2012屆高三物理名校試題匯編有詳解專題5萬有引力與航天

/gsc0511一、單項選擇題1.（湖北省襄陽五中2012屆高三年級上學(xué)期期中考試）在物理學(xué)發(fā)展的過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)研究推動了人類文明的進程．在對以下幾位物理學(xué)家所作科學(xué)貢獻的敘述中，正確的說法是（）A．英國物理學(xué)家牛頓用實驗的方法測出萬有引力常量GB．第谷接受了哥白尼日心說的觀點，并根據(jù)開普勒對行星運動觀察記錄的數(shù)據(jù)，應(yīng)用嚴(yán)密的數(shù)學(xué)運算和橢圓軌道假說，得出了開普勒行星運動定律C．亞里士多德認(rèn)為兩個從同一高度自由落下的物體，重物體與輕物體下落一樣快D．胡克認(rèn)為只有在一定的條件下，彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比1.D解析：本題考查物理學(xué)史。牛頓在前人（如第谷、開普勒、笛卡爾等）研究的基礎(chǔ)上，借助自己的力學(xué)成就總結(jié)出萬有引力定律；1798年，即在牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律一百多年以后，英國物理學(xué)家卡文迪許用扭秤實驗證明萬有引力定律是正確的，并測出萬有引力恒量，選項A錯誤；開普勒對第谷長期天文觀察的結(jié)果進行了創(chuàng)造性的研究與思考，開始他想用哥白尼的太陽系模型說明火星的運行軌道，但與第谷的觀測結(jié)果有8分的誤差，從而大膽地摒棄了天體做勻速圓周運動的觀點，建立了開普勒定律，對行星的運動作出了更科學(xué)、更精確的描述，選項B錯誤；亞里士多德認(rèn)為兩個從同一高度自由落下的物體，物體越重下落越快，選項C錯誤；顯然，選項D正確。本題答案為D。2．（湖北省武漢市部分學(xué)校2012屆高三11月聯(lián)考）地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，但彗星的運動軌道則是一個非常扁的橢圓。天文學(xué)家哈雷曾經(jīng)在1662年跟蹤過一顆彗星，他算出這顆彗星軌道的半長軸約等于地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍，并預(yù)言這顆彗星將每隔一定時間就會再次出現(xiàn)。這顆彗星最近出現(xiàn)的時間是1986年，它下次飛近地球大約是哪一年（）A．2042年

B．2052年

C．2062年

D．2072年2.C解析：根據(jù)開普勒第三定律有，又T地=1年，所以T彗≈76年，彗星下次飛近地球的大致年份是1986+76=2062年，本題答案為C。3．（黑龍江省大慶實驗中學(xué)2012屆高三期中考試）“神舟七號”繞地球做勻速圓周運動的過程中，下列事件不可能發(fā)生的是 （）A．航天員在軌道艙內(nèi)能利用彈簧拉力器進行體能鍛煉B．懸浮在軌道艙內(nèi)的水呈現(xiàn)圓球狀C．航天員出艙后，手中舉起的五星紅旗迎風(fēng)飄揚[來源:學(xué)#科#網(wǎng)]D．從飛船艙外自由釋放的伴飛小衛(wèi)星與飛船的線速度相等3.C解析：“神舟七號”在繞地球做勻速圓周運動的過程中處于完全失重狀態(tài)，在該狀態(tài)下，一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都將消失，靠重力才能使用的儀器也不能使用；彈簧拉力器不是靠重力工作的，其工作原理與其本身彈力系數(shù)有關(guān)，所以即使其處于完全失重狀態(tài)也不影響使用，選項A可能發(fā)生，不符合題意；懸浮在軌道艙內(nèi)的水不受重力的影響，其在液體表面張力的作用下會呈現(xiàn)圓球狀，所以選項B可能發(fā)生，不符合題意；太空中無空氣也就無風(fēng)，五星紅旗不可能迎風(fēng)飄揚，選項C符合題意；從飛船艙外自由釋放的伴飛小衛(wèi)星與飛船的軌道半徑相同，線速度相等，選項D可能發(fā)生，不符合題意。本題答案為C。4．（河北省衡水中學(xué)2012屆高三上學(xué)期第三次調(diào)研考試）設(shè)地球的質(zhì)量為，半徑為，自轉(zhuǎn)周期為，引力常量為，“神舟七號”繞地球運行時離地面的高度為h，則“神舟七號”與“同步衛(wèi)星”各自所處軌道處的重力加速度之比為（）A．B．C．D．4.C解析：根據(jù)，，可得。本題答案為C。