2019-2020年高考物理試題分項版匯編系列 專題06 萬有引力與航天（含解析）.doc

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2019-2020年高考物理試題分項版匯編系列 專題06 萬有引力與航天（含解析） 一、單選題 1．科學(xué)家經(jīng)過深入觀測研究，發(fā)現(xiàn)月球正逐漸離我們遠去，并且將越來越暗。有地理學(xué)家觀察了現(xiàn)存擊中鸚鵡螺化石，發(fā)現(xiàn)其貝殼上的波狀螺紋具有樹木年輪一樣的功能，螺紋分許多隔，每隔上波狀生長線在30條左右，與現(xiàn)代農(nóng)歷一個月的天數(shù)完全相同。觀察發(fā)現(xiàn)，鸚鵡螺的波狀生長線每天長一條，每月長一隔。研究顯示，鸚鵡螺的貝殼上的生長線，現(xiàn)代是30條，中生代白堊紀是22條，侏羅紀是18條，奧陶紀是9條。已知地球表面的重力加速度為g，地球半徑為，現(xiàn)在月球到地球的距離約為38萬公里。始終將月球繞地球的運動視為圓周軌道，由以上條件可以估算奧陶紀月球到地球的距離約為（） A. B. C. D. 【答案】A 2．2017年6月15日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號乙運載火箭成功發(fā)射硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星“慧眼”?！盎垩邸钡某晒Πl(fā)射將顯著提升我國大型科學(xué)衛(wèi)星研制水平，填補我國國X射線探測衛(wèi)星的空白，實現(xiàn)我國在空間高能天體物理領(lǐng)域由地面觀測向天地聯(lián)合觀測的超越。“慧眼”研究的對象主要是黑洞、中子星和射線暴等致密天體和爆發(fā)現(xiàn)象。在利用“慧眼”觀測美麗的銀河系時，若發(fā)現(xiàn)某雙黑洞間的距離為L，只在彼此之間的萬有引力作用下做勻速圓周運動，其運動周期為T，引力常量為G，則雙黑洞總質(zhì)量為（） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】對雙黑洞中的任一黑洞：得 對另一黑洞：得 又聯(lián)立可得： 則即 雙黑洞總質(zhì)量。故A項正確。 點睛：雙星模型與衛(wèi)星模型是萬有引力部分的典型模型，要能熟練應(yīng)用。 3．在物理學(xué)理論建立的過程中，有許多偉大的科學(xué)家做出了貢獻。下列關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻的敘述中，符合史實的是 A. 安培最先發(fā)現(xiàn)電流能夠產(chǎn)生磁場 B. 牛頓通過扭秤實驗，測出了引力常量 C. 笛卡兒巧妙地利用“月一地”檢驗，證明了天、地引力的統(tǒng)一 D. 法拉第不僅提出了場的概念，而且還引入了電場線和磁場線的概念 【答案】D 【解析】A. 奧斯特第通過實驗研究，發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場，故A錯誤； B. 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪許利用扭秤實驗巧妙地測出了萬有引力常量G，故B錯誤； C. 牛頓巧妙地利用“月一地”檢驗，證明了天、地引力的統(tǒng)一，故C錯誤； D. 法拉第不僅提出了場的概念，而且還引入了電場線和磁場線的概念，故D正確； 故選：D。 4．下列說法正確的是（　?。? A. 密立根通過油滴實驗測得了基本電荷的數(shù)值 B. 卡文迪許最先通過實驗測出了靜電力常量 C. 庫侖研究了電荷之間的作用力，安培提出了電荷周圍存在著它產(chǎn)生的電場 D. 奧斯特發(fā)現(xiàn)了判定電流產(chǎn)生磁場方向的右手螺旋定則 【答案】A 【解析】密立根通過油滴實驗測得了基本電荷的數(shù)值,選項A正確；卡文迪許最先通過實驗測出了萬有引力常量，選項B錯誤；庫侖研究了電荷之間的作用力，法拉第提出了電荷周圍存在著它產(chǎn)生的電場，選項C錯誤；安培發(fā)現(xiàn)了判定電流產(chǎn)生磁場方向的右手螺旋定則，選項D錯誤；故選A. 5．天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運動，并測出了行星的軌道半徑和運行周期，萬有引力恒量為，由此可推算出（） A. 行星的質(zhì)量 B. 行星的加速度 C. 恒星的質(zhì)量 D. 恒星的密度 【答案】BC 【解析】行星圍繞恒星轉(zhuǎn)動時，萬有引力提供向心力：，a=當(dāng)知道行星的軌道半徑和運行周期時，可以求出恒星的質(zhì)量及行星的加速度，無法求出行星的質(zhì)量及恒星的密度，，故BC正確，AD錯誤。 6．地球和木星繞太陽運行的軌道都可以看作是圓形．已知木星的軌道半徑約為地球軌道半徑的5.2倍，則木星與地球繞太陽運行的線速度之比約為(　　) A. 0.19 B. 0.44 C. 2.3 D. 5.2 【答案】B 【解析】由得：，所以有：，B正確；ACD錯誤； 故選B。 視頻 7．天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運動，并測出了行星的軌道半徑和運行周期，萬有引力恒量為，由此可推算出（） A. 行星的質(zhì)量 B. 行星的加速度 C. 恒星的質(zhì)量 D. 恒星的密度 【答案】BC 【解析】行星圍繞恒星轉(zhuǎn)動時，萬有引力提供向心力：，a=當(dāng)知道行星的軌道半徑和運行周期時，可以求出恒星的質(zhì)量及行星的加速度，無法求出行星的質(zhì)量及恒星的密度，，故BC正確，AD錯誤。 8．質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時，其引力勢能可表示為Ep＝－，其中G為引力常量，M為地球質(zhì)量。假設(shè)該衛(wèi)星原來在半徑為R1的軌道上繞地球做勻速圓周運動，由于受到極稀薄空氣摩擦的作用，飛行一段時間后其圓周運動的半徑變?yōu)镽2，則在此過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為（） A. GMm() B. GMm() C. () D. () 【答案】C 【點睛】求出衛(wèi)星在半徑為圓形軌道和半徑為的圓形軌道上的動能，從而得知動能的減小量，通過引力勢能公式求出勢能的增加量，根據(jù)能量守恒求出熱量． 9．如圖所示,a是地球赤道上的一點,某時刻在a的正上方有三顆衛(wèi)星b、c、d,他們的圓軌道與赤道平面共面,各衛(wèi)星的運行方向均與地球自轉(zhuǎn)方向相同(順時針方向,圖(甲)中已標出).其中d是地球同步衛(wèi)星.從該時刻起,經(jīng)過一段時間t(在t時間內(nèi),b衛(wèi)星還沒有運行完一周),各衛(wèi)星相對a的位置最接近實際的是下圖中的( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：，解得：T=2π，軌道半徑r越大，周期T越大，則角速度越小，所以經(jīng)過相同的時間，三個衛(wèi)星中，b轉(zhuǎn)過的角度最大，c次之，d最小，d為同步衛(wèi)星，與赤道上的a保持相對靜止．故ABD錯誤，C正確．故選C． 10．