2014届高三名校物理试题解析分项汇编(新课标Ⅱ版)(第03期)专题06万有引力定律Word版含解析

2014届高三名校物理试题解析分项汇编（新课标Ⅱ版）（第03期）专题06万有引力定律精选名校试题一、单项选择题1.【2014·贵州省六校联盟高三第一次联考】如图所示，将卫星发射至近地圆轨道1，然后再次点火，将卫星送入同步轨道3，轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A．卫星在轨道2上经过Q点时的速度小于它在轨道2上经过P点时的速度B．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度C．卫星从轨道1变轨到轨道3的过程中卫星动能变小，卫星的重力势能增加，但卫星的机械能守恒D．卫星在同步轨道3上的角速度等于在轨道1上的角速度2.【2014·辽宁省辽宁师大附中高三上期期中考试】太空被称为是21世纪技术革命的摇篮．摆脱地球引力，在更“纯净”的环境中探求物质的本质，拨开大气层的遮盖，更直接地探索宇宙的奥秘，一直是科学家们梦寐以求的机会．“神州号”两次载人飞船的成功发射与回收给我国航天界带来足够的信心，我国提出了载人飞船——太空实验室——空间站的三部曲构想．某宇航员要与轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站2-1-c-n-j-yA.只能从较低轨道上加速B.只能从较高轨道上加速C.只能从空间站同一高度的轨道上加速D.无论在什么轨道上，只要加速都行3.【2014·辽宁省抚顺二中高三上期期中考试】下表是火星和地球部分数据对照表，把火星和地球视为匀质理想球体，它们绕太阳的运动近似看作匀速圆周运动，从表中数据可以分析得出不正确的是（）质量（kg）公转周期（d天）自转周期（h小时）近似公转轨道半径（m）星球半径（m）火星6.421×1023686.9824.622.28×10113.395×106地球5.976×1024365.2623.931.50×10116.378×106A.地球所受向心力较大B.地球公转动能较大C.火星的第一宇宙速度较大D.火星两极处地表重力加速度较小考点：本题考查万有引力定律的应用。4.【2014·辽宁省五校协作体高三上期期中考试】一颗人造地球卫星，在地面时，所受万有引力大小为F；当它被送到距地心的距离为地球半径2倍的运行轨道后，所受万有引力大小为（）A．41FD．91FC．FB．3F21世纪教育网版权所有5.【2014·黑龙江省双鸭山市一中高三12月月考】太阳围绕银河系中心的运动可视为匀速圆周运动，其运动速度约为地球公转速度的7倍，轨道半径约为地球公转道半径的2×109倍，为了粗略估算银河系中恒星的数目，可认为银河系中所有恒星的质量都集中在银河系中心，且银河系中恒星的平均质量约等于太阳质量，则银河系中恒星数目约为()21教育网A．109B．1011C．1013D．1015【答案】B【解析】试题分析：设银河系的质量为M1，太阳的质量为M2，地球的质量为m，太阳绕银河系的速度为v1，地球的公转速度为v2，由万有引力提供向心力可知：21212211GMMvMRR，222222GMmvmRR解得2921111122222107101MRvMRv，B正确．21cnjy.com考点：本题考查万有引力定律的应用．6.【2014·辽宁省新民市第一高级中学高三上期期末考试】随着航天技术的发展，在地球周围有很多人造飞行器，其中有一些已超过其设计寿命且能量耗尽。每到太阳活动期，地球的大气层会变厚，这时有些飞行器在大气阻力的作用下，运行的轨道高度将逐渐降低（在其绕地球运动的每一周过程中，轨道高度变化很小，均可近似视为匀速圆周运动）。为了避免飞行器坠入大气层后对地面设施及人员造成安全威胁，人们设想发射导弹将其在运行轨道上击碎。具体设想是：在导弹的弹头脱离推进装置后，经过一段无动力飞行，从飞行器后下方逐渐接近目标，在进入有效命中距离后引爆弹头并将该飞行器击碎。对于这一过程中的飞行器及弹头，下列说法中正确的是（）【来源：21·世纪·教育·网】A．飞行器轨道高度降低后，它做圆周运动的速率变大B．飞行器轨道高度降低后，它做圆周运动的周期变大C．弹头在脱离推进装置之前，始终处于失重状态D．弹头引爆前瞬间，弹头的加速度一定小于此时飞行器的加速度7.【2014·北京市东城区普通校高三第一学期12月联考试卷】“嫦娥二号”环月飞行的高度为100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加详实。若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图4所示。则21·cn·jy·comA．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”大B．“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”小C．“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”大D．“嫦娥二号”环月运行的向心力与“嫦娥一号”相等【答案】C【解析】8.【2014·北京市东城区示范校高三第一学期12月联考试卷】现有两颗绕地球匀速圆周运动的人造地球卫星A和B，它们的轨道半径分别为rA和rB。如果rArB，则2·1·c·n·j·yA.卫星A的运动周期比卫星B的运动周期大B.卫星A的线速度比卫星B的线速度大C.卫星A的角速度比卫星B的角速度大D.卫星A的加速度比卫星B的加速度大【答案】A9.【2014·北京市石景山区高三第一学期期末考试】如图5所示，两颗“近地”卫星1和2都绕地球做匀速圆周运动，卫星2的轨道半径更大些．两颗卫星相比较，下列说法中正确的是【来源：21cnj*y.co*m】A．卫星2的向心加速度较大B．卫星2的线速度较大C．卫星2的周期较大D．卫星2的角速度较大10.【2014·北京市通州区高三1月份摸底考试】“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为h的圆形轨道上运行，运行周期为T。已知引力常量为G，月球的半径为R。利用以上数据估算月球质量的表达式为【出处：21教育名师】A．2324GTRπB．22+4GThRπ）（C．222+4GThRπ）（D．232+4GThRπ）（11.