5．（重慶市重慶八中2012屆高三月考理綜卷）由于某種原因，人造地球衛(wèi)星的軌道半徑減小了，那么，衛(wèi)星的（）A．速率變大，周期變大B．速率變小，周期變大C．速率變大，周期變小D．速率變小，周期變小5.C解析：根據(jù)萬有引力提供向心力有可得，，可見，軌道半徑r減小時，速率v變大，周期T變小，選項C正確。本題答案為C。6．（廣西南寧二中、柳州高中、玉林高中2012屆高三11月聯(lián)考理綜卷）繞地球做勻速圓周運動的地球同步衛(wèi)星，距離地表面高度約為地球半徑的5.6倍，線速度大小為v1，周期為T1；繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，距離地球表面高度為地球半徑的2倍，線速度大小為v2，周期為T2；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小為v3，周期為T3，則下列關(guān)系正確的是（）A．v2>v1>v3 B．v1>v2>v3 C．T1=T3<T2 D．T1>T2>T36.A解析：地球同步衛(wèi)星的運動周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即T1=T3，又ω=2π/T，所以它們的角速度相同，根據(jù)關(guān)系式v=ωr可知，v1＞v3；地球同步衛(wèi)星和人造衛(wèi)星都圍繞地球轉(zhuǎn)動，它們受到的地球的引力提供向心力，即可得，，可見，軌道半徑r減小時，速率v變大，周期T變小，所以v1<v2，T2<T1，所以v3<v1<v2，T2<T1=T3，選項A正確，BCD錯誤。本題答案為A。7．（陜西省西安八校2012屆高三上學(xué)期期中聯(lián)考）地球赤道上有一物體隨地球的自轉(zhuǎn)，所受的向心力為F1，向心加速度為a1，線速度為v1，角速度為ω1；繞地球表面附近做圓周運動的人造衛(wèi)星（高度忽略），所受的向心力為F2，向心加速度為a2，線速度為v2，角速度為ω2；地球的同步衛(wèi)星所受的向心力為F3，向心加速度為a3，線速度為v3，角速度為ω3；地球表面的重力加速度為g，第一宇宙速度為，假設(shè)三者質(zhì)量相等，則（）A． B． C． D．7.D解析：地球同步衛(wèi)星的運動周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，角速度相同，即ω1=ω3，根據(jù)關(guān)系式v=ωr和a=ω2r可知，v1<v3，a1<a3；人造衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星都圍繞地球轉(zhuǎn)動，它們受到的地球的引力提供向心力，即可得，，可見，軌道半徑大的線速度、向心加速度和角速度均小，即v2＞v3，a2＞a3，ω2＞ω3；繞地球表面附近做圓周運動的人造衛(wèi)星（高度忽略）的線速度就是第一宇宙速度，即v2=v，其向心加速度等于重力加速度，即a2=g；所以v=v2＞v3＞v1，g=a2＞a3＞a1，ω2＞ω3=ω1，又因為F=ma，所以F2＞F3＞F1；可見，選項ABC錯誤，D正確。本題答案為D。8．（湖北省部分重點中學(xué)2012屆高三聯(lián)考試題）繼“嫦娥一號”繞月衛(wèi)星成功發(fā)射之后，我國又于2010年10月成功發(fā)射“嫦娥二號”，其飛行高度距月球表面l00km，所探測到的有關(guān)月球的數(shù)據(jù)比飛行高度為200km的“嫦娥一號”更加詳實。若兩顆衛(wèi)星環(huán)月的運行均可視為勻速圓周運動，運行軌道如圖所示，則有（）A．“嫦娥二號”線速度比“嫦娥一號”小 B．“嫦娥二號”周期比“嫦娥一號”小C．“嫦娥二號”角速度比“嫦娥一號”小 D．“嫦娥二號”加速度比“嫦娥一號”小8.B解析：根據(jù)可得，，，，可見，軌道半徑較小的“嫦娥二號”的線速度、加速度和角速度均較大，而周期較小。本題答案為B。9．（黑龍江省哈師大附中2012屆高三上學(xué)期期中考試、浙江省瑞安市十校2012屆高三上學(xué)期期中聯(lián)考理綜）為了探測某星球，載著登陸艙的探測飛船在該星球中心為圓心，半徑為r1的圓軌道上運動，周期為T1，總質(zhì)量為m1。隨后登陸艙脫離飛船，變軌到離星球更近的半徑為r2的圓軌道上運動，此時登陸艙的質(zhì)量為m2，則（）A．該星球的質(zhì)量為B．該星球表面的重力加速度為C．登陸艙在r1與r2軌道上運動時的速度大小之比為[來源:Zxxk.Com][來源:學(xué)*科*網(wǎng)]D．