發(fā)射地球同步衛(wèi)星要經(jīng)過三個階段：先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后使其沿橢圓軌道2運行，最后將衛(wèi)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，如題圖所示．當(dāng)衛(wèi)星分別在軌道1、2、3上正常運行時，則以下說法正確的是（ ） A. 衛(wèi)星在軌道3上的運行速率大于7.9km/s B. 衛(wèi)星在軌道3上的機械能小于它在軌道1上的機械能 C. 衛(wèi)星在軌道3上的運行速率小于它在軌道1上的運行速率 D. 衛(wèi)星沿軌道1經(jīng)過Q點時的加速度小于軌道2經(jīng)過Q點時的加速度 【答案】C 【解析】為最大環(huán)繞速度，則衛(wèi)星在軌道上的運行速率小于，故A錯誤；衛(wèi)星從軌道1到軌道3需要克服引力做較多的功，故在軌道3上機械能較大，故B錯誤；依據(jù)萬有引力公式．，則衛(wèi)星在軌道上的運行速率小于它在軌道上的運行速率，故C正確；依據(jù)牛二定律．衛(wèi)星沿軌道經(jīng)過點時的加速度等于軌道經(jīng)過點時的加速度，故D錯誤．故選C． 點睛：解答此類問題就是根據(jù)人造衛(wèi)星的萬有引力等于向心力，列式求出線速度、向心加速度、和向心力的表達式進行討論即可． 11．a(chǎn)是地球赤道上一幢建筑，b是在赤道平面內(nèi)做勻速圓周運動的衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，已知b的軌道半徑為c的，某一時刻b、c剛好位于a的正上方（如圖所示），經(jīng)48 h，a、b、c的大致位置是四個選項中的 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】由于a物體和同步衛(wèi)星c的周期都為24h．所以48h后兩物體又回到原位置， 根據(jù)開普勒第三定律得 解得 然后再算b衛(wèi)星在48小時內(nèi)運行的圈數(shù)圈，故B正確，ACD錯誤； 故選B。 12．2016年8月16日，墨子號量子科學(xué)實驗衛(wèi)星成功發(fā)射升空，這標志著我國空間科學(xué)研究又邁出重要一步。已知衛(wèi)星在距地球表面高度為h的圓形軌道上運動，運行周期為T，引力常量為G，地球半徑為R，則地球的質(zhì)量可表示為（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】根據(jù)萬有引力提供向心力有： 解得：M=，故B正確，ACD錯誤。 故選：B. 13．地球赤道上的重力加速度為g，物體在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a，衛(wèi)星甲、乙、丙在如圖所示的三個橢圓軌道上繞地球運行，衛(wèi)星甲和乙的運行軌道在P點相切。不計阻力，以下說法正確的是（ ） A. 如果地球的轉(zhuǎn)速為原來的倍，那么赤道上的物體將會“飄”起來而處于完全失重狀態(tài) B. 衛(wèi)星甲、乙分別經(jīng)過P點時的速度相等 C. 衛(wèi)星甲的機械能最大 D. 衛(wèi)星甲的周期最小 【答案】A 【解析】物體在赤道上隨地球轉(zhuǎn)動時，根據(jù)牛頓定律：；當(dāng)物體飄起來的時候，萬有引力完全提供向心力，則此時物體的向心加速度為，即此時的向心加速度a′=g+a；根據(jù)向心加 14．如圖所示，“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標飛行器于北京時間2011年11月3日凌晨實現(xiàn)剛性連接，形成組合體，使中國載人航天首次空間交會對接試驗獲得成功．若已知地球的自轉(zhuǎn)周期T、地球半徑R、地球表面的重力加速度g、組合體運行的軌道距地面高度為h，下列表達式正確的是（　　） A. 組合體所在軌道處的重力加速度 B. 組合體圍繞地球作圓周運動的角速度大小 C. 組合體的線速度大小 D. 組合體的運行周期 【答案】D 【解析】地球表面的物體受到的重力等于萬有引力，即：，則：，組合體繞地球做圓周運動，萬有引力提供向心力； A、由萬有引力定律得：，解得：，故A錯誤； B、由萬有引力定律得：，解得：，故B錯誤； C、由萬有引力定律得：，解得：，組合體的軌道半徑：，組合體的周期：，組合體的線速度：，故C錯誤； D、由萬有引力定律得：，解得：，故D正確； 點睛：本題考查了萬有引力定律的應(yīng)用，知道萬有引力提供向心力，應(yīng)用萬有引力公式與牛頓第二定律即可解題，解題時注意“黃金代換”的應(yīng)用。 15．火星探測器繞火星近地做圓周軌道飛行，其線速度和相應(yīng)的軌道半徑為v0和R0，火星的一顆衛(wèi)星在圓軌道上的線速度和相應(yīng)的軌道半徑為v和R，則下列關(guān)系正確的是（　?。? A. lg（）=lg（） B. lg（）=2lg（） C. lg（）=lg（） D. lg（）=2lg(） 【答案】A 【解析】人造衛(wèi)星的向心力由萬有引力提供，故有① ② 由①②兩式得 由對數(shù)運動算可得 所以，故A正確，BCD錯誤； 故選A。 16．2016年10月19日，天宮二號空間實驗室與神舟十一號載人飛船在距地面393公里的軌道高度交會對接成功。由此消息對比神舟十一號與地球同步衛(wèi)星的認識，正確的是（ ） A. 神舟十一號載人飛船中宇航員沒有受到力的作用 B. 神舟十一號載人飛船的周期為24小時 C. 神舟十一號載人飛船的周期小于同步衛(wèi)星的周期 D. 神舟十一號載人飛船中天平可以正常使用 【答案】C 【解析】飛船繞地球做勻速圓周運動，宇航員仍然受到萬有引力，只是萬有引力提供圓周運動的向心力；故A錯誤；神舟十一號的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，則由可知，神舟十一號的運行周期小于同步衛(wèi)星的周期，即小于24小時．故B錯誤，C正確；神舟十一號載人飛船中天平處于完全失重狀態(tài)，不能正常使用；故D錯誤；故選C. 點睛：解決本題的關(guān)鍵是理解宇宙員處于完全失重狀態(tài)，靠地球的萬有引力提供向心力，做圓周運動；明確飛船上所有天體均做勻速圓周運動． 17．行星A和B都是均勻球體，其質(zhì)量之比是1：3，半徑之比是1：3，它們分別有衛(wèi)星a和b，軌道接近各自行星表面，則兩顆衛(wèi)星a和b的周期之比為 （ ） A. 1：27 B. 1：9 C. 1：3 D. 3：1 【答案】C 【解析】: 研究同衛(wèi)星繞行星做勻速圓周運動,根據(jù)萬有引力提供向心力， 由得： 在行星表面運動,軌道半徑可以認為就是行星的半徑. 行星A和B質(zhì)量之比是 ,半徑之比是 則故C正確 綜上所述本題答案是：C 18．由三顆星體構(gòu)成的系統(tǒng)，忽略其他星體對它們的作用，存在著一種運動形式：三顆星體在相互之間的萬有引力作用下，分別位于等邊三角形的三個頂點上，繞某一共同的圓心O在三角形所在的平面內(nèi)做相同角速度的圓周運動(圖為A、B、C三顆星體質(zhì)量不相同時的一般情況)．若A星體質(zhì)量為2m，B、C兩星體的質(zhì)量均為m，三角形的邊長為a，則下列說法正確的是(　　) A. A星體所受合力大小FA＝ B. B星體所受合力大小FB＝ C. C星體的軌道半徑RC＝a D. 