2019-2020年高考物理1.5輪資料匯編 專(zhuān)題05 萬(wàn)有引力定律與航天.doc
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2019-2020年高考物理1.5輪資料匯編 專(zhuān)題05 萬(wàn)有引力定律與航天 一、單選題 1．同步衛(wèi)星離地球球心的距離為r，運(yùn)行速率為v1，加速度大小為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R。則① a1:a2=r :R ② a1:a2=R2:r2 ③ v1：v2=R2:r2 ④ （ ） A、①③ B、②③ C、①④ D、②④ 【答案】 C 考點(diǎn)：考查了萬(wàn)有引力定律，同步衛(wèi)星 2．關(guān)于相互作用，下列說(shuō)法正確的是： （ ） A．在相對(duì)靜止的時(shí)候，互相接觸的物體之間不可能產(chǎn)生摩擦力 B．維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使蘋(píng)果下落的力是不同性質(zhì)的力 C．在微觀帶電粒子的相互作用中，萬(wàn)有引力比庫(kù)侖力強(qiáng)得多 D．由于強(qiáng)相互作用的存在，盡管帶正電的質(zhì)子之間存在斥力，但原子核仍能緊密的保持在一起 【答案】 D 【解析】相對(duì)靜止的兩物體，若存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則由靜摩擦力作用，A錯(cuò)誤；月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力和使蘋(píng)果落地的力都是萬(wàn)有引力，B錯(cuò)誤；微觀領(lǐng)域，庫(kù)侖力遠(yuǎn)大于萬(wàn)有引力，C錯(cuò)誤；核子間的作用力為核力，核力是強(qiáng)相互作用，D正確。 考點(diǎn)：本題考查物理學(xué)常識(shí)。 3．今年4月30日，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的中圓軌道衛(wèi)星，其軌道半徑為2.8 x 107m。它與另一顆同質(zhì)量的同步軌道衛(wèi)星（軌道半徑為4.2 x 107m）相比 （ ） A. 向心力較小 B. 動(dòng)能較大 C. 發(fā)射速度都是第一宇宙速度 D. 角速度較小 【答案】 B 【解析】衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力提供向心力有可知半徑越大引力越小即向心力越小答案A錯(cuò)誤；而由公式可知衛(wèi)星線速度和角速度分別為所以B正確,D錯(cuò)誤，第一宇宙速度是最小的發(fā)射速度，實(shí)際發(fā)射速度都要比它大所以C錯(cuò)； 視頻 4．設(shè)想在地球赤道沿地球半徑方向插入并固定一根“通天桿”，在“通天桿”上固定A和B兩個(gè)太空實(shí)驗(yàn)艙，位置分別在同步衛(wèi)星高度的上方和下方，A和B兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙和“通天桿”便會(huì)隨地球自轉(zhuǎn)一起運(yùn)動(dòng)。以下各圖表示“通天桿”對(duì)A、B兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙作用力的方向，其中正確的是 （ ） 【答案】 A 【解析】 對(duì)同步衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，而對(duì)A來(lái)說(shuō)設(shè)“通天桿”對(duì)A 的拉力指向地心，則，即，由于，故,即FA的方向指向地心；同理可判斷FB的方向背離地心，選項(xiàng)A 正確。 考點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律及牛頓定律的應(yīng)用。 5．2013年6月10日上午，我國(guó)首次太空課在距地球300多千米的“天宮一號(hào)”上舉行，如圖所示的是宇航員王亞萍在“天宮一號(hào)”上所做的“水球”。若已知地球的半徑為6400km，地球表面的重力加速度為g=9．8m/s2，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A．“水球”在太空中不受地球引力作用 B．“水球’’相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的加速度為零 C．若王亞萍的質(zhì)量為m，則她在“天宮一號(hào)”中受到地球的引力為mg D．“天宮一號(hào)”的運(yùn)行周期約為1．5h 【答案】 D 考點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用。 6．行星繞恒星的運(yùn)動(dòng)軌道如果是圓形，那么所有行星運(yùn)行周期T的平方與軌道半徑r的三次方的比為常數(shù)，設(shè)T2/r3=K,則常數(shù)K的大小 （ ） A．只與恒星的質(zhì)量有關(guān) B．與恒星的質(zhì)量及行星的質(zhì)量有關(guān) C．只與行星的質(zhì)量有關(guān) D．與恒星的質(zhì)量及行星的速度有關(guān) 【答案】 A 【解析】 據(jù)題意，行星繞恒星運(yùn)動(dòng)軌跡如果是圓形，則據(jù)萬(wàn)有引力定律有：，經(jīng)過(guò)整理得到：,即如果T2/r3=K,則常數(shù)K的大小只與恒星質(zhì)量有關(guān)，故選項(xiàng)A正確。 考點(diǎn)：本題考查萬(wàn)有引力定律。 7．一物體靜置在平均密度為ρ的球形天體表面的赤道上．已知萬(wàn)有引力常量為G，若由于天體自轉(zhuǎn)使物體對(duì)天體表面壓力恰好為零，則天體自轉(zhuǎn)周期為 （ ） A． B． C． D． 【答案】 C 【解析】 物體對(duì)天體壓力為零，根據(jù)萬(wàn)有引力等于向心力可以求出周期，同時(shí)根據(jù)質(zhì)量和密度關(guān)系公式即可求解周期與密度關(guān)系式． 萬(wàn)有引力等于向心力，所以根據(jù)牛頓第二定律有：，即 再根據(jù)公式，所以解得,C正確， 考點(diǎn)：考查了萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是抓住萬(wàn)有引力等于向心力列式求解，同時(shí)本題結(jié)果是一個(gè)有用的結(jié)論！ 8．“靜止”在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星把廣闊視野內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，為天氣預(yù)報(bào)提供準(zhǔn)確、全面和及時(shí)的氣象資料。設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A．同步衛(wèi)星運(yùn)行速度是第一宇宙速度的倍 B．同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度是地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)獲得的速度的倍 C．同步衛(wèi)星運(yùn)行速度是第一宇宙速度倍 D．同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍 【答案】 C 【解析】根據(jù)公式可得，所以同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度為，而第一宇宙速度,所以，A錯(cuò)誤C正確。同步衛(wèi)星的角速度和地球自轉(zhuǎn)的角速度是相等的，根據(jù)公式可得，地球自轉(zhuǎn)的速度,所以，B錯(cuò)誤。根據(jù)黃金替代公式地球表面的重力加速度為，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得，所以，故D錯(cuò)誤。 9．冥王星是太陽(yáng)系中圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的天體。