登陸艙在半徑為r2軌道上做圓周運動的周期為9.D解析：根據(jù)可得，該星球的質(zhì)量為，選項A錯誤；根據(jù)可得，載著登陸艙的探測飛船的加速度為，該加速度不等于星球表明的重力加速度，選項B錯誤；根據(jù)可得，，同理，可得，，所以，選項C錯誤；根據(jù)開普勒第三定律有，所以，選項D正確。本題答案為D。10．（北京市第六十六中學(xué)2012屆高三上學(xué)期期中考試）如圖甲所示，a是地球赤道上的一點，某時刻在a的正上方有b、c、d三顆軌道位于赤道平面的衛(wèi)星，各衛(wèi)星的運行方向均與地球自轉(zhuǎn)方向（順時針轉(zhuǎn)動）相同，其中d是地球同步衛(wèi)星。從此時刻起，經(jīng)過時間t（已知時間t均小于三顆衛(wèi)星的運行周期），在乙圖中各衛(wèi)星相對a的位置最接近實際的是（）10.D解析：地球同步衛(wèi)星的運動周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即a和d的運動周期相同，即Ta<Td；人造地球衛(wèi)星（包括地球同步衛(wèi)星）圍繞地球做圓周運動時，萬有引力提供向心力，即，可得，可見，軌道半徑r小的，周期T也小，所以Tb<Tc<Td=Ta，可見，選項ABC錯誤，D正確。本題答案為D。[來源:學(xué)#科#網(wǎng)Z#X#X#K]11．（福建省四地六校2012屆高三第三次聯(lián)考）為了研究太陽演化的進程需知太陽的質(zhì)量，已知地球的半徑為R，地球的質(zhì)量為m，日地中心的距離為r，地球表面的重力加速度為g，地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為T，則太陽的質(zhì)量為（）A． B．C．D．11.A解析：根據(jù)，可得，選項A正確。本題答案為A。12.（廣西區(qū)柳鐵一中2012屆高三第三次月考理綜卷）天文學(xué)家如果觀察到一個星球獨自做圓周運動，那么就想到在這個星球附近存在著一個看不見的星體黑洞。星球與黑洞由萬有引力的作用組成雙星，以兩者連線上某點為圓心做勻速圓周運動，那么（）A.它們做圓周運動的角速度與其質(zhì)量成反比B.它們做圓周運動的周期與其質(zhì)量成反比C.它們做圓周運動的半徑與其質(zhì)量成反比D.它們所受的向心力與其質(zhì)量成反比12.C解析：由于該雙星和它們的軌道中心總保持三點共線，所以在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度必相等，即它們做勻速圓周運動的角速度必相等，因此周期也必然相同，選項AB錯誤；因為它們所受的向心力都是由它們之間的相互作用力來提供，所以大小必然相等，選項D錯誤；由可得，選項C正確。本題答案為C。點評：雙星模型具有以下特點：（1）由于雙星和該固定點總保持三點共線，所以在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度必相等，即雙星做勻速圓周運動的角速度必相等，因此周期也必然相同。（2）由于每顆星的向心力都是由雙星間相互作用的萬有引力提供的，因此大小必然相等，由=mωv可得，v∝，于是有，；（3）列式時須注意：萬有引力定律表達式中的表示雙星間的距離，按題意應(yīng)該是，而向心力表達式中的表示它們各自做圓周運動的半徑，千萬不可混淆。13．（陜西省長安一中2012屆高三質(zhì)檢）2009年3月1日16時13分，“嫦娥一號”完成了“受控撞月”行動，探月一期工程完美落幕．本次“受控撞月”，“嫦娥一號”經(jīng)歷了從距月表100km的圓形軌道進入橢圓軌道的過程，如圖所示，為橢圓軌道的遠月點，為橢圓軌道的近月點，則下列說法正確的是（）A．從點到點的過程中，“嫦娥一號”受到的月球引力減小[來源:學(xué)科網(wǎng)ZXXK]B．從點到點的過程中，月球引力對“嫦娥一號”做正功C．從點到點的過程中，“嫦娥一號”飛行的線速度減小D．從點到點的過程中，“嫦娥一號”飛行的角速度減小[來源:Z*xx*k.Com]13.B解析：月球?qū)Α版隙鹨惶枴钡囊κ冀K指向月心，其大小為；在從點到點的過程中，“嫦娥一號”與月心的間距r嫦月減小，所以引力增大，選項A錯誤；該過程中，引力方向與運動速度方向間的夾角小于90°，所以月球引力對“嫦娥一號”做正功，選項B正確；根據(jù)可得，，可見，軌道半徑越小，線速度和角速度越大，選項CD錯誤。本題答案為B。注意：也可根據(jù)從a點到b點的過程中引力做正功，得到動能增加，線速度增大。14．