三星體做圓周運動的周期T＝π 【答案】D 【解析】A、由萬有引力定律，A星受到B、C的引力的大?。? 方向如圖，則合力的大小為：，A錯誤； B、同上，B星受到的引力分別為：,，方向如圖； FB沿x方向的分力： 故選：D。 19．如圖所示，“天舟一號”貨運飛船與“天宮二號”空間實驗室對接后，組合體在時間t內(nèi)沿圓周軌道繞地球轉(zhuǎn)過的角度為θ，組合體軌道半徑為r，引力常量為G，不考慮地球自轉(zhuǎn)。則（ ） A. 組合體做圓周運動的線速度為 B. 可求出組合體受到地球的萬有引力 C. 地球的質(zhì)量為 D. 可求出地球的平均密度 【答案】C 【解析】A、組合體在時間t內(nèi)沿圓周軌道繞地球轉(zhuǎn)過的角度為 ,則角速度: 所以，故A錯誤； B、因為不知道組合體的質(zhì)量,所以不能求出組合體受到的萬有引力，故B錯誤； C、萬有引力提供組合體的向心力,則: 所以:故C正確； D、根據(jù) ，，但不知道星球自身的半徑，所以無法求地球的平均密度，故D錯誤； 綜上所述本題答案是：C 20．已知地球和月球半徑的比值為4 ，地球和月球表面重力加速度的比值為6 ，則地球和月球密度的比值為 A. B. C. 4 D. 6 【答案】B 【解析】試題分析：在星球表面、重力等于萬有引力，根據(jù)萬有引力定律列式求解出質(zhì)量、由密度定義求解密度表達式進行分析即可． 設(shè)月球的半徑為，地球的半徑為R，月球表面的重力加速度為，地面表面的重力加速度為g，在地球表面，重力等于萬有引力，故，解得，故密度，同理．月球的密度，故地球和月球的密度之比，B正確． 21．在物理學(xué)發(fā)展過程中，有許多科學(xué)家做出了貢獻，下列說法正確的是（ ） A. 牛頓通過多年觀測記錄行星的運動，提出了行星運動的三大定律 B. 卡文迪許發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，被人們稱為“能稱出地球質(zhì)量的人” C. 伽利略利用“理想斜面”得出“力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因”的觀點 D. 開普勒從理論和實驗兩個角度，證明了輕、重物體下落一樣快，從而推翻了古希臘學(xué)者亞里士多德的“小球質(zhì)量越大下落越快”的錯誤觀點 【答案】C 【解析】解: A、開普勒提出了行星運動的三大定律,牛頓在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,故A錯誤. B、牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律后,英國物理學(xué)家卡文迪許利用扭秤實驗裝置比較準確地測出了萬有引力常量G,所以B選項是錯誤的. C、伽利略利用“理想斜面”否定了“力是維持物體運動的原因”的觀點,得出了“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”的觀點,故C正確. D、伽利略從理論和實驗兩個角度,證明了輕、重物體下落一樣快,從而推翻了古希臘學(xué)者亞里士多德的“小球質(zhì)量越大下落越快”的錯誤觀點.故D錯誤. 所以C選項是正確的 22．下列各敘述中正確的是（ ） A. 牛頓總結(jié)出了萬有引力定律并用實驗測出了引力常量 B. 伽利略首先將實驗事實和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)推理）和諧地結(jié)合起來 C. 理想化模型是把實際問題理想化，略去次要因素，突出主要因素，例如質(zhì)點.位移等 D. 用比值定義的物理概念在物理學(xué)中占有相當(dāng)大的比例，例如速度.加速度都是采用了比值法定義的 【答案】B 【解析】牛頓總結(jié)出了萬有引力定律，卡文迪許用實驗測出了引力常量，選項A錯誤；伽利略首先將實驗事實和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)推理）和諧地結(jié)合起來，選項B正確；理想化模型是把實際問題理想化，略去次要因素，突出主要因素，例如質(zhì)點，點電荷等，選項C錯誤；用比值定義的物理概念在物理學(xué)中占有相當(dāng)大的比例，例如速度；加速度不是采用了比值法定義的，選項D錯誤；故選B. 23．“天舟一號”貨運飛船2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空，與“天宮二號”空間實驗室對接前，“天舟一號”在距地面約380km的圓軌道上飛行，已知地球距地面衛(wèi)星的高度約為36000km，則“天舟一號”（　?。? A. 線速度小于地球同步衛(wèi)星的線速度 B. 線速度大于第一宇宙速度 C. 向心加速度小于地球同步衛(wèi)星加速度 D. 周期小于地球自轉(zhuǎn)周期 【答案】D 【解析】A. “天舟一號”的軌道半徑比地球同步衛(wèi)星的小，由開普勒第二定律知其線速度大于同步衛(wèi)星的線速度。故A錯誤； B. 第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動最大的運行速度，“天舟一號”的線速度小于第一宇宙速度。故B錯誤； C. 萬有引力等于向心力，則向心加速度知，“天舟一號”的向心加速度大于地球同步衛(wèi)星的向心加速度，C錯誤； D. 萬有引力等于向心力，得,“天舟一號”的周期小于同步衛(wèi)星的周期，而同步衛(wèi)星的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，D正確。 故選：D。 24．據(jù)報道，2020年前我國將發(fā)射8顆海洋系列衛(wèi)星，包括2顆海洋動力環(huán)境衛(wèi)星和2顆海陸雷達衛(wèi)星(這4顆衛(wèi)星均繞地球做勻速圓周運動)，以加強對黃巖島、釣魚島及西沙群島全部島嶼附近海域的監(jiān)測。設(shè)海陸雷達衛(wèi)星的軌道半徑是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星的n倍，下列說法正確的是( ) A. 在相同時間內(nèi)，海陸雷達衛(wèi)星到地心的連線掃過的面積與海洋動力環(huán)境衛(wèi)星到地心的連線掃過的面積相等 B. 海陸雷達衛(wèi)星做勻速圓周運動的半徑的三次方與周期的平方之比等于海洋動力環(huán)境衛(wèi)星做勻速圓周運動的半徑的三次方與周期的平方之比 C. 海陸雷達衛(wèi)星與海洋動力環(huán)境衛(wèi)星角速度之比為 D. 海陸雷達衛(wèi)星與海洋動力環(huán)境衛(wèi)星周期之比為 【答案】B 【解析】根據(jù)可得，衛(wèi)星到地心的連線掃過的面積為，半徑不同，面積不同，A錯誤；由可知，是一個定值，B正確；根據(jù)可知角速度之比為，C錯誤；根據(jù)可知周期之比為，D錯誤． 25．A、B兩顆人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，A的運行周期大于B的運行周期，則 A. A距離地面的高度一定比B的小 B. A的運行速率一定比B的大 C. A的向心加速度一定比B的小 D. A的向心力一定比B的大 【答案】C D、兩顆衛(wèi)星的向心力都由地球的萬有引力提供，由于兩衛(wèi)星質(zhì)量關(guān)系未知，不能比較向心力的大小，故D錯誤； 故選C。 