它的赤道直徑為2344km、表面積為1700萬(wàn)平方千米、質(zhì)量為1.291022kg、平均密度為1.1g/cm3、表面重力加速度為0.6m/s2、自轉(zhuǎn)周期為6天9小時(shí)17分，逃逸速度為1.22km/s,假設(shè)其繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可看成圓周運(yùn)動(dòng)。根據(jù)以上信息，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A．冥王星的自轉(zhuǎn)周期比地球自轉(zhuǎn)周期大 B．冥王星的公轉(zhuǎn)線速度一定比地球的公轉(zhuǎn)線速度大 C．冥王星上的物體至少應(yīng)獲得1.22km/s的速度才能成為它的衛(wèi)星 D．可以估算出太陽(yáng)的質(zhì)量 【答案】 A 【解析】 A、冥王星的自轉(zhuǎn)周期為6天9小時(shí)17.6分，地球的自轉(zhuǎn)周期為24小時(shí)，因此，冥王星的自轉(zhuǎn)周期比地球的自轉(zhuǎn)周期大；正確 B、由于冥王星的公轉(zhuǎn)加速度、線速度、角速度、周期、軌道半徑等不知道，所以，無(wú)法判斷冥王星的公轉(zhuǎn)線速度和地球的公轉(zhuǎn)線速度的大小關(guān)系；錯(cuò)誤 C、逃逸速度是天體脫離太陽(yáng)系的最小發(fā)射速度，所以冥王星上的物體獲得1.22km/s的速度時(shí)已經(jīng)脫離太陽(yáng)系了；錯(cuò)誤 D、由于冥王星的公轉(zhuǎn)加速度、線速度、角速度、周期、軌道半徑等不知道，所以不能估測(cè)中心天體—太陽(yáng)的質(zhì)量；錯(cuò)誤 故選A 考點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用 點(diǎn)評(píng)：要估算重心天體的質(zhì)量，就不許知道和中心天體相關(guān)的一些物理量。 10．人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其速率是下列的 （ ） A 一定等于7.9km/s B 等于或小于7.9km/s C 一定大于7.9km/s D 介于7.9 ~ 11.2 km/s 【答案】 B 【解析】由知r=R時(shí)，v有最大值即7.9 km/s 所以，B正確。 11．已知月球質(zhì)量與地球質(zhì)量之比約為1 : 80，月球半徑與地球半徑之比約為1 : 4，則月球上的第一宇宙速度與地球上的第一宇宙速度之比最接近 （ ） A. 9 : 2 B. 2 : 9 C. 18 : 1 D. 1 : 18 【答案】 B 【解析】第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，由得， 因此月球上的第一宇宙速度與地球上的第一宇宙速度之比：。 故選B 考點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用 點(diǎn)評(píng)：第一宇宙速度為貼近星球表面飛行的衛(wèi)星的環(huán)繞速度，不但地球有第一宇宙速度，任何星球都有第一宇宙速度，計(jì)算思路都是相同的。 12．假設(shè)航天飛機(jī)在太空繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)．宇航員利用機(jī)械手將衛(wèi)星舉到機(jī)艙外，并相對(duì)航天飛機(jī)靜止釋放該衛(wèi)星，則被釋放的衛(wèi)星將(不計(jì)空氣阻力) （ ） A. 停留在軌道的被釋放處 B. 隨航天飛機(jī)同步繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng) C. 向著地球做自由落體運(yùn)動(dòng) D. 沿圓周軌道的切線方向做直線運(yùn)動(dòng) 【答案】 B 【解析】釋放后，速度和航天飛行的速度相同，萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，所以隨航天飛機(jī)同步繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，B正確 考點(diǎn)：考查了萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】在萬(wàn)有引力這一塊，設(shè)計(jì)的公式和物理量非常多，在做題的時(shí)候，首先明確過(guò)程中的向心力，然后弄清楚各個(gè)物理量表示的含義，最后選擇合適的公式分析解題，另外這一塊的計(jì)算量一是非常大的，所以需要細(xì)心計(jì)算 13．銀河系中有一星球，密度是地球密度的四倍，半徑是地球半徑的二分之一，則該星球的第一宇宙速度與地球第一宇宙速度的比是： （ ） A.8 B.4 C.2 D.1 【答案】 D 【解析】略 14．（xx年2月濟(jì)南檢測(cè)）如右圖所示，從地面上A點(diǎn)發(fā)射一枚遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈，假設(shè)導(dǎo)彈僅在地球引力作用下，沿ACB橢圓軌道飛行擊中地面目標(biāo)B，C為軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)，距地面高度為h。已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為M，引力常量為G。則下列結(jié)論正確的是學(xué) （ ） A．導(dǎo)彈在C點(diǎn)的速度大于 B．導(dǎo)彈在C點(diǎn)的速度等于 學(xué) C．導(dǎo)彈在C點(diǎn)的加速度等于 D．導(dǎo)彈在C點(diǎn)的加速度大于 【答案】 C 【解析】導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所受萬(wàn)有引力為G，軌道半徑r小于（R+h），所以導(dǎo)彈在C點(diǎn)的速度小于 ，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；由牛頓第二定律，G=ma，解得導(dǎo)彈在C點(diǎn)的加速度a=，選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤。 15．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(wàn)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)．現(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∶3 B. m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為3∶2 C. m1做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為 D. m2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為L(zhǎng) 【答案】 C 【解析】雙星靠相互間的萬(wàn)有引力提供向心力，具有相同的角速度．對(duì)兩顆星分別運(yùn)用牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律列式，進(jìn)行求解即可． 雙星靠相互間的萬(wàn)有引力提供向心力，角速度相等，根據(jù)知， ，則，又因?yàn)?，則做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為， 做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，故C正確AD錯(cuò)誤；根據(jù)知， 做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為2：3，則線速度之比為2：3，故B錯(cuò)誤． 16．甲、乙兩顆人造衛(wèi)星繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)，半徑之比為R1 : R2 = 1 : 4 ，則它們的運(yùn)動(dòng)周期之比和運(yùn)動(dòng)速率之比分別為 （ ） A．T1 : T2 = 8 : 1 ，v1 : v2 = 2 : 1 B．T1 : T2 = 1 : 8 ，v1 : v2 = 1 : 2 C．T1 : T2 = 1 : 8 ，v1 : v2 = 2 : 1 D．