高三名校物理試題（第03期）06 萬有引力定律（解析版）含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精專題6萬有引力定律(解析版）全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷有其特定的命題模板,無論是命題題型、考點(diǎn)分布、模型情景等，還是命題思路和發(fā)展趨向方面都不同于其他省市的地方卷。為了給新課標(biāo)全國(guó)卷考區(qū)廣大師生提供一套專屬自己的復(fù)習(xí)備考資料，物理解析團(tuán)隊(duì)的名校名師們精心編寫了本系列資料.本資料以全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷考區(qū)的最新名校試題為主，借鑒并吸收了其他省市最新模擬題中對(duì)全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷考區(qū)具有借鑒價(jià)值的典型題，優(yōu)化組合，合理編排,極限命制。備注：新課標(biāo)Ⅰ卷專版所選試題和新課標(biāo)Ⅱ卷專版所選試題不重復(fù)，歡迎同時(shí)下載使用.一單項(xiàng)選擇題：1?！?014·湖南五市十校聯(lián)考】我國(guó)發(fā)射的“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器與發(fā)射的“神舟八號(hào)”飛船成功進(jìn)行了第一次無人交會(huì)對(duì)接。假設(shè)對(duì)接前“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)"繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道如圖所示，虛線A代表“天宮一號(hào)"的軌道，虛線B代表“神舟八號(hào)"的軌道，由此可以判斷(）A.“天宮一號(hào)"的運(yùn)行速率小于“神舟八號(hào)”的運(yùn)行速率B?！疤鞂m一號(hào)”和“神舟八號(hào)”的運(yùn)行速率均大于第一宇宙速度C.“天宮一號(hào)”的周期小于“神舟八號(hào)”的周期D。“天宮一號(hào)”的向心加速度大于“神舟八號(hào)”的向心加速度【答案】A【解析】試題分析:由萬有引力提供向心力得，===ma則得：v=；T=；a=；可知，軌道半徑越大，運(yùn)行速率越小，周期越大，向心加速度越小,故A正確，CD錯(cuò)誤；第一宇宙速度是衛(wèi)星環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)最大的運(yùn)行速度．故“天宮一號(hào)"和“神舟八號(hào)”的運(yùn)行速率均小于第一宇宙速度．故B錯(cuò)誤．考點(diǎn)：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系2.【2014·汝城一中11月月考】火星探測(cè)項(xiàng)目是我國(guó)繼神舟載人航天工程、嫦娥探月工程之后又一個(gè)重大太空探索項(xiàng)目．假設(shè)火星探測(cè)器在火星表面附近圓形軌道運(yùn)行的周期為T1,神舟飛船在地球表面附近的圓形軌道運(yùn)行周期為T2,火星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為p,火星半徑與地球半徑之比為q，則T1與T2之比為()A。eq\r(pq3）B。eq\r(\f（1,pq3)） C。eq\r(\f(p，q3）） D.eq\r（\f（q3,p））3?！?014·湖南四縣一中高三11月聯(lián)考】最近美國(guó)宇航局公布了開普勒探測(cè)器最新發(fā)現(xiàn)的一個(gè)奇特的行星系統(tǒng),命名為“開普勒—11行星系統(tǒng)”，該系統(tǒng)擁有6顆由巖石和氣體構(gòu)成的行星圍繞一顆叫做“kepler—11”的類太陽(yáng)恒星運(yùn)行。