學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精2014屆高三名校物理試題解析分項匯編（新課標Ⅱ版）（第03期）專題06萬有引力定律精選名校試題單項選擇題1.【2014·貴州省六校聯盟高三第一次聯考】如圖所示，將衛星發射至近地圓軌道1,然后再次點火,將衛星送入同步軌道3,軌道1、2相切于Q點，2、3相切于P點，則當衛星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（）A．衛星在軌道2上經過Q點時的速度小于它在軌道2上經過P點時的速度B．衛星在軌道1上經過Q點時的加速度等于它在軌道2上經過Q點時的加速度C．衛星從軌道1變軌到軌道3的過程中衛星動能變小，衛星的重力勢能增加，但衛星的機械能守恒D．衛星在同步軌道3上的角速度等于在軌道1上的角速度2。【2014·遼寧省遼寧師大附中高三上期期中考試】太空被稱為是21世紀技術革命的搖籃．擺脫地球引力,在更“純凈”的環境中探求物質的本質,撥開大氣層的遮蓋，更直接地探索宇宙的奧秘,一直是科學家們夢寐以求的機會．“神州號”兩次載人飛船的成功發射與回收給我國航天界帶來足夠的信心，我國提出了載人飛船——太空實驗室——空間站的三部曲構想．某宇航員要與軌道空間站對接，飛船為了追上軌道空間站A.只能從較低軌道上加速B。只能從較高軌道上加速C。只能從空間站同一高度的軌道上加速D。無論在什么軌道上，只要加速都行3.【2014·遼寧省撫順二中高三上期期中考試】下表是火星和地球部分數據對照表，把火星和地球視為勻質理想球體,它們繞太陽的運動近似看作勻速圓周運動,從表中數據可以分析得出不正確的是（）質量(kg）公轉周期（d天）自轉周期（h小時）近似公轉軌道半徑（m）星球半徑（m)火星6。421×1023686。9824。622。28×10113.395×106地球5.976×1024365.2623.931。50×10116.378×106A。地球所受向心力較大 B.地球公轉動能較大C。火星的第一宇宙速度較大 D。火星兩極處地表重力加速度較小 考點：本題考查萬有引力定律的應用。4.【2014·遼寧省五校協作體高三上期期中考試】一顆人造地球衛星，在地面時，所受萬有引力大小為F;當它被送到距地心的距離為地球半徑2倍的運行軌道后，所受萬有引力大小為（）A．FD．FC．FB．3F5.【2014·黑龍江省雙鴨山市一中高三12月月考】太陽圍繞銀河系中心的運動可視為勻速圓周運動，其運動速度約為地球公轉速度的7倍，軌道半徑約為地球公轉道半徑的2×109倍，為了粗略估算銀河系中恒星的數目，可認為銀河系中所有恒星的質量都集中在銀河系中心,且銀河系中恒星的平均質量約等于太陽質量，則銀河系中恒星數目約為（）A．109B．1011 C．1013 【答案】B【解析】試題分析：設銀河系的質量為M1,太陽的質量為M2，地球的質量為m，太陽繞銀河系的速度為v1，地球的公轉速度為v2,由萬有引力提供向心力可知：,解得,B正確．考點:本題考查萬有引力定律的應用．6.【2014·遼寧省新民市第一高級中學高三上期期末考試】隨著航天技術的發展，在地球周圍有很多人造飛行器，其中有一些已超過其設計壽命且能量耗盡。每到太陽活動期，地球的大氣層會變厚,這時有些飛行器在大氣阻力的作用下，運行的軌道高度將逐漸降低（在其繞地球運動的每一周過程中,軌道高度變化很小,均可近似視為勻速圓周運動）。為了避免飛行器墜入大氣層后對地面設施及人員造成安全威脅，人們設想發射導彈將其在運行軌道上擊碎。