T1 : T2 = 8 : 1 ，v1 : v2 = 1 : 2 【答案】 C 【解析】 由于甲、乙的半徑之比為R1 : R2 = 1 : 4 ，則由開(kāi)普勒定律可得，故A、D是不對(duì)的；再由速度的公式可知，故C是正確的，B是不對(duì)的。 考點(diǎn)：圓周運(yùn)動(dòng)，開(kāi)普勒第三定律。 17．2013年12月2日1時(shí)30分，“嫦娥三號(hào)”月球探測(cè)器搭載長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭發(fā)射升空。該衛(wèi)星在距月球表面高度為h的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行的周期為T(mén)，最終在月球表面實(shí)現(xiàn)軟著陸。若以R表示月球的半徑，引力常量為G，忽略月球自轉(zhuǎn)及地球?qū)πl(wèi)星的影響，下列說(shuō)法不正確的是 （ ） A．“嫦娥三號(hào)”繞月運(yùn)行時(shí)的向心加速度為 B．月球的第一宇宙速度為 C．月球的質(zhì)量為 D．物體在月球表面自由下落的加速度大小為 【答案】 A 考點(diǎn)：本題考查萬(wàn)有引力 18．下列敘述中正確的是 （ ） A.牛頓根據(jù)理想斜面實(shí)驗(yàn)，提出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 B.在直線運(yùn)動(dòng)中，物體的位移大小等于其路程 C．開(kāi)普勒第三定律為常數(shù)，此常數(shù)的大小只與中心天體質(zhì)量有關(guān) D．一對(duì)作用力與反作用力做功代數(shù)和一定等于或小于0 【答案】 C 【解析】 伽利略根據(jù)理想斜面實(shí)驗(yàn)，提出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，故A錯(cuò)；在單方向直線運(yùn)動(dòng)中，物體的位移大小才等于其路程，故B錯(cuò)；由萬(wàn)有引力提供向心力得得，可知常數(shù)K的大小只與中心天體質(zhì)量有關(guān)，C正確；作用力與反作用力是作用在兩個(gè)物體上的力，兩力的做功和不能相加減，D錯(cuò)；所以本題選擇C。 考點(diǎn)：伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn) 位移和路程 開(kāi)普勒第三定律 作用力與反作用力 19．2013年12月14日21時(shí)11分，嫦娥三號(hào)成功實(shí)現(xiàn)月面軟著陸，中國(guó)成為世界上第三個(gè)在月球上實(shí)現(xiàn)軟著陸的國(guó)家.如圖所示，嫦娥三號(hào)經(jīng)歷漫長(zhǎng)的地月旅行后，首次在距月表100km的環(huán)月軌道上繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)變推力發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)機(jī)工作，嫦娥三號(hào)開(kāi)始快速變軌，變軌后在近月點(diǎn)B距月球表面15km的橢圓軌道上繞月運(yùn)行；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，變推力發(fā)動(dòng)機(jī)再次開(kāi)機(jī)，嫦娥三號(hào)從距月面15km處實(shí)施動(dòng)力下降．關(guān)于嫦娥三號(hào)探月之旅，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A．在A點(diǎn)變軌時(shí)，嫦娥三號(hào)的機(jī)械能增加 B．在A點(diǎn)變軌時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和嫦娥三號(hào)運(yùn)動(dòng)方向相反 C．在A點(diǎn)變軌后，嫦娥三號(hào)在橢圓軌道上運(yùn)行的周期比圓軌道周期長(zhǎng) D．在A點(diǎn)變軌后沿橢圓軌道向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，嫦娥三號(hào)的加速度逐漸減小 【答案】 B 【解析】 嫦娥三號(hào)在A點(diǎn)變軌時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和嫦娥三號(hào)運(yùn)動(dòng)方向相反，衛(wèi)星做減速運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力大于向心力做近心運(yùn)動(dòng)，使其進(jìn)入橢圓軌道，故在A點(diǎn)變軌時(shí)，機(jī)械能要減小，故A錯(cuò)誤、B正確．由開(kāi)普勒第三定律，橢圓軌道的半長(zhǎng)軸比圓軌道的半徑小，則橢圓軌道上運(yùn)行的周期比圓軌道周期短;選項(xiàng)C錯(cuò)誤.由牛頓第二定律可知，A點(diǎn)變軌后沿橢圓軌道向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，減小，則加速度逐漸增大;選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B. 考點(diǎn)：本題考查了開(kāi)普勒第三定律、萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用、衛(wèi)星的變軌. 20．設(shè)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中的地球同步衛(wèi)星在距地面高度為h的同步軌道做圓周運(yùn)動(dòng)。已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，萬(wàn)有引力常量為G。下列說(shuō)法正確的是 （ ） A．同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期為 B．同步衛(wèi)星運(yùn)行的線速度為 C．同步軌道處的重力加速度為 D．地球的平均密度為 【答案】 C 考點(diǎn)：本題考查了萬(wàn)有引力在天體中的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵在于找出向心力的來(lái)源。 21．xx年我國(guó)相繼完成“神十”與“天宮”對(duì)接、“嫦娥”攜“玉兔”落月兩大航天工程。某航天愛(ài)好者提出“玉兔”回家的設(shè)想：如圖，將攜帶“玉兔”的返回系統(tǒng)由月球表面發(fā)射到高度的軌道上，與在該軌道繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的飛船對(duì)接，然后由飛船送“玉兔”返回地球。設(shè)“玉兔”質(zhì)量為，月球半徑為，月面的重力加速度為。以月面為零勢(shì)能面，“玉兔”在高度的引力勢(shì)能可表示為，其中為引力常量，為月球質(zhì)量。若忽略月球的自轉(zhuǎn)，從開(kāi)始發(fā)射到對(duì)接完成需要對(duì)“玉兔”做的功為 （ ） A． B． C． D． 【答案】 D 【解析】 在月球表面上，，而在距離月球表面h高處時(shí)， 在高h(yuǎn)處玉兔的動(dòng)能，而將玉兔發(fā)送到該處時(shí)，對(duì)它做的功應(yīng)等于它在該處的機(jī)械能，即對(duì)它做的功為W=，因此D正確，ABC錯(cuò)誤。 考點(diǎn)：萬(wàn)有引力與航天，機(jī)械能守恒及其應(yīng)用 22．“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)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)星平均分布在傾角為55的三個(gè)平面上，軌道高度約為21 500 km，靜止軌道衛(wèi)星的高度約為36 000 km，已知地球半徑為6 400 km。下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A．質(zhì)量小的靜止軌道衛(wèi)星的高度比質(zhì)量大的靜止軌道衛(wèi)星的高度要低 B．地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度小于中軌道衛(wèi)星的向心加速度 C．地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大于中軌道衛(wèi)星的線速度 D．