26．研究發(fā)現(xiàn)太陽系外有一顆適合人類居住的星球A，星球A的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的2倍，直徑約為地球直徑的2倍，其自轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期近似相等.則 A. 同一物體在星球表面的重力約為在地球表面的重力的倍 B. 星球的衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度與地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度近似相等 C. 若星球的衛(wèi)星與地球的衛(wèi)星以相同的軌道半徑運行，則兩衛(wèi)星的線速度大小近似相等 D. 星球的同步衛(wèi)星的軌道半徑與地球的同步衛(wèi)星的軌道半徑近似相等 【答案】B 【解析】A、由可以知道: ,故A錯誤； B、根據(jù)萬有引力提供向心力得: ,得最大環(huán)繞速度: , 即星球的衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度與地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度近似相等，故B正確 C、若星球的衛(wèi)星與地球的衛(wèi)星以相同的軌道半徑運行，根據(jù)萬有引力提供向心力得:，得衛(wèi)星的環(huán)繞速度：則，故C錯誤； D、根據(jù)題給條件星球自轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期近似相等，根據(jù)萬有引力提供向心力得：得： ,故D錯誤； 綜上所述本題答案是：B 27．“天舟一號”貨運飛船于2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空，與“天宮二號”空間實驗室對接前，“天舟一號”在距離地面約380km的圓軌道上飛行，已知地球同步衛(wèi)星距地面的高度約為36000km，則“天舟一號”（ ） A. 線速度小于地球同步衛(wèi)星的線速度 B. 線速度小于第一宇宙速度 C. 向心加速度小于地球同步衛(wèi)星加速度 D. 周期大于地球自轉(zhuǎn)周期 【答案】B 【解析】根據(jù)衛(wèi)星的速度公式，向心加速度公式，周期公式，將“天舟一號”與地球同步衛(wèi)星比較，由于“天舟一號”的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，故“天舟一號”的線速度大于地球同步衛(wèi)星的線速度，向心加速度小于地球同步衛(wèi)星加速度，周期小于地球同步衛(wèi)星的周期，而地球同步衛(wèi)星的周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，所以其周期小于地球自轉(zhuǎn)周期，故ACD錯誤；第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動最大的運行速度，知其線速度小于第一宇宙速度，故B正確；故選B. 【點睛】根據(jù)衛(wèi)星的速度公式，向心加速度公式，周期公式，進行分析；第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動最大的運行速度。 28．如圖所示，A、B為地球的兩個軌道共面的人造衛(wèi)星，運行方向相同，A為地球同步衛(wèi)星，A、B衛(wèi)星的軌道半徑的比值為k，地球自轉(zhuǎn)周期為T0．某時刻A、B兩衛(wèi)星距離達到最近，從該時刻起到A、B間距離最遠所經(jīng)歷的最短時間為（　?。? A. B. C. D. 【答案】C 【解析】由開普勒第三定律得：，設(shè)兩衛(wèi)星至少經(jīng)過時間t距離最遠，即B比A多轉(zhuǎn)半圈，，又，解得：，故選項C正確。 點睛：本題主要考查了開普勒第三定律的直接應(yīng)用，注意只有圍繞同一個中心天體運動才可以使用開普勒第三定律。 29．有一質(zhì)量為M、半徑為R、密度均勻的球體，在距離球心O為2R的地方有一質(zhì)量為m的質(zhì)點，現(xiàn)在從M中挖去一半徑為的球體（如圖），然后又在挖空部分填滿另外一種密度為原來2倍的物質(zhì)，如圖所示。則填充后的實心球體對m的萬有引力為（） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】設(shè)密度為，則， 在小球內(nèi)部挖去直徑為R的球體，其半徑為R/2，挖去小球的質(zhì)量為： =M/8， 故選：A。 點睛：由題意可知，在小球內(nèi)部挖去直徑為R的球體，其半徑為R/2，計算出挖去部分對質(zhì)點的引力，再計算出填充部分對質(zhì)點的引力，用原來整個大球?qū)|(zhì)點的引力減去挖去部分對質(zhì)點的引力，加上填充部分對質(zhì)點的引力即可。 30．如圖所示為a、b兩顆衛(wèi)星運行的示意圖，a為繞地球做橢圓軌道運動的衛(wèi)星，b為地球同步衛(wèi)星，P為兩衛(wèi)星軌道的切點．P、Q分別為橢圓軌道的遠地點和近地點．衛(wèi)星在各自的軌道上正常運行，下列說法中正確的是 A. 衛(wèi)星a、b的周期可能相等 B. 衛(wèi)星a在由近地點Q向遠地點P運行過程中，引力勢能逐漸減小 C. 衛(wèi)星b經(jīng)過P點時的速率一定大于衛(wèi)星a經(jīng)過P點時的速率 D. 衛(wèi)星b經(jīng)過P點時的向心力一定等于衛(wèi)星a經(jīng)過P點時的向心力 【答案】C 【解析】根據(jù)開普勒第三定律，結(jié)合b軌道的半徑大于a軌道的半長軸，可知衛(wèi)星b的周期一定大于衛(wèi)星a的周期，A錯誤；衛(wèi)星a在由近地點Q向遠地點P運行過程中，離地越來越高，引力做負功，引力勢能逐漸增大，B錯誤；因為衛(wèi)星在軌道a經(jīng)過P點要加速做離心運動才能進入軌道b，故衛(wèi)星在b軌道經(jīng)過P點的時速率大于在a軌道經(jīng)過P點時的速率，C正確；由于不知道兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量是否相等，所以不能判斷出二者在P點受到的向心力相等，D錯誤． 31．在人類對物體運動規(guī)律的認識過程中，許多物理學(xué)家大膽猜想、勇于質(zhì)疑，取得了輝煌的成就，下列有關(guān)科學(xué)家及他們的貢獻描述中正確的是 A. 開普勒潛心研究第谷的天文觀測數(shù)據(jù)，提出“萬有引力定律” B. 牛頓最早證明了行星公轉(zhuǎn)軌道是橢圓，行星所受的引力大小跟行星到太陽距離的二次方成反比 C. 亞里士多德對運動的研究，確立了許多用于描述運動的基本概念，比如平均速度、瞬時速度以及加速度 D. 伽利略探究物體下落規(guī)律的過程中使用的科學(xué)方法是：問題→猜想→數(shù)學(xué)推理→實驗驗證→合理外推→得出結(jié)論 【答案】D 【解析】牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，A錯誤；開普勒三定律最早證明了行星公轉(zhuǎn)軌道是橢圓，牛頓證明了行星所受的引力大小跟行星到太陽距離的二次方成反比，B錯誤；伽利略對運動的研究，確立了許多用于描述運動的基本概念，比如平均速度、瞬時速度、加速度，C錯誤；伽利略探究物體下落規(guī)律的過程使用的科學(xué)方法是：問題→猜想→數(shù)學(xué)推理→實驗驗證→合理外推→得出結(jié)論，D正確． 