具體設想是：在導彈的彈頭脫離推進裝置后，經過一段無動力飛行，從飛行器后下方逐漸接近目標，在進入有效命中距離后引爆彈頭并將該飛行器擊碎。對于這一過程中的飛行器及彈頭，下列說法中正確的是(）A．飛行器軌道高度降低后,它做圓周運動的速率變大B．飛行器軌道高度降低后，它做圓周運動的周期變大C．彈頭在脫離推進裝置之前，始終處于失重狀態D．彈頭引爆前瞬間，彈頭的加速度一定小于此時飛行器的加速度7.【2014·北京市東城區普通校高三第一學期12月聯考試卷】“嫦娥二號"環月飛行的高度為100km，所探測到的有關月球的數據將比環月飛行高度為200km的“嫦娥一號”更加詳實。若兩顆衛星環月的運行均可視為勻速圓周運動，運行軌道如圖4所示。則A．“嫦娥二號”環月運行的周期比“嫦娥一號”大 B．“嫦娥二號”環月運行的線速度比“嫦娥一號”小C．“嫦娥二號”環月運行的向心加速度比“嫦娥一號"大D．“嫦娥二號"環月運行的向心力與“嫦娥一號”相等【答案】C【解析】8。【2014·北京市東城區示范校高三第一學期12月聯考試卷】現有兩顆繞地球勻速圓周運動的人造地球衛星A和B，它們的軌道半徑分別為rA和rB.如果rA>rB,則A。衛星A的運動周期比衛星B的運動周期大B.衛星A的線速度比衛星B的線速度大C.衛星A的角速度比衛星B的角速度大D.衛星A的加速度比衛星B的加速度大【答案】A9。【2014·北京市石景山區高三第一學期期末考試】如圖5所示，兩顆“近地"衛星1和2都繞地球做勻速圓周運動，衛星2的軌道半徑更大些．兩顆衛星相比較,下列說法中正確的是A．衛星2的向心加速度較大B．衛星2的線速度較大C．衛星2的周期較大D．衛星2的角速度較大10.【2014·北京市通州區高三1月份摸底考試】“嫦娥一號”是我國首次發射的探月衛星,它在距月球表面高度為h的圓形軌道上運行，運行周期為T。已知引力常量為G,月球的半徑為R。利用以上數據估算月球質量的表達式為A． B． C． D．11.【2014·甘肅省武威市第六中學高三第四次月考】2013年6月20日上午10點神舟十號航天員首次面向中小學生開展太空授課和天地互動交流等科普教育活動，這是一大亮點。“神舟十號”在繞地球做勻速圓周運動的過程中，下列敘述不正確的是(）A．指令長聶海勝做了一個“太空打坐"，是因為他不受力B．懸浮在軌道艙內的水呈現圓球形C．航天員在軌道艙內能利用彈簧拉力器進行體能鍛煉D．盛滿水的敞口瓶，底部開一小孔，水不會噴出12.【2014·貴州省六盤水市六校聯合統考高三12月月考】假設月球半徑為,月球表面的重力加速度為。“嫦娥三號”飛船沿距月球表面高度為3的圓形軌道Ⅰ運動，到達軌道的點，點火變軌進入橢圓軌道Ⅱ，到達軌道Ⅱ的近月點再次點火進入近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運動.下列判斷正確的是(）A．飛船在軌道Ⅲ跟軌道Ⅰ的線速度大小之比為1:2B．飛船在軌道Ⅰ繞月球運動一周所需的時間為C．飛船在點點火變軌后，動能減小D．飛船在Ⅱ軌道上由A點運動到B點的過程中，動能減小【答案】C【解析】試題分析:飛船在軌道Ⅲ和軌道Ⅰ上做勻速圓周運動，均由萬有引力提供向心力，設月球的質量為M，飛船的質量為m，則由牛頓第二定律和萬有引力定律得:，解得：,即，故,所以A錯誤;飛船在軌道Ⅰ繞月球運動，萬有引力充當向心力，則13.【2014·甘肅省武威市第六中學高三第四次月考】宇宙中，兩顆靠得比較近的恒星，只受到彼此之間的萬有引力作用互相繞轉，稱之為雙星系統，設某雙星系統繞其連線上的O點做勻速圓周運動，如圖所示。若AO＜OB，則（）OOABA．星球A的向心力一定大于B的向心力B．星球A的線速度一定大于B的線速度C．