中軌道衛(wèi)星的線速度大于7.9 km/s 【答案】 B 【解析】 靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星)都有固定的周期、高度和速率以及固定的軌道平面，與衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A 錯(cuò)誤；對(duì)于中軌道衛(wèi)星和同步衛(wèi)星比較，根據(jù)可知，中軌道衛(wèi)星的向心加速度大于同步衛(wèi)星的向心加速度；而對(duì)于同步衛(wèi)星及赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體而言，它們的角速度相同，根據(jù)可知，同步衛(wèi)星的向心加速度大于赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體向心加速度，所以地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度小于中軌道衛(wèi)星的向心加速度，選項(xiàng)B正確；根據(jù)可知中軌道衛(wèi)星的速度大于同步衛(wèi)星的速度；根據(jù)可知同步衛(wèi)星的速度大于赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的速度，故地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度小于中軌道衛(wèi)星的線速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)可知中軌道衛(wèi)星的速度小于地球的第一宇宙速度7.9km/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)：萬(wàn)有引定律的應(yīng)用；人造衛(wèi)星。 23．太陽(yáng)系中某行星A運(yùn)行的軌道半徑為R，周期為T(mén)，但科學(xué)家在觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)，其實(shí)際運(yùn)行的軌道與圓軌道存在一些偏離，且每隔時(shí)間t發(fā)生一次最大的偏離。天文學(xué)家認(rèn)為形成這種現(xiàn)象的原因可能是A外側(cè)還存在著一顆未知行星B，它對(duì)A的萬(wàn)有引力引起A行星軌道的偏離，假設(shè)其運(yùn)動(dòng)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(cè)未知行星B繞太陽(yáng)運(yùn)行的圓軌道半徑為 （ ） A． B． C． D． 【答案】 A 【解析】 由于每隔時(shí)間t發(fā)生一次最大的偏離，則說(shuō)明每隔時(shí)間t時(shí)A、B相遇一次，即ωAt－ωBt=2π，即，整理得：1－=，由開(kāi)普勒第三定律可知：=，故聯(lián)立以上兩式，解之得RB=，故A是正確的。 考點(diǎn)：開(kāi)普勒第三定律，行星的相遇問(wèn)題。 24．2013年12月6日17時(shí)47分，在北京飛控中心工作人員的精密控制下，嫦娥三號(hào)開(kāi)始實(shí)施近月制動(dòng)，進(jìn)入100公里環(huán)月軌道Ⅰ，2013年12月10日晚21:20分左右，嫦娥三號(hào)探測(cè)器將再次變軌，從100公里的環(huán)月圓軌道Ⅰ，降低到近月點(diǎn)（B點(diǎn)）15公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)（A點(diǎn)）100公里的橢圓軌道Ⅱ，為下一步月面軟著陸做準(zhǔn)備．關(guān)于嫦娥三號(hào)衛(wèi)星下列說(shuō)法不正確的是 （ ） A．衛(wèi)星在軌道Ⅱ上A點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度 B．衛(wèi)星A點(diǎn)到B點(diǎn)處于失重狀態(tài)，從B點(diǎn)到A點(diǎn)處于超重狀態(tài) C．衛(wèi)星從軌道Ⅰ變軌到軌道Ⅱ火箭對(duì)它做了負(fù)功 D．衛(wèi)星在軌道Ⅱ經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能等于在軌道Ⅱ經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)機(jī)械能 【答案】 B 【解析】 衛(wèi)星在軌道II上運(yùn)動(dòng)，A為遠(yuǎn)月點(diǎn)，B為近月點(diǎn)，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的加速度由萬(wàn)有引力產(chǎn)生知，衛(wèi)星在B點(diǎn)運(yùn)行時(shí)半徑小故加速度大，故A正確；衛(wèi)星地軌道II上運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力部分提供衛(wèi)星向心力，衛(wèi)星處于失重狀態(tài)，無(wú)論是從A至B還是從B至A衛(wèi)星都處于失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；衛(wèi)星從軌道I變軌到軌道II的過(guò)程中衛(wèi)星軌道要減小做近心運(yùn)動(dòng)，提供的向心力大于所需向心力，又因在軌道I上運(yùn)動(dòng)時(shí)萬(wàn)有引力和向心力相等，故變軌時(shí)需在A點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng)，使得衛(wèi)星滿足做近心運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樾l(wèi)星要做減速運(yùn)動(dòng)故發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)衛(wèi)星做負(fù)功，故C正確；衛(wèi)星在軌道II上運(yùn)動(dòng)時(shí)只受地球引力作用，故滿足機(jī)械能守恒，衛(wèi)星在A點(diǎn)和B點(diǎn)的機(jī)械能相等，故D正確． 考點(diǎn)：考查了人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系． 25．25．在科學(xué)研究中，科學(xué)家常將未知現(xiàn)象同已知現(xiàn)象進(jìn)行比較，找出其共同點(diǎn)，進(jìn)一步推測(cè)未知現(xiàn)象的特性和規(guī)律。法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵鲈谘芯慨惙N電荷的吸引力問(wèn)題時(shí)，曾將扭秤的振動(dòng)周期與電荷間距離的關(guān)系類(lèi)比單擺的振動(dòng)周期與擺球到地心距離的關(guān)系。已知單擺擺長(zhǎng)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(dòng)周期T與距離r的關(guān)系式為 （ ） A. B. C. D. 【答案】 B 【解析】單擺的周期為，其中擺球所在處的重力加速度為，聯(lián)立兩式可得，B正確。 考點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律、單擺周期公式 視頻 26．在某星球表面以韌速度vo豎直上拋一個(gè)物體，若物體只受該星球引力作用，忽略其他力的影響，物體上升的最大高度為H，已知該星球的直徑為D，如果要在這個(gè)星球上發(fā)射一顆繞它運(yùn)行的近“地”衛(wèi)星，其環(huán)繞速度為 （ ） A． B． C． D． 【答案】 B 考點(diǎn)：考查了萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 27．2013年6月13日，搭載聶海勝、張曉光、王亞平3名航天員的“神舟十號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器在離地面343 km的圓軌道上成功進(jìn)行了我國(guó)第5次載人空間交會(huì)對(duì)接。下列說(shuō)法正確的是 （ ） A.為實(shí)現(xiàn)對(duì)接，兩者運(yùn)行速率都應(yīng)大于第一宇宙速度 B.