（北京市朝陽區(qū)2012屆高三上學(xué)期期中統(tǒng)考）同步衛(wèi)星距地心的距離為r，運行速率為v1，其向心加速度為a1。地球半徑為R，地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的運行速率為v2，向心加速度為a2，則（）A．，B．，C．，D．，14.A解析：地球同步衛(wèi)星的運動周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，角速度也相同，根據(jù)關(guān)系式v=ωr∝r和a=ω2r∝r，可知，，，選項A正確。本題答案為A。15．（北師大附屬實驗中學(xué)2012屆高三上學(xué)期期中試卷、北京市第三十一中學(xué)2012屆高三期中考試）2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙—2251”衛(wèi)星和美國“銥—33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805km處發(fā)生碰撞。這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件。碰撞過程中產(chǎn)生的大量碎片可能影響太空環(huán)境。假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運動的軌道都是圓，甲的運行速率比乙的大，則下列說法中正確的是A．甲的運行周期一定比乙的長B.甲距地面的高度一定比乙的高C．甲所需的向心力一定比乙的小D.甲的加速度一定比乙的大15.D解析：根據(jù)可得，，，；因為甲的運行速率v大，根據(jù)可知其軌道半徑r小，甲距地面的高度一定比乙的低，選項B錯誤；因為甲的軌道半徑r小，根據(jù)，可知，其運行周期一定比乙的短，而其加速度一定比乙的大，選項A錯誤，D正確；因為向心力與它們的質(zhì)量有關(guān)，不知它們的質(zhì)量關(guān)系，就無法比較向心力的大小，選項C錯誤。本題答案為D。16．（廣西南寧二中2012屆高三上學(xué)期12月月考理綜卷）2008年9月25日，我國利用“神舟七號”飛船將宇航員送入太空，9月26日，飛船成功變軌。由原來的橢圓軌道變?yōu)榫嚯x地面高度為h（約340km）的圓形軌道。已知飛船質(zhì)量為m，地球半徑為R，地面的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω，則下列說法正確的是（）A．飛船由橢圓軌道變?yōu)閳A形軌道時，需要在橢圓軌道的遠地點使飛船減速B．飛船做勻速圓周運動時，運行速度大于7.9kmC．飛船在圓形軌道上運動時，宇航員將不受重力作用D．飛船在圓形軌道上運動時的動能Ek，滿足16.D解析：飛船由橢圓軌道變?yōu)閳A形軌道需要在遠地點加速，選項A錯誤；飛船繞地球做勻速圓周運動時速度的最大值為7.9km/s，軌道越高速度越小，選項B錯誤；宇航員在飛船中處于完全失重狀態(tài)，受到的萬有引力即為所受的重力，完全失重狀態(tài)不是重力為零，選項C錯誤；地球同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，而飛船的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)可知，飛船的角速度大于地球同步衛(wèi)星的角速度，所以飛船的線速度v＞ω（R+h）；飛船的向心加速度a＜g，根據(jù)向心加速度公式a=v2/R可知，飛船線速度v2=a（R+h）＜g（R+h），故飛船在圓形軌道上運動時的動能滿足：，選項D正確。本題答案為D。17．（北京市順義區(qū)2012屆高三尖子生綜合素質(zhì)展示物理試卷）自從1970年4月我國的第一顆人造地球衛(wèi)星上天以來，在40多年的時間里，我國的航天事業(yè)取得了舉世矚目的成就，期間成功的發(fā)射了地球同步通信衛(wèi)星和載人航天飛船。2011年11月1日又成功地發(fā)射了“神州8號”飛船，并在空中與“天宮1號”成功的實現(xiàn)了交會對接。已知“神州8號”飛船運行周期約為90min，那么“神州8號”飛船與地球同步通信衛(wèi)星在軌道上正常運轉(zhuǎn)時相比較（）A．飛船運行的周期較大B．飛船離地面的高度較大C．飛船運行的加速度較大D．二者一定在同一軌道平面內(nèi)17．