32．—顆圍繞地球運行的飛船，其軌道為橢圓.已知地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，萬有引力常量為G，地球表面重力加速度為.則下列說法正確的是( ) A. 飛船在遠地點速度一定大于 B. 飛船在近地點瞬間減速轉(zhuǎn)移到繞地圓軌道后，周期一定變小 C. 飛船在遠地點瞬間加速轉(zhuǎn)移到繞地圓軌道后，機械能一定變小 D. 飛船在橢圓軌道上的周期不可能等于π 【答案】B 【解析】第一宇宙速度等于，是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，故飛船在遠地點速度一定小于，A錯誤；飛船在近地點瞬間減速轉(zhuǎn)移到繞地圓軌道后，半長軸減小，故周期減小，B正確；飛船在遠地點瞬間加速轉(zhuǎn)移到繞地圓軌道后，動能增加，勢能不變，故機械能增加，C錯誤；近地衛(wèi)星最快，根據(jù)牛頓第二定律有：，故最小周期為：，因為，故是可能的，D錯誤；選B. 33．如圖所示，A為太陽系中的天王星，它繞太陽O運行的軌道視為圓時，運動的軌道半徑為R0，周期為T0，長期觀測發(fā)現(xiàn)，天王星實際運動的軌道與圓軌道總有一些偏離，且每隔t0時間發(fā)生一次最大偏離，即軌道半徑出現(xiàn)一次最大．根據(jù)萬有引力定律，天文學(xué)家預(yù)言形成這種現(xiàn)象的原因可能是天王星外側(cè)還存在著一顆未知的行星(假設(shè)其運動軌道與A在同一平面內(nèi)，且與A的繞行方向相同)，它對天王星的萬有引力引起天王星軌道的偏離，由此可推測未知行星的運動軌道半徑是( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】設(shè)未知的行星的周期為T，依題意有：，則，根據(jù)開普勒第三定律：，聯(lián)立解得：，D正確，ABC錯誤． 故選：D。 34．已知引力常量G、月球中心到地球中心的距離R和月球繞地球運行的周期T。僅利用這三個數(shù)據(jù)，可以估算出的物理量有 A. 月球的質(zhì)量 B. 地球的質(zhì)量 C. 地球的半徑 D. 地球的密度 【答案】B 故選B。 35．已知地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)周期為T。a是地球赤道上的一棟建筑，b是與地心的距離為r的地球同步衛(wèi)星，c是在赤道平面內(nèi)作勻速圓周運動、與地心距離為的衛(wèi)星，b、c運行方向和地球自轉(zhuǎn)方向相同。某一時刻b、c剛好位于a的正上方，如圖所示，則經(jīng)過時間，a、b、c的相對位置是下圖中的( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】a是地球赤道上的一棟建筑，b是與地心的距離為r的地球同步衛(wèi)星，周期都為T，某一時刻b、c剛好位于a的正上方，經(jīng)過時間，a、 b都運動到地心正下方，故B、D錯誤；由開普勒第三定律，有，b的周期是c的周期的2倍， b運動到地心正下方，c運動到地心正上方，故A正確，C錯誤； 故選A。 36．下列說法正確的是（　?。? A. 開普勒測出了萬有引力常量 B. 卡文迪許發(fā)現(xiàn)地月間的引力滿足距離平方反比規(guī)律 C. 伽利略將實驗和邏輯推理和諧地結(jié)合起來，發(fā)展了科學(xué)的思維方式和研究方法 D. 牛頓第一定律能通過現(xiàn)代的實驗手段直接驗證 【答案】C 【解析】A、卡文迪許測出了萬有引力常量，故A錯誤； B、牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，發(fā)現(xiàn)地月間的引力滿足距離平方反比規(guī)律，B錯誤； C、伽利略將實驗和邏輯推理和諧地結(jié)合起來，發(fā)展了科學(xué)的思維方式和研究方法，故C錯誤； D、牛頓第一定律是理想的實驗定律，不能通過現(xiàn)代的實驗手段直接驗證，故D錯誤； 故選：C。 37．“嫦娥一號”是我國首次發(fā)射的探月衛(wèi)星，它在距月球表面高度為200 km的圓形軌道上運行，運行周期為127分鐘．已知引力常量G=6.6710－11 Nm2/kg2，月球半徑約為1.74103 km，利用以上數(shù)據(jù)估算月球的質(zhì)量約為(　　 ) A. 5.11013 kg B. 7.41013 kg C. 5.41022 kg D. 7.41022 kg 【答案】D 【解析】嫦娥一號衛(wèi)星的軌道半徑，運行周期，根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力有，可得中心天體月球的質(zhì)量，故D正確． 38．我國“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)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)星軌道高度約為2.15104km，靜止軌道衛(wèi)星的高度約為3.60104km。下列說法正確的是（ ） A. 中軌道衛(wèi)星的線速度大于7.9km/s B. 靜止軌道衛(wèi)星的線速度大于中軌道衛(wèi)星的線速度 C. 靜止軌道衛(wèi)星的運行周期大于中軌道衛(wèi)星的運行周期 D. 靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大于中軌道衛(wèi)星的向心加速度 【答案】C 【解析】第一宇宙速度是衛(wèi)星近地面飛行時的速度，由于中軌道衛(wèi)星的半徑大于地球半徑，故中軌道衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度7.9km/s，故A錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力：，解得：，靜止軌道衛(wèi)星軌道半徑大于中軌道衛(wèi)星軌道半徑，所以靜止軌道衛(wèi)星的線速度小于中軌道衛(wèi)星的線速度，故B錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力：，解得：，靜止軌道衛(wèi)星軌道半徑大于中軌道衛(wèi)星軌道半徑，所以靜止軌道衛(wèi)星的運行周期大于中軌道衛(wèi)星的運行周期，故C正確；根據(jù)萬有引力提供向心力：，解得：，靜止軌道衛(wèi)星軌道半徑大于中軌道衛(wèi)星軌道半徑，所以靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度小于中軌道衛(wèi)星的向心加速度，故D錯誤。所以C正確，ABD錯誤。 39．宇航員王亞平在“天宮1號”飛船內(nèi)太空授課時，指令長聶海勝懸浮在太空艙內(nèi)“太空打坐”的情景如圖．若聶海勝的質(zhì)量為m，距離地球表面的高度為h，地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G，地球表面的重力加速度為g，則聶海勝在太空艙內(nèi)受到重力的大小為 A. 0 B. mg C. D. 