星球A的角速度一定小于B的角速度D．星球A的質量一定大于B的質量14．【2014·北京市通州區高三1月份摸底考試】A．由于氣體阻力做負功，衛星的動能逐漸減小B．由于地球引力做正功，引力勢能一定減小C．由于氣體阻力做功可忽略,因此機械能保持不變D．衛星克服氣體阻力做的功等于引力勢能的減小15。【2013·北京市豐臺區高三第一學期期末考試】已知地球的質量為M，半徑為R，自轉周期為T，地球表面處的重力加速度為g。地球同步衛星的質量為m，離地面的高度為h.利用上述物理量，可推算出地球同步衛星的環繞速度表達式為A.B。C。D。16.【2014·黑龍江省牡丹江一中高三10月月考】某研究小組用天文望遠鏡對一顆行星進行觀測，發現該行星有一顆衛星，衛星在行星的表面附近繞行,并測得其周期為T，已知引力常量為G，根據這些數據可以估算出（）A．行星的質量 B．行星的半徑C．行星的平均密度 D．行星表面的重力加速度17.【2014·海南省瓊海市嘉積中學高三上學期教學質量監測】一人造地球衛星繞地球做勻速圓周運動，假如該衛星變軌后做勻速圓周運動,動能減小為原來的1/4,不考慮衛星質量的變化，則變軌前后衛星的A、向心加速度大小之比為4：1B、角速度大小之比為2:1C、周期之比為1：8D、軌道半徑之比為1：218。【2014·黑龍江省牡丹江一中高三10月月考】“嫦娥一號”衛星發射后通過自帶的小型火箭多次變軌，進入地月轉移軌道，最終被月球引力捕獲,成為繞月衛星，并開展對月球的探測。已知衛星繞月運動的周期約為127分鐘，月球繞地球運動的軌道半徑與衛星繞月球運動的軌道半徑之比約為220。利用上述數據以及日常的天文知識，可估算出地球對衛星與月球對衛星的萬有引力的比值約為（）A．2×10-3B．0.2C．7D．2×102【答案】A19。【2014·黑龍江省牡丹江一中高三10月月考】某顆人造地球衛星離地面的高度是地球半徑的倍，那么該衛星運行速度是地球第一宇宙速度的（）A．倍 B．倍 C．倍 D．倍【答案】D【解析】

試題分析:第一宇宙速度滿足:,造地球衛星離地面的高度是地球半徑的倍J時速度滿足，兩式對照得D正確。考點：本題考查萬有引力定律、圓周運動、第一宇宙速度。二、多項選擇題20。【2013·貴州省天柱民中、錦屏中學、黎平一中、黃平民中高三上期期末聯考】2012年初，我國宣布北斗導航系統正式商業運行。北斗導航系統又被稱為“雙星定位系統"，具有導航、定位等功能。“北斗”系統中兩顆工作星均繞地心O做勻速圓周運動，軌道半徑均為r，某時刻兩顆工作衛星分別位于軌道上的A、B兩位置（如圖所示)。若衛星均順時針運行，地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R,不計衛星間的相互作用力。則（）A．這兩顆衛星的加速度大小相等，均為B．衛星l由位置A運動至位置B所需的時間為C．衛星l向后噴氣就一定能追上衛星2D．衛星1由位置A運動到位置B的過程中萬有引力做正功21。【2013·遼寧省某重點中學高三上期期末考試】如圖5所示,a為地球赤道上的物體；b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛星；c為地球同步衛星。關于a、b、c做勻速圓周運動的說法中正確的是(）A．角速度的大小關系為B．向心加速度的大小關系為C．線速度的大小關系為D．周期關系為22。【2014·遼寧省沈陽市高三教學質量監測(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、地球的質量B．地球與其同步衛星之間的引力C．第一宇宙速度D．