“神舟十號(hào)”欲追上“天宮一號(hào)”，必須在同一軌道上點(diǎn)火加速 C.對(duì)接完成后，當(dāng)王亞平站在“天宮一號(hào)”內(nèi)講課“不動(dòng)”時(shí)，她處于平衡狀態(tài) D.對(duì)接完成后，當(dāng)王亞平站在“天宮一號(hào)”內(nèi)講課“不動(dòng)”時(shí)，她處于失重狀態(tài) 【答案】 D 【解析】 據(jù)題意，由于環(huán)繞速度隨半徑增加而減小，而“天宮一號(hào)”高度大于地球半徑，故“天宮一號(hào)”環(huán)繞速度小于第一宇宙速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；“神舟十號(hào)”欲追上“天宮一號(hào)”，必須在低于“天宮一號(hào)”高度的軌道上加速，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；王亞平隨“天宮一號(hào)”繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，由于引力提供向心力，向心加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，則王亞平受力并不平衡，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤而選項(xiàng)D正確。 考點(diǎn)：本題考查萬(wàn)有引力定律。 28．位于地球赤道上的某觀察者在天黑4小時(shí)后，觀察者在其正上方仍然可觀察到一顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星。設(shè)地球半徑為R，下表列出衛(wèi)星在不同軌道上飛行速度v大?。? 軌道半徑r R 1.5R 2R 2.5R 3R v(km/s) 7.9 6.5 5.6 5.1 4.6 則這顆衛(wèi)星飛行速度大小v一定是 （ ） A．5.6km/s≤v<7.9km/s B．5.1km/s≤v<6.5km/s C．v=5.1km/s D．v<5.6km/s 【答案】 D 【解析】 站在赤道上的人要看到衛(wèi)星，需要滿足太陽(yáng)光經(jīng)衛(wèi)星反射后能到達(dá)人所在的位置，如下圖所示，地球自西向東轉(zhuǎn)，天黑4小時(shí)人應(yīng)處在圖中位置，設(shè)此時(shí)太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)衛(wèi)星反射后恰好射到人所在的位置，由幾何關(guān)系得衛(wèi)星距地心的距離為2R，這是衛(wèi)星距離地心的最小距離，即衛(wèi)星的軌道半徑r≥2R，查表得該衛(wèi)星的速度υ≤5.6Km/s．故D正確，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。 考點(diǎn)：本題考查萬(wàn)有引力與航天。 29．某星球的半徑為R，在其表面上方高度為a的位置，以初速度v0水平拋出一個(gè)金屬小球，水平射程為b，a、b均為數(shù)值極小的常數(shù)，則這個(gè)星球的第一宇宙速度為 （ ） A. B. C. D. 【答案】 A 【解析】設(shè)該星球表面重力加速度為g，小球落地時(shí)間為t，拋出的金屬小球做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得aR=bR=v0t，聯(lián)立以上兩式解得g=，第一宇宙速度即為該星球地表衛(wèi)星線速度，根據(jù)地表衛(wèi)星重力充當(dāng)向心力得mg=m，所以第一宇宙速度v=，故選項(xiàng)A正確。 考點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng) 牛頓第二定律 第一宇宙速度 30．2013年12月2日1時(shí)30分，搭載月球車(chē)和著陸器的嫦娥三號(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(guò)近月制動(dòng)，進(jìn)入距離月面h=100公里的環(huán)月圓軌道，其運(yùn)行的周期為T(mén)，然后擇機(jī)在月球虹灣地區(qū)實(shí)行軟著陸，展開(kāi)月面巡視勘察。若以R表示月球半徑，忽略月球自轉(zhuǎn)及地球?qū)λ挠绊憽Ｏ铝姓f(shuō)法正確的是 （ ） A．?dāng)y帶月球車(chē)的著陸器在月球上著陸過(guò)程中一直處于失重狀態(tài) B．物體在月球表面自由下落的加速度大小為 C．月球的第一宇宙速度為 D．由于月球表面重力加速度較小，故月球車(chē)在月球上執(zhí)行巡視探測(cè)任務(wù)時(shí)處于失重狀態(tài) 【答案】 B 【解析】 攜帶月球車(chē)的著陸器在月球上著陸過(guò)程中，先加速下降再減速下降，故先失重再超重，故A錯(cuò)誤；嫦娥三號(hào)在B點(diǎn)經(jīng)過(guò)近月制動(dòng)，進(jìn)入距離月面公里的環(huán)月圓軌道，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，在月球表面的物體受到的重力等于萬(wàn)有引力，由以上兩式可得重力加速度為，故B正確；月球的第一宇宙速度就是近月衛(wèi)星的運(yùn)行速度，根據(jù)重力提供向心力，得，故C錯(cuò)誤；月球表面重力加速度較小，說(shuō)明在月球表面受到的重力小于地面上，而超重失重是指彈力和重力大小關(guān)系，故D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)： 考查了萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 31．如圖所示，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(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星．關(guān)于a、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是 （ ） A．角速度的大小關(guān)系為ωa=ωc＞ωb B．向心加速度的大小關(guān)系為aa＞ab＞ac C．線速度的大小關(guān)系為va＞vb＞vc D．周期關(guān)系為T(mén)a=Tc＞Tb 【答案】 D 考點(diǎn)：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用 點(diǎn)評(píng)：本題涉及到兩種物理模型，即AC轉(zhuǎn)動(dòng)的周期相等，BC同為衛(wèi)星，其動(dòng)力學(xué)原理相同，要兩兩分開(kāi)比較，最后再統(tǒng)一比較 32．已知地球半徑為R，月球半徑為r，地球與月球之間的距離(兩球中心之間的距離)為L(zhǎng)。月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期為T(mén)1 ，地球自轉(zhuǎn)的周期為T(mén)2 ，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期為T(mén)3 ，假設(shè)公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都視為圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力常量為G，由以上條件可知： （ ） A．地球的質(zhì)量為m地= B．月球的質(zhì)量為m月= C．地球的密度為ρ= D．月球運(yùn)動(dòng)的加速度為a= 【答案】 D 【解析】 月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)，可求地球的質(zhì)量為，所以A錯(cuò)誤；月球?yàn)榄h(huán)繞天體無(wú)法求出其質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；根據(jù)可求地球的密度，可得C錯(cuò)誤；根據(jù)可求月球運(yùn)動(dòng)的加速度為，故D正確． 考點(diǎn)：本題考查天體運(yùn)動(dòng)． 33．2013年6月13日，北京時(shí)間6月13日13時(shí)18分，天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器與神十飛船在離地面343Km的近圓軌道上進(jìn)行了我國(guó)第5次載入空間交會(huì)對(duì)接。