧號” 動車組行駛313 km從成都抵達重慶，這里的“313 km 指的是路程，B項錯；高臺跳水運動員騰空至最高位置時，處于失重狀態(tài)，C項錯；繞地球做勻速圓周運動且周期為24 h的衛(wèi)星，不一定是同步衛(wèi)星，故不一定相對于地面靜止，D項正確。42.(河南省鄭州市2014屆高中畢業(yè)班第一次質(zhì)量預測) 一人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運動，速度大小減小為原來的，則變軌前后衛(wèi)星的 A向心加速度大小之比為4: 1 B角速度大小之比為2: 1 C周期之比為1: 8 D軌道半徑之比為1: 2答案 42.7C解析 42.由Gm可得v ，速度大小減小為原來的，則軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?倍，故D項錯；由Gma可得變軌后衛(wèi)星的向心加速度為原來的，故A項錯；由Gmr，得T2 ，可知變軌后衛(wèi)星的周期為變軌前的8倍，C項正確；由Gm2r得，可知變軌后衛(wèi)星的角速度為變軌前的倍，B項錯。43.（廣東省廣州市2014屆高三1月調(diào)研測試物理試題）由于通訊和廣播等方面的需要，許多國家發(fā)射了地球同步衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的A質(zhì)量可以不同 B軌道半徑可以不同C軌道平面可以不同 D繞行方向可以不同答案 43.13A解析 43.地球同步衛(wèi)星的軌道平面和赤道平面重合，C項錯；距離地面高度一定：據(jù)Gmr得r4.24104 km，衛(wèi)星離地面高度hrR6R(為恒量) ，B項錯；繞行方向相同，D項錯；同步衛(wèi)星的質(zhì)量可以不同，A項正確。44.(安徽省合肥市2014屆高三上學期第一次質(zhì)量檢測) “北斗” 系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星1和2在同一軌道上繞地心O沿順時針方向做勻速圓周運動，軌道半徑為r，某時刻它們分別位于軌道上的A、B兩位置，如圖所示，已知地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R，不計衛(wèi)星間的相互作用力，以下判斷正確的是A、這兩顆衛(wèi)星的向心加速度大小為B、這兩顆衛(wèi)星的角速度大小為C、衛(wèi)星1由位置A運動至位置B所需時間為D、如果使衛(wèi)星1 加速，它就一定能