【答案】D 【解析】飛船在距地面高度為h處，由萬有引力等于重力得：，故D正確，ABC錯誤；故選D. 40．已知引力常量為G，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g和地球的自轉(zhuǎn)周期為T，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，利用以上條件不可求出的物理量是（ ） A. 地球的質(zhì)量 B. 地球第一宇宙速度 C. 地球與其同步衛(wèi)星之間的引力 D. 地球同步衛(wèi)星的高度 【答案】C 【解析】地球表面的物體受到的重力等于萬有引力：，解得：，故A可以求出；地球的近地衛(wèi)星所受的萬有引力提供向心力：，解得第一宇宙速度為：，故B可求出；地球與其同步衛(wèi)星之間的引力：，不知道同步衛(wèi)星m的質(zhì)量，所以無法求出地球與其同步衛(wèi)星之間的引力，故C不可求出；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：，故D可求出。所以選C. 41．“月一地檢驗”為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)提供了事實依據(jù)。已知地球半徑為R，地球中心與月球中心的距離r=60R，下列說法正確的是 A. 卡文迪許為了檢驗萬有引力定律的正確性，首次進行了“月一地檢驗” B. “月一地檢驗”表明地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力是不同性質(zhì)的力 C. 月球由于受到地球?qū)λ娜f有引力而產(chǎn)生的加速度與月球繞地球做近似圓周運動的向心加速度相等 D. 由萬有引力定律可知，月球繞地球做近似圓周運動的向心加速度是地面重力加速度的 【答案】C 42．“嫦娥五號”作為我國登月計劃中第三期工程的“主打星”，將于xx年左右在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，登月后又從月球起飛，并以“跳躍式返回技術(shù)”成功返回地面,完成探月工程的重大跨越——帶回月球樣品。“跳躍式返回技術(shù)”是指航天器在關(guān)閉發(fā)動機后進入大氣層，依靠大氣升力再次沖出大氣層，降低速度后再進入大氣層。如圖所示，虛線為大氣層的邊界。已知地球半徑為R,d點距地心距離為r，地球表面重力加速度為g。則下列說法正確的是（ ） A. “嫦娥五號”在b點處于完全失重狀 B. “嫦娥五號”在d點的加速度大小等于 C. “嫦娥五號”在a點和c點的速率相等 D. “嫦娥五號”在c點和e點的速率相等 【答案】D 【解析】“嫦娥五號“沿abc軌跡做曲線運動，曲線運動的合力指向曲線彎曲的凹側(cè)，即在b點合力向上，即加速度向上，因此“嫦娥五號“在b點處于超重狀態(tài)，故A錯誤；在d點，由萬有引力提供向心力：，“嫦娥五號”的加速度為：，根據(jù)萬有引力等于重力：，聯(lián)立可得：，故B錯誤；嫦娥五號”從a點到c，萬有引力不做功，由于阻力做功，則a點速率大于c點速率，故C錯誤；從c點到e點，沒有空氣阻力，機械能守恒，則c點速率和e點速率相等，故D正確。所以D正確，ABC錯誤。 43．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段計劃由35顆衛(wèi)星組成，包括5顆靜止軌道衛(wèi)星、27顆中軌道衛(wèi)星、3顆傾斜同步軌道衛(wèi)星．中軌道衛(wèi)星和靜止軌道衛(wèi)星都繞地球球心做圓周運動，中軌道衛(wèi)星離地面高度低，則中軌道衛(wèi)星與靜止軌道衛(wèi)星相比，做圓周運動的(　　) A. 角速度小 B. 周期大 C. 線速度小 D. 向心加速度大 【答案】D 【解析】衛(wèi)星受到的萬有引力充當(dāng)向心力，所以有，解得，故軌道半徑越小，周期越小，線速度越大，角速度越大，向心加速度越大，故D正確． 44．隨著太空技術(shù)的飛速發(fā)展，地球上的人們登陸其它星球成為可能，假設(shè)未來的某一天，宇航員登上某一星球后，測得該星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，而該星球的平均密度與地球的差不多，則該星球質(zhì)量大約是地球質(zhì)量的（　?。? A. 0.5倍 B. 2倍 C. 4倍 D. 8倍 【答案】D 【解析】根據(jù)天體表面附近萬有引力等于重力，列出等式：,解得，其中M是地球的質(zhì)量，r應(yīng)該是物體在某位置到球心的距離．根據(jù)根據(jù)密度與質(zhì)量關(guān)系得：M=ρ?πr3，星球的密度跟地球密度相同，，星球的表面重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，所以星球的半徑也是地球的2倍，所以再根據(jù)M=ρ?πr3得：星球質(zhì)量是地球質(zhì)量的8倍．故選D． 45．“太空涂鴉”技術(shù)的基本物理模型是：原來在較低圓軌道運行的攻擊衛(wèi)星從后方接近在較高圓軌道上運行的偵察衛(wèi)星時，準確計算軌道并向其發(fā)射“漆霧”彈，“漆霧”彈在臨近偵察衛(wèi)星時，壓爆彈囊，讓“漆霧”散開并噴向偵察衛(wèi)星，噴散后強力吸附在偵察衛(wèi)星的偵察鏡頭、太陽能板、電子偵察傳感器等關(guān)鍵設(shè)備上，使之暫時失效。下列說法正確的是(　　) A. 攻擊衛(wèi)星在原軌道上運行的線速度大于7.9 km/s B. 攻擊衛(wèi)星在原軌道上運行的線速度比偵察衛(wèi)星的線速度小 C. 攻擊衛(wèi)星完成“太空涂鴉”后應(yīng)減速才能返回低軌道上 D. 若攻擊衛(wèi)星周期已知，結(jié)合萬有引力常量就可計算出地球質(zhì)量 【答案】C 【解析】7.9km/s是第一宇宙速度，也是近地圓軌道的運行速度，根據(jù)v=可知，軌道高度越高，速度越小，故攻擊衛(wèi)星在原軌道上運行的線速度小于7.9km/s，攻擊衛(wèi)星的軌道比偵察衛(wèi)星的軌道低，故攻擊衛(wèi)星在原軌道上運行的線速度比偵察衛(wèi)星的線速度大，故AB均錯誤．攻擊衛(wèi)星完成“太空涂鴉”后應(yīng)減速做近心運動，才能返回低軌道上，故C正確．由于不知道衛(wèi)星的軌道半徑，故不能計算地球的質(zhì)量，故D錯誤．故選C． 46．xx年4月中下旬“天舟一號”貨運飛船將擇機發(fā)射，并與“天宮二號”空間實驗室交會對接、實施推進劑在軌補加、開展空間科學(xué)實驗和技術(shù)試驗等功能。若對接前它們都繞地球做勻速圓周運動，且“天舟一號”處于低軌道，“天宮二號”空間實驗室處于高軌道，如圖所示，則（ ） A. “天舟一號”在地面上的發(fā)射速度不會超過7.9km/s B. 為了順利實現(xiàn)對接，“天舟一號”在圖示軌道需要點火減速 C. 對接成功后，“天舟一號”的動能減小，機械能增大 D. 對接后，由于“天宮二號”的質(zhì)量增大，其軌道降低 【答案】C 47．已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，地球表面重力加速度為g，有一個類地行星的質(zhì)量為地球的p倍、半徑為地球的q倍，該行星繞中心恒星做勻速圓周運動的周期為T，線速度為v，則此類地行星表面的重力加速度和中心恒星的質(zhì)量分別為（ ） A. 