神舟十號(hào)航天員成功開(kāi)啟天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器艙門(mén)，聶海勝、張曉光、王亞平以漂浮姿態(tài)進(jìn)入天宮一號(hào)．下列說(shuō)法正確的是 （ ） A．航天員以漂浮姿態(tài)進(jìn)入天宮一號(hào)，說(shuō)明航天員不受地球引力作用 B．完成對(duì)接后組合體的運(yùn)行速度小于7.9Km/s C．王亞平在天宮一號(hào)中講課時(shí)可以用彈簧秤懸掛測(cè)一杯水的重力 D．完成對(duì)接后的組合體運(yùn)行的加速度大于9.8m/s2 【答案】 B 【解析】 航天員以漂浮姿態(tài)進(jìn)入天宮一號(hào)，處于完全失重狀態(tài)，但地球?qū)λ娜f(wàn)有引力仍然存在，提供他隨天宮一號(hào)圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故A錯(cuò)誤；第一宇宙速度為最大環(huán)繞速度，天宮一號(hào)的線速度一定小于第一宇宙速度7.9km/s．故B正確．天宮一號(hào)處于完全失重狀態(tài)，不能用彈簧秤懸掛測(cè)一杯水的重力．故C錯(cuò)誤．由，則得，則知衛(wèi)星的軌道半徑越大，所在處的重力加速度越?。瓿蓪?duì)接后的組合體運(yùn)行的加速度等于軌道處的重力加速度，一定小于地球表面的重力加速度9.8m/s2．故D錯(cuò)誤． 考點(diǎn)：考查了萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 34．2013年4月26日12時(shí)13分04秒，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了“高分一號(hào)”衛(wèi)星，這也是我國(guó)今年首次發(fā)射衛(wèi)星?！案叻忠惶?hào)”衛(wèi)星是高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的首發(fā)星，也是我國(guó)第一顆設(shè)計(jì)、考核壽命要求大于5年的低軌遙感衛(wèi)星。關(guān)于“高分一號(hào)”衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A．衛(wèi)星的發(fā)射速度一定小于7.9km/s B．繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大 C．繞地球運(yùn)行的向心加速度比月球繞地球運(yùn)行的向心加速度小 D．衛(wèi)星在預(yù)定軌道上沒(méi)有加速度 【答案】 B 【解析】 7.9km/s是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，所以A錯(cuò)；由知，衛(wèi)星離地較近，角速度大，向心加速度大，B對(duì)C錯(cuò)；衛(wèi)星具有向心加速度，D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用。 35．2012年2月6日國(guó)防科工局發(fā)布了由“嫦娥二號(hào)”月球探測(cè)器獲得的7米分辨率全月球影像圖，這是我國(guó)探月工程取得的重大科技成果。設(shè)地球、月球的質(zhì)量分別為m1、m2，半徑分別為R1、R2，地球的某近地衛(wèi)星速度為v，環(huán)繞周期為T(mén)，則環(huán)繞月球表面飛行的探測(cè)器速度和周期為 （ ） A． B． C． D． 【答案】 A 36．2012年4月30日，我國(guó)用一枚 “長(zhǎng)征3號(hào)乙”火箭成功發(fā)射兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。若該衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，地球質(zhì)量為M，半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G，下列表述正確的是 （ ） A．衛(wèi)星的線速度大小為 B．衛(wèi)星的向心加速度大小為 C．若某一衛(wèi)星加速，則該衛(wèi)星將做向心運(yùn)動(dòng) D．衛(wèi)星處于完全失重的狀態(tài)，不受地球的引力作用 【答案】 A 【解析】 萬(wàn)有引力提供向心力，有，解得速度，選項(xiàng)A正確。根據(jù)牛頓第二定律有，則加速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。若某一衛(wèi)星加速，有，衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。衛(wèi)星處于完全失重的狀態(tài)，仍然要受到萬(wàn)有引力的作用，重力幾乎消失，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)：本題考查萬(wàn)有引力定律，衛(wèi)星，離心運(yùn)動(dòng)，完全失重的等綜合知識(shí)。 37． 2010年10月1日，我國(guó)成功發(fā)射“嫦娥”二號(hào)探月衛(wèi)星，不久的將來(lái)我國(guó)將建立月球基地，并在繞月軌道上建造空間站。如圖所示，已關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的A處航天飛機(jī)在月球引力作用下正沿橢圓軌道向月球靠近，并將與空間站在B處對(duì)接。已知空間站繞月軌道（設(shè)為圓）離月球表面高度h、周期為T(mén)，月球質(zhì)量為M，萬(wàn)有引力常量為G，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A．圖中航天飛機(jī)由A到B的過(guò)程速度越來(lái)越小 B．航天飛機(jī)在B處由橢圓軌道進(jìn)入空間站圓軌道時(shí)必須點(diǎn)火加速 C．根據(jù)題中條件可以算出月球半徑 D．根據(jù)題中條件可以算出空間站質(zhì)量 【答案】 C 【解析】 圖中航天飛機(jī)由A到B的過(guò)程中，萬(wàn)有引力做正功，速度越來(lái)越大，所以A錯(cuò)誤；航天飛機(jī)在B處由橢圓軌道進(jìn)入空間站圓軌道時(shí)若點(diǎn)火加速，航天飛機(jī)將進(jìn)入高軌道，故在B點(diǎn)需減速，所以B錯(cuò)誤；在圓軌道上，根據(jù)可求：月球的半徑R，所以C正確；空間站的質(zhì)量無(wú)法求出，故D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)：本題考天體運(yùn)動(dòng) 38．“神舟”六號(hào)載人飛船順利發(fā)射升空后，經(jīng)過(guò)115小時(shí)32分的太空飛行，在離地面343 km的圓軌道上運(yùn)行了77圈，運(yùn)動(dòng)中需要多次“軌道維持”．所謂“軌道維持”就是通過(guò)控制飛船上發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間和推力的大小和方向，使飛船能保持在預(yù)定軌道上穩(wěn)定飛行，如果不進(jìn)行“軌道維持”，由于飛船受到軌道上稀薄空氣的影響，軌道高度會(huì)逐漸降低，在這種情況下飛船的動(dòng)能、重力勢(shì)能和機(jī)械能的變化情況是 （ ） A.動(dòng)能、重力勢(shì)能和機(jī)械能逐漸減少 B.重力勢(shì)能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增大，機(jī)械能不變 C.重力勢(shì)能逐漸增大，動(dòng)能逐漸減小，機(jī)械能不變 D.重力勢(shì)能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增大，機(jī)械能逐漸減小 【答案】 D 【解析】 飛船受到軌道上稀薄空氣的影響，軌道高度會(huì)逐漸降低，高度降低，則重力勢(shì)能減小，合力做正功，動(dòng)能增大，由于空氣阻力的影響，有內(nèi)能產(chǎn)生，所以機(jī)械能減小，減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。 故選D。 考點(diǎn)：動(dòng)能定理、能量守恒定律 39．“嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星于2013年12月2日1點(diǎn)30分在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，并成功實(shí)現(xiàn)了“落月”。若已知引力常量為G，月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1、周期為T(mén)1，“嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的環(huán)月軌道半徑為r2、周期為T(mén)2，不計(jì)其他天體的影響，則根據(jù)題目條件可以 （ ） A．求出地球的密度 B．求出“嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星的質(zhì)量 C．求出地球與月球之間的萬(wàn)有引力 D．得出 【答案】 C 【解析】 A中根據(jù)月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1、周期為T(mén)1可知： ，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A錯(cuò)誤； B中“嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供向心力得： ，由此可知衛(wèi)星的質(zhì)量m在等式兩邊約去了，只能得到月球的質(zhì)量M月=，故B錯(cuò)誤； C中由上求出月球和地球的質(zhì)量，又月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1，根據(jù)萬(wàn)有引力定律可求得地球與月球之間的引力，故C正確； D中由A、B兩項(xiàng)結(jié)果可得：，，故≠，D是不對(duì)的。 考點(diǎn)：萬(wàn)有引力與航天。 40．宇宙間存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng)，其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示，三顆質(zhì)量相等的星球位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，任意兩顆星球的距離均為R，并繞其中心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．忽略其他星球?qū)λ鼈兊囊ψ饔?，引力常量為G，以下對(duì)該三星系統(tǒng)的說(shuō)法正確的是 ． （ ） A．每顆星球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑都等于R B．每顆星球做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度與三顆星球的質(zhì)量無(wú)關(guān) C．每顆星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)＝2πR D．每顆星球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度v＝2 【答案】 C 【解析】三顆星球均繞中心做圓周運(yùn)動(dòng)，由幾何關(guān)系可知r＝＝R，A錯(cuò)誤；任一星球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由其他兩個(gè)星球的引力的合力提供，根據(jù)平行四邊形定則得F＝2cos 30＝ma，解得a＝，B錯(cuò)誤；由F＝2cos 30＝m＝mr得C正確，D錯(cuò)誤． 41．我國(guó)探月的“嫦娥工程”已啟動(dòng)，在不久的將來(lái)，我國(guó)宇航員將登上月球。假如宇航員在月球上測(cè)得擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺做小振幅振動(dòng)的周期為T(mén)，將月球視為密度均勻、半徑為r的球體，則月球的密度為 （ ） A. B. C. D. 【答案】 B 【解析】據(jù)題意，已知月球上單擺的周期為T(mén)，據(jù)單擺周期公式有： ，可以求出月球表面重力加速度為： ；據(jù)月球表面物體重力有月球萬(wàn)有引力提供，有： ，月球平均密度設(shè)為，據(jù)，聯(lián)立以上關(guān)系可以求得： ，故選項(xiàng)A正確。 考點(diǎn)：本題考查萬(wàn)有引力定律、單擺周期和密度公式。 42．設(shè)地球是一質(zhì)量分布均勻的球體，O為地心．已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零．在下列四個(gè)圖中，能正確描述x軸上各點(diǎn)的重力加速度g的分布情況的是． （ ） A. B. C. D. 【答案】 A 點(diǎn)睛：抓住在地球表面重力和萬(wàn)有引力相等，在礦井底部，地球的重力和萬(wàn)有引力相等，要注意在地球內(nèi)部所謂的地球的質(zhì)量不是整個(gè)地球的質(zhì)量而是半徑為r的球體的質(zhì)量． 43．在研究宇宙發(fā)展演變的理論中，有一種學(xué)說(shuō)叫做“宇宙膨脹說(shuō)”，這種學(xué)說(shuō)認(rèn)為引力常量G在緩慢地減小。假設(shè)月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且它們的質(zhì)量始終保持不變，根據(jù)這種學(xué)說(shuō)當(dāng)前月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的情況與很久很久以前相比 （ ） A．周期變大 B．角速度變大 C．軌道半徑減小 D．速度變大 【答案】 A 【解析】此題涉及萬(wàn)有引力。月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則存在，因?yàn)橘|(zhì)量始終保持不變，引力常量G在緩慢地減小，萬(wàn)有引力減小，月球做離心運(yùn)動(dòng)然后穩(wěn)定在較遠(yuǎn)的軌道上，則軌道半徑變大，線速度會(huì)變小，周期變大，角速度變小。所以答案選A。本題借助新的情景考查了萬(wàn)有引力和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)，有一定綜合性，難度一般。 44．有一顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星。建立在北緯40北京某觀測(cè)站的一位觀測(cè)員，要在每天晚上相同時(shí)刻在天空正上方同一位置觀察到該衛(wèi)星。衛(wèi)星的軌道必須滿足下列那些條件（已知地球質(zhì)量為M，地球自轉(zhuǎn)的周期為T(mén)，地球半徑為R） （ ） A．該衛(wèi)星一定在同步衛(wèi)星軌道上 B．衛(wèi)星軌道平面與地球北緯40線所確定的平面共面 C．滿足軌道半徑 （n=1，2，3，……）的全部軌道都可 D．滿足軌道半徑 （n=1，2，3，……）的部分軌道 【答案】 D 【解析】同步衛(wèi)星定軌在赤道的正上方，不可能在北緯40正上方觀察到，A錯(cuò)誤；衛(wèi)星軌道平面繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)北緯40C錯(cuò)誤；因?yàn)槭敲刻焱砩系南嗤瑫r(shí)刻能觀察到，故（），根據(jù)公式解得，故C錯(cuò)誤，D正確； 故選D 45．因“光纖之父”高錕的杰出貢獻(xiàn)，早在1996年中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)就將一顆于1981年12月3日發(fā)現(xiàn)的國(guó)際編號(hào)為“3463”的小行星命名為“高錕星”。假設(shè)高錕星為均勻的球體，其質(zhì)量為地球質(zhì)量的1/k倍，半徑為地球半徑的1/q倍，則“高錕星”表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的 （ ） A．q/k倍 B．k/q倍 C．q2/k倍 D．k2/q倍 【答案】 C 【解析】 考點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用． 