經(jīng)觀測(cè)，其中被稱為“kepler—11b”的行星與“kepler—11”之間的距離是地日距離的，“kepler—11”的質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的倍,則“kepler-11b”的公轉(zhuǎn)周期和地球公轉(zhuǎn)周期的比值是：(）A．B．C．D．4?！?014·西工大附中第一次適應(yīng)性訓(xùn)練】“探路者”號(hào)宇宙飛船在宇宙深處飛行過程中，發(fā)現(xiàn)A、B兩顆均勻球形天體，兩天體各有一顆靠近其表面飛行的衛(wèi)星，測(cè)得兩顆衛(wèi)星的周期相等，以下判斷正確的是A．天體A、B的質(zhì)量一定不相等B．兩顆衛(wèi)星的線速度一定相等C．天體A、B表面的重力加速度之比等于它們的半徑之比D．天體A、B的密度一定不相等【答案】C【解析】5.【2013·西工大附中第四次適應(yīng)性訓(xùn)練】星球上的物體脫離星球引力所需要的最小速度稱為該星球的第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是.已知某星球的半徑為r，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的1/6，不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為A．B．C．D．6.【2014·西安鐵一中國(guó)際合作學(xué)校高三11月模擬】我國(guó)已成功發(fā)射多顆衛(wèi)星，為實(shí)現(xiàn)國(guó)人的飛天夢(mèng)想提供了大量的信息、科技支持.嫦娥一號(hào)的成功發(fā)射，標(biāo)志著我國(guó)新的航天時(shí)代的到來。已知發(fā)射的衛(wèi)星中，衛(wèi)星A是極地圓形軌道衛(wèi)星，衛(wèi)星B是地球同步衛(wèi)星,二者質(zhì)量相同，且衛(wèi)星A的運(yùn)行周期是衛(wèi)星B的一半。根據(jù)以上相關(guān)信息，比較這兩顆衛(wèi)星,下列說法中正確的是A.衛(wèi)星B離地面較近,衛(wèi)星A離地面較遠(yuǎn)B.正常運(yùn)行時(shí)衛(wèi)星A的線速率比衛(wèi)星B的線速率大C。衛(wèi)星A和衛(wèi)星B由西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射時(shí)衛(wèi)星A比衛(wèi)星B的發(fā)射難度大D。衛(wèi)星A對(duì)地球的觀測(cè)范圍比衛(wèi)星B的觀測(cè)范圍大7?！?014·西安一中高三第一學(xué)期期末試題】經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè)人們?cè)谟钪嬷幸呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)”，“雙星系統(tǒng)”由兩顆相距較近的恒星組成,每個(gè)恒星的線速度遠(yuǎn)小于兩個(gè)星體之間的距離,而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體。如圖所示，兩顆星球組成的雙星,在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的O點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)測(cè)得兩顆星之間的距離為L(zhǎng)，質(zhì)量之比為m1︰m2＝3︰2。則可知(）A．m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為2︰3B．m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為3︰2C．m1做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為SKIPIF1<0D．m2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為SKIPIF1〈0【答案】C