C解析：“神州8號”飛船運行周期約為90min，而地球同步通信衛(wèi)星為24h，所以飛船運行的周期較小，選項A錯誤；根據(jù)開普勒第三定律可知，周期小的軌道半徑小，所以飛船離地面的高度較小，選項B錯誤；根據(jù)可知，軌道半徑越小，加速度越大，所以飛船運行的加速度較大，選項C正確；地球同步通信衛(wèi)星的運行軌道一定在赤道平面內(nèi)，而飛船的運行軌道中心一定是地心，但不一定要在赤道平面內(nèi)，選項D錯誤。本題答案為C。18.（江蘇省梅村高級中學(xué)2012屆高三11月測試卷）2011年8月12日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，將巴基斯坦通信衛(wèi)星1R（Paksat-1R）成功送入地球同步軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功．關(guān)于成功定點后的“1R”衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A．運行速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度B．離地面的高度一定，相對地面保持靜止C．繞地球運動的周期比月球繞地球運行的周期大D．向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等[來源:學(xué)_科_網(wǎng)]18.B解析：地球人造衛(wèi)星（包括地球同步衛(wèi)星）的發(fā)射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，而其運行速度小于第一宇宙速度，選項A錯誤；地球同步衛(wèi)星在赤道上空相對地面靜止，并且距地面的高度一定，大約是3.6×104km，選項B正確；地球同步衛(wèi)星繞地球運動的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即T=24h，而月球繞地球運行的周期大約是27天，選項C錯誤；地球同步衛(wèi)星與靜止在赤道上物體的運動周期相同，角速度也相同，根據(jù)公式a=ω2r可知，運行半徑大的向心加速度大，所以地球同步衛(wèi)星的向心加速度大于二、多項選擇題19．（湖北省黃岡中學(xué)2012屆高三上學(xué)期期中考試）質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行，其運動視為勻速圓周運動。已知月球質(zhì)量為M，月球半徑為R，月球表面重力加速度為g，引力常量為G，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則航天器的（）A．線速度B．角速度C．運行周期D．向心加速度19.AC解析：探月航天器在接近月球表面的軌道上做勻速圓周運動時，萬有引力提供向心力，并且該萬有引力近似等于其在月球表面的重力，即，可得，，，，可見，選項AC正確，BD錯誤。本題答案為AC。20．（云南省昆明一中2012屆高三第三次月考理綜卷）“嫦娥一號”探月衛(wèi)星繞地運行一段時間后，離開地球飛向月球。如圖所示是繞地飛行的三條軌道，軌道1是近地圓形軌道，2和3是變軌后的橢圓軌道。A點是2軌道的近地點，B點是2軌道的遠地點，衛(wèi)星在軌道1的的運行速率為7.A．衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過A點時的速率一定大于7.B．衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過B點時的速率一定小于7.C．衛(wèi)星在3軌道所具有的機械能小于2軌道所具有的機械能D．衛(wèi)星在3軌道所具有的最大速率小于2軌道所具有的最大速率20.AB解析：因為衛(wèi)星的發(fā)射高度越大，需要克服引力做功越多，根據(jù)能量守恒定律，最終運行時的機械能越大，所以衛(wèi)星在3軌道所具有的機械能大于2軌道所具有的機械能，而衛(wèi)星在2軌道所具有的機械能大于1軌道所具有的機械能，選項C錯誤；因為衛(wèi)星在2軌道所具有的機械能大于1軌道所具有的機械能，而衛(wèi)星在兩個軌道上經(jīng)過A點時的勢能相等，所以衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過A點時的速率大于衛(wèi)星在1軌道經(jīng)過A點時的速率，即衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過A點時的速率一定大于7.7km/s，選項A正確；因為衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