、 B. 、 C. 、 D. 、 【答案】B 【解析】根據(jù)萬有引力等于地表物體所受重力：，　類地行星的質(zhì)量為地球的p倍、半徑為地球的q倍，則； 根據(jù)中心恒星對行星的萬有引力充當(dāng)行星做勻速圓周運動的向心力：　　　　　又根據(jù)上式可得： 聯(lián)立解得： 48．如圖所示是“天宮二號”空間實驗室軌道控制時在近地點高度(Q點)200千米、遠地點高度(P點)394千米的橢圓軌道運行，已知地球半徑取6 400 km，M、N為短軸與橢圓軌道的交點，對于“天宮二號”空間實驗室在橢圓軌道上的運行，下列說法正確的是（ ） A. “天宮二號”空間實驗室在P點時的加速度一定比Q點小，速度可能比Q點大 B. “天宮二號”空間實驗室從N點經(jīng)P點運動到M點的時間可能小于“天宮二號”空間實驗室從M點經(jīng)Q點運動到N點的時間 C. “天宮二號”空間實驗室在遠地點（P點）所受地球的萬有引力大約是在近地點（Q點）的 D. “天宮二號”空間實驗室從P點經(jīng)M點運動到Q點的過程中萬有引力做正功，從Q點經(jīng)N點運動到P點的過程中要克服萬有引力做功 【答案】D 【解析】A：根據(jù)可得：“天宮二號”空間實驗室在P點時的加速度一定比Q點小，根據(jù)衛(wèi)星在運行過程中機械能守恒可得：P點處離地面較遠，重力勢能較大，動能較小，即P點速度比Q點小，故A錯誤。 B：“天宮二號”空間實驗室從N點經(jīng)P點運動到M點與“天宮二號”空間實驗室從M點經(jīng)Q點運動到N點路程一樣，但在從N點經(jīng)P點運動到M點這一階段離地較遠，重力勢能較大，速度較小，綜上：從N點經(jīng)P點運動到M點這一階段所用時間較長，故B錯誤。 C：萬有引力近地點高度(Q點)200千米、遠地點高度(P點)394千米、地球半徑取6 400 km故天宮二號”空間實驗室在遠地點（P點）所受地球的萬有引力不是在近地點（Q點）的，故C錯誤。 D：空間實驗室從P點經(jīng)M點運動到Q點的過程中，高度降低，萬有引力做正功；從Q點經(jīng)N點運動到P點的過程中，高度升高，要克服萬有引力做功，故D正確。 點睛：開普勒第二定律也稱面積定律：任一行星，在相等時間內(nèi)，太陽和運動著的行星的連線所掃過的面積相等；可以得到近地點速度大于遠地點速度。 49．假設(shè)宇宙中有兩顆相距無限遠的行星A和B，半徑分別為RA和RB。兩顆行星周圍衛(wèi)星的軌道半徑的三次方(r3)與運行周期的平方(T2)的關(guān)系如圖所示；T0為衛(wèi)星環(huán)繞行星表面運行的周期。則 （ ） A. 行星A的質(zhì)量大于行星B的質(zhì)量 B. 行星A的密度小于行星B的密度 C. 當(dāng)兩行星的衛(wèi)星軌道半徑相同時，行星A的衛(wèi)星向心加速度大于行星B的衛(wèi)星向心加速 D. 行星A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度 【答案】C 【解析】根據(jù)萬有引力提供向心力得出：得：，根據(jù)圖象可知，A的比較B的大，所以行星A的質(zhì)量大于行星B的質(zhì)量，故A錯誤；根圖象可知，在兩顆行星表面做勻速圓周運動的周期相同，密度，所以行星A的密度等于行星B的密度，故B錯誤；根據(jù)得：，當(dāng)兩行星的衛(wèi)星軌道半徑相同時，A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，則行星A的衛(wèi)星向心加速度大于行星B的衛(wèi)星向心加速，故C正確．第一宇宙速度，A的半徑大于B的半徑，衛(wèi)星環(huán)繞行星表面運行的周期相同，則A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度，故D錯誤； 故選C. 點睛：要比較一個物理量大小，我們應(yīng)該把這個物理量先表示出來，在進行比較．向心力的公式選取要根據(jù)題目提供的已知物理量或所求解的物理量選取應(yīng)用． 50．已知某行星半徑為R，以第一宇宙速度圍繞該行星運行的衛(wèi)星的繞行周期為T，圍繞該行星運動的同步衛(wèi)星運行速率為v，則該行星的自轉(zhuǎn)周期為（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】設(shè)同步衛(wèi)星距地面的高度為h，則，以第一宇宙速度運行的衛(wèi)星的軌道半徑為R，，聯(lián)立解得 ,行星的自轉(zhuǎn)周期等于同步衛(wèi)星運轉(zhuǎn)周期；因此BCD選項是錯誤，選項A正確。 綜上所述本題選A 51．下表是一些有關(guān)地球的數(shù)據(jù),僅利用表中信息可以估算出下列哪些物理量（忽略地球自轉(zhuǎn)效應(yīng)，引力常量已知）①地球質(zhì)量②地心到月球中心的距離③第一宇宙速度④地球同步衛(wèi)星離地面的高度 A. ①② B. ②③ C. ①②③ D. ①②③④ 【答案】D 52．被譽為第一個“稱出”地球質(zhì)量的科學(xué)家是 A. 開普勒 B. 牛頓 C. 笛卡爾 D. 卡文迪許 【答案】D 【解析】牛頓在推出萬有引力定律的同時，并沒能得出引力常量G的具體值，G的數(shù)值于1789年由卡文迪許利用他所發(fā)明的扭秤得出，故ABC錯誤，D正確．故選D. 53．如圖所示，我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由35顆衛(wèi)星組成，包括分布于a類型軌道的5顆同步軌道衛(wèi)星、分布于b類型軌道的3顆傾斜軌道衛(wèi)星(與同步衛(wèi)星軌道半徑相同，軌道傾角55)和分布于c類型軌道的27穎中軌道衛(wèi)星，中軌道衛(wèi)星運行在3個互成120的軌道面上,預(yù)計2020年全部建成，下列說法正確的是 A. 處于a類型軌道上的衛(wèi)星相對于地面靜止且處于平衡狀態(tài) B. b類型軌道上的衛(wèi)星的加速度大于c類型軌道上的衛(wèi)星運行的加速度 C. 類型軌道上的衛(wèi)星的運行速度大于地球赤道上物體運行的速度 D. b類型軌道上的衛(wèi)星可與地球保持相對靜止 【答案】C 【解析】A.處于a類型軌道上的衛(wèi)星相對于地面靜止且處于非平衡狀態(tài)，故A錯； B．由于b類型軌道的高度大于c類型軌道的高度，故b類型軌道上的衛(wèi)星的加速度小于c類型軌道上的衛(wèi)星運行的加速度，故B錯； C.類型軌道上的衛(wèi)星的運行速度大于a類型軌道上的衛(wèi)星的線速度，而a類型軌道上的衛(wèi)星的線速度又大于地球赤道上物體運行的速度，故a類型軌道上的衛(wèi)星的線速度大于地球赤道上物體運行的速度，故 C正確； D.只有a類型軌道上的衛(wèi)星可與地球保持相對靜止,故D錯。 故選C。 54．xx年5月，航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務(wù)后，在A點從圓形軌道Ⅰ進入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點，如圖所示，關(guān)于航天飛機的運動，下列說法中正確的有（　?。? A. 