【2014·甘肃省武威市第六中学高三第四次月考】2013年6月20日上午10点神舟十号航天员首次面向中小学生开展太空授课和天地互动交流等科普教育活动，这是一大亮点。“神舟十号”在绕地球做匀速圆周运动的过程中，下列叙述不正确的是()A．指令长聂海胜做了一个“太空打坐”，是因为他不受力B．悬浮在轨道舱内的水呈现圆球形C．航天员在轨道舱内能利用弹簧拉力器进行体能锻炼D．盛满水的敞口瓶，底部开一小孔，水不会喷出12.【2014·贵州省六盘水市六校联合统考高三12月月考】假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为0g。“嫦娥三号”飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点，点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。下列判断正确的是（）A．飞船在轨道Ⅲ跟轨道Ⅰ的线速度大小之比为1：2B．飞船在轨道Ⅰ绕月球运动一周所需的时间为0272gRC．飞船在A点点火变轨后，动能减小D．飞船在Ⅱ轨道上由A点运动到B点的过程中，动能减小【答案】C【解析】试题分析：飞船在轨道Ⅲ和轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，均由万有引力提供向心力，设月球的质量为M，飞船的质量为m，则由牛顿第二定律和万有引力定律得：22MmvGmrr，解得：GMvr，即1vr，故31421vRvR，所以A错误；飞船在轨道Ⅰ绕月球运动，万有引力充当向心力，则13.【2014·甘肃省武威市第六中学高三第四次月考】宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统，设某双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若AO＜OB，则（）21*cnjy*comA．星球A的向心力一定大于B的向心力B．星球A的线速度一定大于B的线速度C．星球A的角速度一定小于B的角速度D．星球A的质量一定大于B的质量14．【2014·北京市通州区高三1月份摸底考试】目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是【版权所有：21教育】A．由于气体阻力做负功，卫星的动能逐渐减小B．由于地球引力做正功，引力势能一定减小C．由于气体阻力做功可忽略，因此机械能保持不变D．卫星克服气体阻力做的功等于引力势能的减小OAB15.【2013·北京市丰台区高三第一学期期末考试】已知地球的质量为M，半径为R，自转周期为T，地球表面处的重力加速度为g。地球同步卫星的质量为m，离地面的高度为h。利用上述物理量，可推算出地球同步卫星的环绕速度表达式为A.2hTB.GmRhC.2GMTD.2gRRh16.【2014·黑龙江省牡丹江一中高三10月月考】某研究小组用天文望远镜对一颗行星进行观测，发现该行星有一颗卫星，卫星在行星的表面附近绕行，并测得其周期为T，已知引力常量为G，根据这些数据可以估算出（）A．行星的质量B．行星的半径C．行星的平均密度D．行星表面的重力加速度17.【2014·海南省琼海市嘉积中学高三上学期教学质量监测】一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后做匀速圆周运动，动能减小为原来的1/4，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的A、向心加速度大小之比为4:1B、角速度大小之比为2:1C、周期之比为1:8D、轨道半径之比为1:218.【2014·黑龙江省牡丹江一中高三10月月考】“嫦娥一号”卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测。已知卫星绕月运动的周期约为127分钟，月球绕地球运动的轨道半径与卫星绕月球运动的轨道半径之比约为220。利用上述数据以及日常的天文知识，可估算出地球对卫星与月球对卫星的万有引力的比值约为（）A．2×10-3B．0.2C．7D．2×10221·世纪*教育网【答案】A19.【2014·黑龙江省牡丹江一中高三10月月考】某颗人造地球卫星离地面的高度是地球半径的n倍，那么该卫星运行速度是地球第一宇宙速度的（）21*cnjy*comA．n倍B．n1倍C．11n倍D．11n倍【答案】D【解析】试题分析：第一宇宙速度满足：221RGMmRvm，造地球卫星离地面的高度是地球半径的n倍J时速度满足2222)1()1(RnGMmRnvm，两式对照得D正确。考点：本题考查万有引力定律、圆周运动、第一宇宙速度。二、多项选择题20.【2013·贵州省天柱民中、锦屏中学、黎平一中、黄平民中高三上期期末联考】2012年初，我国宣布北斗导航系统正式商业运行。北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置（如图所示）。若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力。则（）A．这两颗卫星的加速度大小相等，均为22rgRB．卫星l由位置A运动至位置B所需的时间为grR3rπC．卫星l向后喷气就一定能追上卫星2D．卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功21.【2013·辽宁省某重点中学高三上期期末考试】如图5所示，a为地球赤道上的物体；b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星；c为地球同步卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是()A．角速度的大小关系为bcaωωωB．向心加速度的大小关系为cbaaaaC．线速度的大小关系为cbavvvD．周期关系为bcaTTT22.【2014·辽宁省沈阳市高三教学质量监测（一）】已知万有引力常量为G，地球半径为R，地球表面重力加速度g和地球自转周期T，不考21教育名师原创作品虑地球自转的影响，利用以下条件可求出的物理量是A、地球的质量B．地球与其同步卫星之间的引力C．第一宇宙速度D．地球同步卫星的高度23.【2013·辽宁省五校协作体高三第二次模拟考试】2010年10月“嫦娥二号”卫星成功发射，长征三号丙火箭直接将卫星由绕地轨道送入200km～