地球同步衛星的高度23。【2013·遼寧省五校協作體高三第二次模擬考試】2010年10月“嫦娥二號”衛星成功發射，長征三號丙火箭直接將衛星由繞地軌道送入200km~38×104A．離開地球時，地球的萬有引力對衛星做負功，重力勢能增加;接近月球時月球引力做正功，衛星動能減小B．開始在200kmC．在進入不同高度的繞月軌道時，離月球越近，運動的線速度越大,角速度越小D．在某個繞月圓形軌道上，如果發現衛星高度偏高，可以通過向前加速實現糾偏24。【2014·云南省部分名校高三12月統一考試】美國科學家通過射電望遠鏡觀察到宇宙中存在一些離其他恒星較遠的、由質量相等的三顆星組成的三星系統：三顆星位于同一直線上，兩顆環繞星圍繞中央星在同一半徑為R的圓形軌道上運行.設每個星體的質量均為M，忽略其它星體對它們的引力作用，則A．環繞星運動的角速度為B．環繞星運動的線速度為C．環繞星運動的周期為4πD．環繞星運動的周期為2π25。【2014·遼寧省撫順市六校聯合體高三上期期中考試】隨著世界航空事業的發展，深太空探測已逐漸成為各國關注的熱點。假設深太空中有一顆外星球，質量是地球質量的2倍，半徑是地球半徑的，則下列判斷正確的是(）A．該外星球的同步衛星周期一定小于地球同步衛星周期B．某物體在該外星球表面上所受重力是它在地球表面上所受重力的8倍C．該外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D．繞該外星球的人造衛星和以相同軌道半徑繞地球的人造衛星運行速度相同26.【2014·黑龍江省雙鴨山市一中高三上期期中考試】發射地球同步衛星要經過三個階段：先將衛星發射至近地圓軌道1,然后使其沿橢圓軌道2運行，最后將衛星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點,如圖所示。當衛星分別在1、2、3軌道上正常運行時，其中說法正確的是()A衛星在軌道1上經過Q點時的加速度等于它在軌道2上經過Q點時的加速度B衛星在軌道3上的動能小于它在軌道1上的動能C衛星在軌道3上的引力勢能小于它在軌道1上的引力勢能D衛星在軌道3上的機械能大于它在軌道1上的機械能27.【2014·黑龍江省牡丹江一中高三10月月考】目前在地球同步軌道上運行的同步衛星，下列說法中正確的是（)A．向心力大小相同B．周期相同C．向心加速度相同D．離地心的距離相同【答案】BD【解析】

試題分析：同步衛星繞地球做勻速圓周運動的衛星,它們運動周期與地球自轉周期相等，因此根據開普勒定律,則離地心的距離相同，所以B、D正確;但在不同位置，加速度方向不同，則C錯,又由于不同衛星質量可能不同,則向心力大小不一定相同,則錯.考點:本題考查向心加速度、人造衛星、同步衛星、萬有引力及其在天體運動中應用。28.【2014·海南省瓊海市嘉積中學高三上學期教學質量監測】美國“新地平線”號探測器借助“宇宙神-5”火箭，從佛羅里達州卡納維拉爾角肯尼迪航天中心發射升空，開始長達9年的飛向冥王星的太空之旅。擁有3級發動機的“宇宙神—5”重型火箭將以每小時5.76萬公里的驚人速度把“新地平線”號送離地球，這個冥王星探測器將成為人類有史以來發射速度最高的飛行器.這一速度A、大于第一宇宙速度B、等于第二宇宙速度C、大于第三宇宙速度D、小于并接近于第三宇宙速度29.【2014·海南省瓊海市嘉積中學高三上學期教學質量監測】下列說法中正確的是A、根據公式v=ωr，衛星運動的軌道半徑增大到原來的2倍仍做圓周運動，則線速度增大到原來的2倍.B、根據公式F=GMm/r2，衛星運動的軌道半徑增大到原來的2倍仍做圓周運動，則向心力減少到原來的1/4C、地球同步衛星的角速度雖被確定，但高度和速度可以選擇，高度增加，速度增大，高度降低，速度減小D、地球同步衛星和地球自轉同步，因此同步衛星的高度和速度是一定的，且地球同步衛星只能定點在赤道上空【答案】BD