在軌道Ⅱ上經(jīng)過B的速度小于經(jīng)過A的速度 B. 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的動能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的動能 C. 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度 D. 在軌道Ⅱ上經(jīng)過B的向心力小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的向心力 【答案】B 【解析】由于從遠地點向近地點地球引力對衛(wèi)星做正功，衛(wèi)星動能增加速度增大，故在近地點時的速度大于遠地點時的速度大小，故A錯誤；在軌道II上的A點要變軌到I上，需要加速，所以在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的動能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的動能，故B正確；由萬有引力提供向心力：，解得：，因A點到地心的距離相等，所以加速度相等，故C錯誤；向心力為：，因為B點離地心較近，所以在軌道Ⅱ上經(jīng)過B的向心力大于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的向心力，故D錯誤。所以B正確，ACD錯誤。 55．2013年6月13日，“神舟十號”飛船與“天宮一號”目標飛行器在離地面343km的圓軌道上成功進行了我國第5次載人空間交會對接，在進行對接前，“神舟十號”飛船在比“天宮一號”目標飛行器較低的圓形軌道上飛行，這時“神舟十號”飛船的速度為v1，“天宮一號”目標飛行器的速度為v2，“天宮一號”目標飛行器運行的圓軌道和“神舟十號”飛船運行圓軌道最短距離為h，由此可求得地球的質(zhì)量為（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】解:設(shè)“神舟十號”飛船的軌道半徑為r,質(zhì)量為m,則“天宮一號”目標飛行器軌道半徑為r+h,質(zhì)量為m;由萬有引力提供向心力: ， 聯(lián)立計算得出: 所以C選項是正確的 56．經(jīng)長期觀測，人們在宇宙中已經(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，每個恒星的線度遠小于兩個星體之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠離其他天體，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點做周期相同的勻速圓周運動．現(xiàn)測得兩顆星之間的距離為L，質(zhì)量之比為m1∶m2=3∶2，下列說法中正確的是（ ） A. m1、m2做圓周運動的線速度之比為3：2 B. m1、m2做圓周運動的角速度之比為3：2 C. m1做圓周運動的半徑為 D. m2做圓周運動的半徑為 【答案】C 57．在物理學(xué)建立、發(fā)展的過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動了人類歷史的進步.關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻，下列說法正確的是 A. 卡文迪許僅根據(jù)牛頓第三定律推出了行星與太陽間引力大小跟行星與太陽間距離的平方成反比的關(guān)系 B. 伽利略認為物體下落的快慢由它們的重量決定，古希臘學(xué)者亞里士多德在他的《兩種新科學(xué)的對話》中利用邏輯推斷，使伽利略的理論陷入了困境 C. 引力常量G的大小是牛頓根據(jù)大量實驗數(shù)據(jù)得出的 D. “月－地檢驗”表明地面物體所受地球引力與月球所受地球引力遵從同樣的規(guī)律 【答案】D 【解析】牛頓探究天體間的作用力，得到表明行星間引力與距離的平方成反比，并進一步擴展為萬有引力定律，并不是卡文迪許提出的，故A錯誤；古希臘學(xué)者亞里士多德認為物體下落的快慢由它們的重量決定，在他的伽利略《兩種新科學(xué)的對話》中利用邏輯推斷，使亞里士多德的理論陷入了困境，選項B錯誤；引力常量G的大小是卡文迪許通過扭稱實驗測量出來的，選項C錯誤；牛頓通過“月－地檢驗”表明地面物體所受地球引力與月球所受地球引力遵從同樣的規(guī)律，選項D正確；故選D. 58．把水星和金星繞太陽的運動視為勻速圓周運動。從水星與金星和太陽在一條直線上開始計時，若測得在相同時間內(nèi)水星，金星轉(zhuǎn)過的角度分別為、（均為銳角），則由此條件可求得水星和金星 A. 質(zhì)量之比 B. 繞太陽運動的軌道半徑之比 C. 繞太陽運動的動能之比 D. 受到太陽的引力之比 【答案】B 【解析】試題分析：相同時間內(nèi)水星轉(zhuǎn)過的角度為；金星轉(zhuǎn)過的角度為，可知道它們的角速度之比，繞同一中心天體做圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，可求出軌道半徑比，由于不知道水星和金星的質(zhì)量關(guān)系，故不能計算它們繞太陽的動能之比，也不能計算它們受到的太陽引力之比． 水星和金星作為環(huán)繞體，由題可求出周期或角速度之比，但無法它們求出質(zhì)量之比，A錯誤；相同時間內(nèi)水星轉(zhuǎn)過的角度為θ1；金星轉(zhuǎn)過的角度為θ2，可知道它們的角速度之比，根據(jù)萬有引力提供向心力，解得，知道了角速度比，就可求出軌道半徑之比，即到太陽的距離之比，B正確；由于不知道水星和金星的質(zhì)量關(guān)系，故不能計算它們繞太陽的動能之比，C錯誤；由于不知道水星和金星的質(zhì)量關(guān)系，故不能計算它們受到的太陽引力之比，D錯誤． 59．“天舟一號”飛船于2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空，并于4月22日與“天宮二號”空間實驗室對接．已知對接前“天舟一號”在距離地面高度為h的圓軌道上做勻速圓周運動，“天宮二號”空間實驗室在距離地面髙度為h+△h的圓軌道上做勻速圓周運動，已知△h＞0，且h+△h小于地球同步衛(wèi)星高度，則（　?。? A. 二者的角速度均小于地球自轉(zhuǎn)角速度 B. “天舟一號”的線速度小于“天宮二號”空間實驗室的線速度 C. 二者的運動周期均小于地球自轉(zhuǎn)周期 D. 二者做圓周運動的向心加速度大于地面上物體的重力加速度 【答案】C 【解析】A、地球自轉(zhuǎn)的角速度與同步衛(wèi)星的角速度相等，根據(jù)得，，兩飛船的高度小于同步衛(wèi)星的高度，則二者的角速度均大于同步衛(wèi)星的角速度，即大于地球自轉(zhuǎn)的角速度，故A錯誤． B、根據(jù)得，線速度v=，由于“天舟一號”的軌道半徑小于“天宮二號”的軌道半徑，則“天舟一號”的線速度大于“天宮二號”空間實驗室的線速度，故B錯誤． C、二者的角速度均大于同步衛(wèi)星的角速度，即大于地球自轉(zhuǎn)的角速度，根據(jù)T=知，二者的運動周期均小于地球自轉(zhuǎn)周期，故C正確． D、根據(jù)，g=知，二者做圓周運動的向心加速度小于地面上的重力加速度，故D錯誤． 故選：C． 60．在物理學(xué)發(fā)展過程中，許多科