過B點時的運行半徑大于1軌道的運行半徑，根據(jù)關(guān)系式可知，因為衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過B點時的運行速率小于1軌道的運行速率，即衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過B點時的速率一定小于7.7km/s，選項B正確；無論衛(wèi)星是在2軌道上運行還是在3軌道上運行，都是運行到A位置時速率最大，并且衛(wèi)星在該位置時的勢能不隨軌道的改變而改變，再考慮到衛(wèi)星在3軌道所具有的機械能大于2軌道所具有的機械能，所以衛(wèi)星在3軌道上經(jīng)過A點時的速率大于衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過A點時的速率，即衛(wèi)星在3軌道所具有的最大速率大于2軌道所具有的最大速率21．（河南省開封高中2012屆高三定位測試）我國自行設(shè)計、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”，1970年4月24日發(fā)射成功，開創(chuàng)了我國航天事業(yè)的新紀(jì)元?！皷|方紅一號”的運行軌道為橢圓軌道，其近地點M和遠地點N的高度分別為439km和2384km（如圖所示），則（）A.衛(wèi)星在M點的勢能大于在N點的勢能B.衛(wèi)星在M點的角速度大于在N點的角速度C.衛(wèi)星在M點的加速度大于在N點的加速度D.衛(wèi)星在N點的速度大于7．9km/s21.BC解析：根據(jù)，因為＜，所以＜，A錯誤；根據(jù)，因為＞，且＜，所以＞，B正確；根據(jù)，因為＜，所以＞，C正確；根據(jù)，因為＞r，r為地球半徑，所以＜7.9km/s，D錯誤。本題答案為BC。22.（黑龍江省齊齊哈爾市2012屆高三“五校聯(lián)誼”期中考試）天宮一號（Tiangong-1）是中國第一個目標(biāo)飛行器，于2011年9月29日21時16分3秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，它的發(fā)射標(biāo)志著中國邁入中國航天“三步走”戰(zhàn)略的第二步第二階段。21時25分，天宮一號進入近地點約200公里，遠地點346.9公里，軌道傾角為42.75度，周期5382秒的運行軌道。由此可知（）A．天宮一號在該軌道上的運行周期比同步衛(wèi)星的運行周期短B．天宮一號在該軌道上任意一點的運行速率比同步衛(wèi)星的運行速率小C天宮一號小D．天宮一號22.AD解析：地球同步衛(wèi)星距地面的高度大約是6R地，可見，天宮一號在該軌道上任意一點（包括都小于同步衛(wèi)星距地面的高度，選項D正確；根據(jù)萬有引力提高向心力有可得，，，可見，軌道半徑較小的“天宮一號”的線速度、加速度較大，而周期較小，選項A正確，BC錯誤。本題答案為AD。23．（山東省青州市2012屆高三上學(xué)期期中考試試題）2011年9月29日成功發(fā)射“天宮一號”目標(biāo)飛行器，并計劃2011年11月發(fā)射“神舟八號”飛船并與“天宮一號”實現(xiàn)對接，某同學(xué)得知上述消息后，畫出“天宮一號”和“神舟八號”繞地球做勻速圓周運動的假想圖如圖所示，A代表“天宮一號”，B代表“神舟八號”，虛線為它們各自的軌道，由此假想圖，可以判定（）A．“天宮一號”的運行速率大于“神舟八號”的運行速率B．“天宮一號”的向心加速度小于“神舟八號”的向心加速度C．“神舟八號”適度加速有可能與“天宮一號”實現(xiàn)對接D．“天宮一號”受到地球的萬有引力小于“神舟八號”受到地球的萬有引力23.BC解析：根據(jù)運行圖可知，“天宮一號”的軌道半徑大；根據(jù)萬有引力提供向心力有可得，，可見，軌道半徑較大的“天宮一號”的線速度、向心加速度較小，選項A錯誤，B正確；“神舟八號”適度加速后，其萬有引力小于向心力，“神舟八號”將做離心運動，所以有可能與“天宮一號”實現(xiàn)對接，選項C正確；因為不知“天宮一號”和“神舟八號”的質(zhì)量，所以無法比較它們受到的地球的萬有引力的大小，選項D錯誤。本題答案為BC。24.（江蘇省鹽城中學(xué)2012屆高三第一學(xué)期期中考試）2011年11月3日1時43分，中國自行研制的神舟八號飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器在距地球343公里的軌道實現(xiàn)自動對接，為建設(shè)空間站邁出關(guān)鍵一步。