【解析】

試題分析：因雙星系統(tǒng)的周期相同，根據(jù)可知雙星的角速度相同,故A錯(cuò)誤;根據(jù)萬有引力定律及圓周運(yùn)動(dòng)公式可知，同時(shí)，故解得、，故C正確、D錯(cuò)誤；根據(jù)可知，雙星的線速度正比于半徑之比為2：3，所以B錯(cuò)誤；

考點(diǎn)：萬有引力定律及應(yīng)用

8.【2014·西安一中高三第一學(xué)期期末試題】2011年11月3日，“神州八號(hào)"飛船與“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器成功實(shí)施了首次交會(huì)對(duì)接。任務(wù)完成后“天宮一號(hào)”經(jīng)變軌升到更高的軌道，等待與“神州九號(hào)"交會(huì)對(duì)接.變軌前和變軌完成后“天宮一號(hào)"的運(yùn)行軌道均可視為圓軌道,對(duì)應(yīng)的軌道半徑分別為R1、R2，線速度大小分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0。則SKIPIF1〈0等于（)9?！?014·新余高三上學(xué)期期末質(zhì)檢】科學(xué)家并不比常人有太多的身體差異，只是他們善于觀察，勤于思考，有更好的發(fā)現(xiàn)問題探究問題的毅力。下列規(guī)律或定律與對(duì)應(yīng)的科學(xué)家敘述正確的是（）A．伽利略與自由落體定律 B．開普勒與萬有引力定律C．愛因斯坦與能量守恒定律 D．牛頓與相對(duì)論10?！?014·江西穩(wěn)派名校學(xué)術(shù)聯(lián)盟高三調(diào)研】2013年12月2日1時(shí)30分，由月球車（如圖甲）和著陸器組成的嫦娥三號(hào)月球探測(cè)器從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空，飛行約18min后，嫦娥三號(hào)進(jìn)入如圖乙所示的地月轉(zhuǎn)移軌道AB，A為入口點(diǎn)，B為出口點(diǎn)。嫦娥三號(hào)在B點(diǎn)經(jīng)過近月制動(dòng)，進(jìn)入距離月面100公里的環(huán)月圓軌道，然后擇機(jī)在月球虹灣地區(qū)實(shí)現(xiàn)軟著陸，展開月面巡視勘察。已知月球和地球的質(zhì)量之比約為，圖乙中環(huán)月圓軌道的半徑與地球半徑之比約為，地球的第一宇宙速度約為7。9km/s，下列說法正確的是A.嫦娥三號(hào)進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道前，在近地圓軌道運(yùn)行的速度大于7.9km/sB.嫦娥三號(hào)在圖乙中環(huán)月圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度約為1。8km/sC.攜帶月球車的著陸器在月球上著陸過程中一定處于失重狀態(tài)D.由于月球表面重力加速度較小，故月球車在月球上執(zhí)行巡視探測(cè)任務(wù)時(shí)處于失重狀態(tài)11.【2013·臨川二中、上高二中高三聯(lián)考】歐洲天文學(xué)家宣布在太陽(yáng)系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住類地行星，命名為“格利斯581c”。該行星的質(zhì)量約是地球的5倍,直徑約是地球的1.5倍，現(xiàn)假設(shè)有一艘宇宙飛船臨該星球表面附近軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．“格利斯581c”的平均密度比地球平均密度小B．“格利斯581c"表面處的重力加速度小于9.8m/s2C．飛船在“格利斯581c"表面附近運(yùn)行時(shí)的速度小于7.9km/sD．飛船在“格利斯581c”表面附近運(yùn)行時(shí)的周期要比繞地球表面運(yùn)行的周期小【答案】D【解析】試題分析：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錯(cuò)誤；由mg＝得：g＝∝得12?！?014·吉安白鷺洲高三上學(xué)期期中考試】地球赤道地面上有一物體隨地球的自轉(zhuǎn)而做圓周運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)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；地球表面重力加速度為g，第一宇宙速度為v，假設(shè)三者質(zhì)量相等,則下列結(jié)論正確的是（)A．F1＝F2＞F3 B．a(chǎn)1＝a2＝g＞a3C．v1＝v2＝v＞v3 D．ω1＝ω3＜ω2，又據(jù)可知環(huán)繞半徑越大則萬有引力越小，則故A選項(xiàng)錯(cuò)誤。