【解析】

試題分析：根據萬有引力提供衛星的向心力，由F=GMm/r2可知軌道半徑增大到原來的2倍,則向心力減少到原來的1/4B正確；根據,所以有:，半徑增大到原來的2倍，則線速度變為原來的倍，A錯誤；同步衛星周期為24h固定不變，根據可知高度和速度是一定的，C錯誤，D正確。

考點：本題考查了萬有引力與衛星問題。

30.【2014·貴州省遵義市第四中學高三上學期第三次月考】一宇宙飛船繞地心做半徑為r的勻速圓周運動，飛船艙內有一質量為m的人站在可稱體重的臺秤上．用R表示地球的半徑，g表示地球表面處的重力加速度大小，g′表示宇宙飛船所在處的地球引力加速度大小,a表示宇宙飛船做圓周運動的向心加速度大小，V表示宇宙飛船做圓周運動的線速度大小，FN表示人對秤的壓力,下面說法中正確的是()A．FN＝0B．g′＝ａC．D．非選擇題31.【2014·遼寧省五校協作體高三上期期中考試】某星球半徑為R，一物體在該星球表面附近自由下落,若在連續兩個T時間內下落的高度依次為h1、h2，則該星球的第一宇宙速度為。（2分)考點:考查了自由落體運動，第一宇宙速度32。【2014·北京市大興區高三第一學期期末試卷】（7分）“嫦娥三號”探測器于2013年12月2日凌晨在西昌發射中心發射成功。“嫦娥三號”經過幾次成功變軌以后，探測器狀態極其良好，成功進入繞月軌道。12月14日21時11分,“嫦娥三號”探測器在月球表面預選著陸區域成功著陸，標志我國已成為世界上第三個實現地外天體軟著陸的國家。設“嫦娥三號”探測器環繞月球的運動為勻速圓周運動，它距月球表面的高度為h，已知月球表面的重力加速度為g、月球半徑為R，引力常量為G,則(1）探測器繞月球運動的向心加速度為多大；（2）探測器繞月球運動的周期為多大。33。【2014·北京市東城區示范校高三第一學期12月聯考試卷】有一質量為m的衛星以軌道半徑為r、周期為T環繞某行星做圓軌道運動，已知引力常量為G。求：（1）行星的質量M;（2）作用于衛星上的引力F；（3）若行星的半徑是衛星軌道半徑的，行星表面的重力加速度g是多大？【答案】（1）（2）（3）【解析】34。【2014·遼寧省五校協作體高三上期期中考試】(8分）2008年9月27日，“神舟七號”宇宙飛船載著翟志剛等三名航天員進入了太空，中國航天員首次實現了在太空的艙外活動，這是我國航天發展史上的又一里程碑。已知萬有引力常量為G,地球質量為M，地球半徑為R。飛船繞地球做勻速圓周運動的過程中，距地面的高度為h，求:(1）航天員在艙外活動時的加速度a的大小；（2)飛船繞地球做勻速圓周運動的周期T。35。【2014·貴州省六校聯盟高三第一次聯考】（6分）“健身彈跳球”是最近在少年兒童中特別流行的一項健身益智器材，少年兒童在玩彈跳球時如圖一要雙腳站在彈跳球的水平跳板上，用力向下壓彈跳球，形變的彈跳球能和人一起跳離地面。該過程簡化為：一、形變彈跳球向上恢復原狀，二、人和彈跳球豎直上升，假設小孩質量為m，人和球一起以速度大小v0離開地面還能豎直上升h高（上升過程小孩只受重力作用)，地球半徑為R,引力恒量為G，求(1）、此次起跳過程彈跳球對小孩做多少功？（2）地球的質量為多少？36.【2014·黑龍江省牡丹江一中高三10月月考】天文學家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運行的兩顆恒