分析：在行星表面的物體受到的重力等于行星對(duì)物體的萬(wàn)有引力，根據(jù)萬(wàn)有引力公式求出重力加速度的表達(dá)式，然后根據(jù)根據(jù)“高錕星”質(zhì)量、半徑與地球質(zhì)量、半徑的關(guān)系求出“高錕星”表面的重力加速度． 解：設(shè)行星質(zhì)量是M，半徑是R，物體質(zhì)量是m， 行星表面的物體受到的重力等于行星對(duì)它的萬(wàn)有引力， 則G=mg，重力加速度g=， ====； 故選C． 46．一宇宙飛船繞地心做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，飛船艙內(nèi)有一質(zhì)量為m的人站在可稱(chēng)體重的臺(tái)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，g′表示宇宙飛船所在處的地球引力加速度，表示人對(duì)秤的壓力，下面說(shuō)法中正確的是 （ ） A． B． C．= D．= 【答案】 B 【解析】 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船及其上的人均處于完全失重狀態(tài)，臺(tái)秤無(wú)法測(cè)出其重力，故=0，C、D錯(cuò)誤；對(duì)地球表面的物體，，宇宙飛船所在處，，可得：，A錯(cuò)誤、B正確． 考點(diǎn)：萬(wàn)有引力與航天 47．由于太陽(yáng)不斷向外輻射電磁能，其自身質(zhì)量不斷減?。鶕?jù)這一理論，在宇宙演變過(guò)程中，地球公轉(zhuǎn)的情況是 （ ） A．公轉(zhuǎn)周期變大 B．公轉(zhuǎn)半徑減小 C．公轉(zhuǎn)速率變大 D．公轉(zhuǎn)角速度變大 【答案】 A 【解析】如果太陽(yáng)質(zhì)量不變，線速度V正好能夠滿足萬(wàn)有引力提供需要的向心力．可是太陽(yáng)質(zhì)量變小了，萬(wàn)有引力就變小了，這個(gè)時(shí)候需要的向心力就比萬(wàn)有引力大了．地球就做離心運(yùn)動(dòng)了，也就離太陽(yáng)越來(lái)越遠(yuǎn)了．所以運(yùn)動(dòng)半徑變大; B、地球跑遠(yuǎn)了，同時(shí)是在背離太陽(yáng)做負(fù)功的，這個(gè)時(shí)候動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，所以速率變小了．同時(shí)半徑又變大了，根據(jù)，所以角速度就變小了，根據(jù) 所以周期就變長(zhǎng)了． 本題考查了萬(wàn)有引力在天體中的應(yīng)用，這個(gè)題目有所不同的是中心體的質(zhì)量也在發(fā)生改變，所以要考慮全面． 48．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)正在實(shí)施的自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2010年1月17日凌晨在西昌成功發(fā)射了第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，這是一顆地球同步衛(wèi)星。若第一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為12小時(shí)，則兩顆衛(wèi)星相比較 （ ） A．第三顆北斗衛(wèi)星的高度一定比第一顆北斗衛(wèi)星的高 B．第三顆北斗衛(wèi)星的速度一定比第一顆北斗衛(wèi)星的大 C．第三顆北斗衛(wèi)星的加速度一定比第一顆北斗衛(wèi)星的大 D．第三顆北斗衛(wèi)星的向心力一定比第一顆北斗衛(wèi)星的大 【答案】 A 【解析】 本題考查萬(wàn)有引力定律；人造衛(wèi)星的加速度、線速度和軌道的關(guān)系及同步衛(wèi)星特征。解答本題的關(guān)鍵是抓住同步衛(wèi)星特征及萬(wàn)有引力提供向心力，列式求解出線速度、高度、加速度和向心力的表達(dá)式，再進(jìn)行討論。因?yàn)榈谌w北斗導(dǎo)航衛(wèi)星是一顆地球同步衛(wèi)星，所以其周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同為24小時(shí)。人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M，則有 整理得，又因第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期大于第一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期，所以第三顆北斗衛(wèi)星的高度一定比第一顆北斗衛(wèi)星的高，故A正確；由得 所以第三顆北斗衛(wèi)星的速度一定比第一顆北斗衛(wèi)星的小，故B錯(cuò)誤；由得，所以第三顆北斗衛(wèi)星的加速度一定比第一顆北斗衛(wèi)星的小，故C錯(cuò)誤；因兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系不確定，由知，兩顆衛(wèi)星的向心力大小關(guān)系無(wú)法確定，故D錯(cuò)誤。所以選A。 49．2015年12月10日，我國(guó)成功將中星1C衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道。如圖所示為該衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)的示意圖，已知地球半徑為R，地球表面重力加速度g，衛(wèi)星遠(yuǎn)地點(diǎn)P距地心O的距離為3R，則 （ ） A. 衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度大于 B. 衛(wèi)星經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的速度最大 C. 衛(wèi)星經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度小于 D. 衛(wèi)星經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)加速，衛(wèi)星可能再次經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn) 【答案】 D 考點(diǎn)：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握萬(wàn)有引力提供向心力這一重要理論，并能靈活運(yùn)用，以及知道變軌的原理，當(dāng)萬(wàn)有引力小于向心力，做離心運(yùn)動(dòng)，當(dāng)萬(wàn)有引力大于向心力，做近心運(yùn)動(dòng)。 50．2013年12月2日晚，發(fā)射了嫦娥三號(hào)。幾天后，運(yùn)載火箭將嫦娥三號(hào)直接送入地月轉(zhuǎn)移軌道；近月制動(dòng)被月球捕獲，進(jìn)入距月球表面高h(yuǎn)環(huán)月圓軌道。作為地球天然衛(wèi)星的月球，月球的質(zhì)量M,已知月球直徑約為r，則月球的平均密度ρ和圓軌道的運(yùn)行周期T。（引力常量為G） （ ） A. ； B. ； C. ； D. ； 【答案】 C 【解析】由密度公式得：，做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中萬(wàn)有引力提供向心力，所以，解得，故C正確； 考點(diǎn)：考查了萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 二、多項(xiàng)選擇題 51．如圖所示，圓a和橢圓b是位于地球赤道平面上的衛(wèi)星軌道，其中圓a是地球同步軌道?，F(xiàn)在有A、B兩顆衛(wèi)星分別位于a、b軌道運(yùn)行，但運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反.已知A、B的運(yùn)行周期分別T1、T2，地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén)0，P為軌道b的近地點(diǎn)。則有 （ ） A. 衛(wèi)星A是地球同步衛(wèi)星 B. 衛(wèi)星B在P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大 C. 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