考點(diǎn)：本題考查對(duì)萬有引力定律的應(yīng)用。13?！?014·桑植一中高三聯(lián)考】“嫦娥一號(hào)"是我國(guó)首次發(fā)射的探月衛(wèi)星,它在距月球表面高度為200km的圓形軌道上運(yùn)行，運(yùn)行周期為127分鐘。已知引力常量G=6。67×10—11N·m2/kg2，月球半徑約為1。74×103km。利用以上數(shù)據(jù)估算月球的質(zhì)量約為(）A．8。1×1010kgB．7.4×1013kgC．5.4×1019kgD．7.4×1022kg14。【2013·湖南懷化高三期末】2012年6月16日18時(shí)37分,神舟九號(hào)飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。2012年6月18日11時(shí)左右轉(zhuǎn)入自主控制飛行，14時(shí)左右與天宮一號(hào)實(shí)施自動(dòng)交會(huì)對(duì)接.這是中國(guó)實(shí)施的首次載人空間交會(huì)對(duì)接。開始對(duì)接前，天宮一號(hào)在高軌道繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，神舟九號(hào)飛船在低軌道以7。9㎞/s的速度繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。要實(shí)現(xiàn)成功對(duì)接以下說法正確的是A.“天宮一號(hào)”在停泊點(diǎn)對(duì)地的速度一定為零B?！吧裰劬盘?hào)飛船"的運(yùn)行周期是1小時(shí)C?！吧裰劬盘?hào)飛船”先加速再減速才可能與“天宮一號(hào)”對(duì)接D.“神舟九號(hào)飛船”返回過程中滿足機(jī)械能守恒15?！?014·懷化高三第一次調(diào)研】萬有引力定律和庫(kù)侖定律都遵循距離平方反比規(guī)律，在處理有關(guān)問題時(shí)可以將它們進(jìn)行類比。例如電場(chǎng)中反映各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量是電場(chǎng)強(qiáng)度,其定義式為E＝F/q,F、q為檢驗(yàn)點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力和電量。在引力場(chǎng)中也可以有一個(gè)類似的物理量來反映各點(diǎn)引力場(chǎng)的強(qiáng)弱,設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R，地球表面處的重力加速度為g，引力常量為G,如果一個(gè)質(zhì)量為m的物體位于距離地心2R處的某點(diǎn)，則下列表達(dá)式中能反映該點(diǎn)引力場(chǎng)強(qiáng)弱的是A． B． C． D．二多選題：16?！?013·西安一中第一學(xué)期期末考試題】假設(shè)太陽(yáng)系中天體的密度不變，天體直徑和天體之間距離都縮小到原來的一半，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列物理量變化正確的是()A．地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半B．地球的向心力變?yōu)榭s小前的eq\f（1,16）C．地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同D．地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半17.【2014·山西高三四校聯(lián)考】氣象衛(wèi)星是用來拍攝云層照片，觀測(cè)氣象資料和測(cè)量氣象數(shù)據(jù)的.我國(guó)先后自行成功研制和發(fā)射了“風(fēng)云Ⅰ號(hào)”和“風(fēng)云Ⅱ號(hào)”兩顆氣象衛(wèi)星，“風(fēng)云Ⅰ號(hào)"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(fēng)云Ⅱ號(hào)"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(fēng)云Ⅰ號(hào)”衛(wèi)星比“風(fēng)云Ⅱ號(hào)”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18.【2013·山西沂州一中高三聯(lián)考】一行星繞恒星作圓周運(yùn)動(dòng).由天文觀測(cè)可得，其運(yùn)動(dòng)周期為T，速度為v，引力常量為G,則A．恒星的質(zhì)量為