若神舟八號飛船與天宮一號的質(zhì)量相同，環(huán)繞地球運行均可視為勻速圓周運動，運行軌道如圖所示，則（A．天宮一號運行時向心加速度比神舟八號小B．天宮一號運行的周期比神舟八號小C．天宮一號運行時機械能比神舟八號小D．神舟八號要實現(xiàn)與天宮一號的對接需點火加速24.AD解析：根據(jù)可得：，，因為天宮一號的軌道半徑大，所以其向心加速度較小，周期較大，選項A正確，B錯誤；因為同一衛(wèi)星發(fā)射高度越大，需要克服引力做功越多，根據(jù)能量守恒定律，最終運行時的機械能越大，神舟八號飛船與天宮一號的質(zhì)量相同，它們可以被看作是同一衛(wèi)星發(fā)生的高度不同，所以天宮一號運行時機械能比神舟八號大，選項C錯誤；神舟八號需要先做離心運動，變軌到運行半徑更高的軌道才能實現(xiàn)與天宮一號的對接，所以需點火加速，以提高神舟八號的向心力，使萬有引力小于向心力，選項D正確。三、非選擇題25．（北京市朝陽區(qū)2012屆高三上學(xué)期期中統(tǒng)考）天宮一號于2011年9月29日成功發(fā)射，它將和隨后發(fā)射的神州飛船在空間完成交會對接，實現(xiàn)中國載人航天工程的一個新的跨越。天宮一號進入運行軌道后，其運行周期為T，距地面的高度為h，已知地球半徑為R，萬有引力常量為G。若將天宮一號的運行軌道看做圓軌道，求：（1）地球質(zhì)量M；（2）地球的平均密度。25．解析：（1）因為將天宮一號的運行軌道看做圓軌道，萬有引力充當(dāng)向心力，即，解得。（2）地球的平均密度：。26．（北師大附屬實驗中學(xué)2012屆高三上學(xué)期期中試卷）宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠的四顆星組成的四星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用，設(shè)每個星體的質(zhì)量均為m，四顆星穩(wěn)定地分布在邊長為a的正方形的四個頂點上，已知這四顆星均圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動，引力常量為G，試求：（1）求星體做勻速圓周運動的軌道半徑；（2）若實驗觀測得到星體的半徑為R，求星體表面的重力加速度；（3）求星體做勻速圓周運動的周期。26．解析：（1）由星體均圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動可知，星體做勻速圓周運動的軌道半徑。（2）由萬有引力定律可知，則星體表面的重力加速度。（3）星體在其他三個星體的萬有引力作用下圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動，由萬有引力定律和向心力公式得：，解得周期。（得到也給分）27．（湖北省部分重點中學(xué)2012屆高三聯(lián)考試題）今年9月29日，天宮一號成功發(fā)射，標(biāo)志著我國邁向了空間站時代。天官一號沿橢圓軌道運行，近地點離地面高度h1=200km，遠地點離地高度h2=347km。若已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，求：（結(jié)果均用符號表示，不作數(shù)字計算）（1）環(huán)繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星的最小周期；（2）天宮一號運行周期。27．解析：（1）設(shè)地球質(zhì)量為M，軌道半徑等于地球半徑的近地衛(wèi)星周期為T1，，，聯(lián)立兩式，解得。（2）設(shè)天宮一號周期為T2，由開普勒第三定律得，解得。28.（湖北省百所重點中學(xué)2012屆高三聯(lián)考）宇宙中存在由質(zhì)量相等的四顆星組成的四星系統(tǒng)，四星系統(tǒng)離其他恒星較遠，通?？珊雎云渌求w對四星系統(tǒng)的引力作用.已觀測到穩(wěn)定的四星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是四顆星穩(wěn)定地分布在邊長為a的正方形的四個頂點上，均圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動，其運動周期為T1；另一種形式是有三顆星位于邊長為a的等邊三角形的三個項