B．行星的質(zhì)量為C．行星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為D．行星運(yùn)動(dòng)的加速度為19.【2014·太原五中12月高三月考】隨著我國(guó)登月計(jì)劃的實(shí)施，我國(guó)宇航員登上月球已不是夢(mèng)想；假如我國(guó)宇航員登上月球并在月球表面附近以初速度v0豎直向上拋出一個(gè)小球，經(jīng)時(shí)間t后回到出發(fā)點(diǎn).已知月球的半徑為R，萬有引力常量為G,則下列說法正確的是：A.月球表面的重力加速度為v0/tB.月球的質(zhì)量為C。宇航員在月球表面獲得的速度就可能離開月球表面圍繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)D。宇航員在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的繞行周期為考點(diǎn)：豎直上拋運(yùn)動(dòng)萬有引力定律牛頓第二定律

20。【2014·新余高三上學(xué)期期末質(zhì)檢】某同學(xué)畫出“天宮一號(hào)"和“神舟八號(hào)”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的假想圖如圖所示，A代表“天宮一號(hào)"，B代表“神舟八號(hào)"，虛線為各自的軌道。由此假想圖，可以判定下列選項(xiàng)錯(cuò)誤的是（）

A．“天宮一號(hào)"的運(yùn)行速率大于“神舟八號(hào)”的運(yùn)行速率

B．“天宮一號(hào)”的周期小于“神舟八號(hào)”的周期

C．“天宮一號(hào)"的向心加速度大于“神舟八號(hào)”的向心加速度

D．“神舟八號(hào)”適度加速有可能與“天宮一號(hào)"實(shí)現(xiàn)對(duì)接21.【2013·景德鎮(zhèn)高三第二次質(zhì)檢】一宇宙飛船沿橢圓軌道Ⅰ繞地球運(yùn)行，機(jī)械能為E,通過遠(yuǎn)地點(diǎn)P時(shí)，速度為v,加速度大小為a,如圖所示，當(dāng)飛船運(yùn)動(dòng)到P時(shí)實(shí)施變軌，轉(zhuǎn)到圓形軌道Ⅱ上運(yùn)行，則飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)行時(shí)（)．A．速度大于v B．加速度大小為aC．機(jī)械能等于E D．機(jī)械能大于E【答案】ABD【解析】試題分析：當(dāng)飛船運(yùn)動(dòng)到P時(shí)要加速實(shí)施變軌，所以速度大于v，AD正確;根據(jù)萬有引力定律，加速度由飛船到地球的距離決定，所以加速度大小均為a，B選項(xiàng)正確。考點(diǎn)：ABD22.【2014·桑植一中高三聯(lián)考】2011年，我國(guó)計(jì)劃在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征二號(hào)F”運(yùn)載火箭將“神舟八號(hào)衛(wèi)星”送入太空預(yù)定軌道．衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌道為一橢圓，如圖所示,地球的球心位于該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，A、兩點(diǎn)分別是衛(wèi)星運(yùn)行軌道上的近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)．若A點(diǎn)在地面附近，且衛(wèi)星所受阻力可以忽略不計(jì)，則（）A．運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)其速率可能等于7．9km/sB．運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)其速率一定大于7．9km/sC．若要衛(wèi)星在B點(diǎn)所在的高度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需在B點(diǎn)加速 D．若要衛(wèi)星在點(diǎn)所在的高度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需在點(diǎn)加速23.【2014·吉林一中高三11月月考】1970年4月24日，我國(guó)自行設(shè)計(jì)、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”發(fā)射成功，開創(chuàng)了我國(guó)航天事業(yè)的新紀(jì)元．“東方紅一號(hào)”的運(yùn)行軌道為橢圓軌道，其近地點(diǎn)M和遠(yuǎn)地點(diǎn)N的高度分別為439km和2384km,則 （）A．衛(wèi)星在N點(diǎn)的速度小于7．9km/sB．衛(wèi)星在N點(diǎn)的速度大于7．9km/sC．衛(wèi)星在M點(diǎn)的加速度大于N點(diǎn)的加速度D．衛(wèi)星在N點(diǎn)若再適當(dāng)加速則可進(jìn)入過N點(diǎn)的圓軌道運(yùn)行【答案】ACD

【解析】

試題分析：7．9km/s是最小的發(fā)射速度，但是最大的環(huán)繞速度，所以衛(wèi)星在N點(diǎn)的速度小于7．9km/s，A正確，B錯(cuò)誤;衛(wèi)星的加速度是由萬有引力提供的,與地球的距離越大萬有引力越小，加速度越小，所以M點(diǎn)的加速度大于N點(diǎn)的加速度，C正確；衛(wèi)星在N點(diǎn)時(shí)做近心運(yùn)動(dòng)，，要滿足兩者相等做圓周運(yùn)動(dòng)，可以適當(dāng)加速,D正確?？键c(diǎn)：本題考查了萬有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)

24.【2014·吉林一中高三11月月考】我國(guó)“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星于2010年10月1日18時(shí)59分57秒在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,并獲得了圓滿成功．發(fā)射的大致過程是：先將衛(wèi)星送入繞地橢圓軌道，再點(diǎn)火加速運(yùn)動(dòng)至月球附近被月球“俘獲”而進(jìn)入較大的繞月橢圓軌道，又經(jīng)三次點(diǎn)火制動(dòng)“剎車"后進(jìn)入近月圓軌道，在近月圓軌道上繞月運(yùn)行的周期是118分鐘．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．則 （） A．僅憑上述信息及數(shù)據(jù)能算出月球的半徑 B．僅憑上述信息及數(shù)據(jù)能算出月球上的第一宇宙速度 C．僅憑上述信息及數(shù)據(jù)能算出月球的質(zhì)量和密度 D．衛(wèi)星沿繞地橢圓軌道運(yùn)行時(shí),衛(wèi)星上的儀器處于完全失重狀態(tài)三計(jì)算題:25.【2014·懷