高三物理萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

1、山東理綜物理三年高考及2010一模分類(lèi)匯編萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用三年高考1. （2009年）18. 2008年9月25日至28日我國(guó)成功實(shí)施了“神舟”七號(hào)載入航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343千米處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運(yùn)行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是A飛船變軌前后的機(jī)械能相等 B飛船在圓軌道上時(shí)航天員出艙前后都處于失重狀態(tài) C飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度 D飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速度2. （2008年）18. 據(jù)報(bào)道，我國(guó)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星

2、“天鏈一號(hào)01星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過(guò)4次變軌控制后，于5月1日成功定點(diǎn)在東經(jīng)77赤道上空的同步軌道。關(guān)于成功定點(diǎn)后的“天鏈一號(hào)01星”，下列說(shuō)法正確的是A. 運(yùn)行速度大于7.9 km/sB. 離地面高度一定，相對(duì)地面靜止C. 繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大D. 向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等3. （2007年）22. 2007年4月24日，歐洲科學(xué)家宣布在太陽(yáng)系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類(lèi)居住的類(lèi)地行星Gliese581c。這顆圍繞紅矮星Gliese 581運(yùn)行的星球有類(lèi)似地球的溫度，表面可能有液態(tài)水存在，距離地球約為20光年，

3、直徑約為地球的1.5倍，質(zhì)量約為地球的5倍.繞紅矮星Gliese 581運(yùn)行的周期約為13天。假設(shè)有一艘宇宙飛船飛臨該星球表面附近軌道，下列說(shuō)法正確的是A. 飛船在Gliese 581c表面附近運(yùn)行的周期約為13天B. 飛船在Gliese 581c表面附近運(yùn)行時(shí)的速度大于7.9km/sC. 人在Gliese 581c上所受重力比在地球上所受重力大D. Gliese 581c的平均密度比地球平均密度小2010山東各地模擬4. （2010德州一模）我國(guó)于2010年1月17日凌晨在西昌成功發(fā)射第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，此前，我國(guó)已成功發(fā)射了兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，這次發(fā)射的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（COMPASSG2）是一

4、顆地球同步衛(wèi)星。如圖所示，假若第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星先沿橢圓軌道1飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)P處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道1變成地球同步圓軌道2。下列說(shuō)法正確的是：A. 第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星在軌道2運(yùn)行時(shí)的速度大于7.9km/sB. 第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星在軌道2運(yùn)行時(shí)不受重力作用C. 第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星在軌道2運(yùn)行時(shí)的向心加速度比在赤道上相對(duì)地球靜止的物體的向心加速度小D. 第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星在軌道1上的P點(diǎn)和軌道2上的P點(diǎn)的加速度大小相等5. （2010濟(jì)南單科）美國(guó)太空總署（NASA）為探測(cè)月球是否存在水分，于2009年10月9日利用一支火箭和一顆衛(wèi)星連續(xù)撞擊月球據(jù)天文學(xué)家測(cè)量，月球的半徑約為l 800 km,月

5、球表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的1/6，月球表面在陽(yáng)光照射下的溫度可達(dá)127 ，而此時(shí)水蒸氣分子的平均速率達(dá)2 km/s，下列說(shuō)法正確的是（ ）A衛(wèi)星撞月前應(yīng)先在原繞月軌道上減速B衛(wèi)星撞月前應(yīng)先在原繞月軌道上加速C由于月球的第一宇宙速度大于2 kms，所以月球表面可能有水D由于月球的第一宇宙速度小于2 kms，所以月球表面在陽(yáng)光照身下不可能有水6. （2010濟(jì)寧一模）2008年9月27日，“神舟七號(hào)”宇航員翟志剛順利完成出艙活動(dòng)任務(wù)，他的第一次太空行走（如圖所示）標(biāo)志著中國(guó)航天事業(yè)全新時(shí)代的到來(lái)若“神舟七號(hào)”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為r，另有一顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半

6、徑為2r，則可以確定（ ）A翟志剛出艙后不再受地球引力B翟志剛出艙取回外掛實(shí)驗(yàn)樣品，若樣品脫手，則樣品做自 由落體運(yùn)動(dòng)C“神舟七號(hào)”與衛(wèi)星的加速度大小之比為4：lD“神舟七號(hào)”與衛(wèi)星的線速度大小之比為1：47. （2010臨沂單科）隨著世界航空事業(yè)的發(fā)展，深太空探測(cè)已逐漸成為各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)假設(shè)深太空中有一顆外星球，質(zhì)量是地球質(zhì)量的2倍，半徑是地球半徑的l/2則下述判斷正確的有( )A在地面上所受重力為G的物體，在該外星球表面上所受重力變?yōu)? GB該外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍C該外星球的同步衛(wèi)星周期一定小于地球同步衛(wèi)星周期D該外星球上從某高處自由落地時(shí)間是地面上同一高處自由落

7、地時(shí)間的一半8. （2010青島一模）設(shè)地球同步衛(wèi)星離地面的距離為 R ，運(yùn)行速率為 v，加速度為 a ，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為 a，第一宇宙速度為 v，地球半徑為 R0則以下關(guān)系式正確的是AB C D9. （2010日照一模）萬(wàn)有引力作用下的物體具有引力勢(shì)能，取無(wú)窮遠(yuǎn)處引力勢(shì)能為零，物體距星球球心距離為時(shí)的引力勢(shì)能為： (為萬(wàn)有引力常量)，設(shè)宇宙中有一個(gè)半徑為的星球，星球表而無(wú)氣體。宇航員在該星球上以初速度豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量為的物體，經(jīng)時(shí)間落回拋出點(diǎn)，則A在該星球表面上以的初速度水平拋出一個(gè)物體，物體將不再落回星球表面B在該星球表面上以的初速度水平拋出一個(gè)物體，物體將不再

8、落回星球表面C在該星球表面的初速度豎直拋出一個(gè)物體，物體將不再落回星球表面D在該星球表面的初速度豎直拋出一個(gè)物體，物體將不再落回星球表面10. （2010泰安一模）我國(guó)成功實(shí)施了“神舟”七號(hào)載人航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙。若飛船先沿橢圓軌道1飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343km處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道1變成高度為343km的圓軌道2，在圓軌道2上飛船的運(yùn)行周期約為90min。下列判斷正確的是A飛船變軌前后的機(jī)械能相等B飛船在圓軌道上時(shí)航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)C飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角速度等于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度D飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速度11. （2010

9、濰坊一模）2010年3月5日，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功地將“遙感衛(wèi)星九號(hào)”送人太空，若“遙感衛(wèi)星九號(hào)”運(yùn)行軌道比“遙感衛(wèi)星八號(hào)離地球更近些，且它們的運(yùn)行軌道都是圓周，則“遙感九號(hào)”比“遙感八號(hào)”運(yùn)行的 A周期小 B線速度小 C角速度小 D加速度小12. （2010濰坊單科）如圖所示，地球球心為O，半徑為R，表面的重力加速度為g一宇宙飛船繞地球無(wú)動(dòng)力飛行且做橢圓運(yùn)動(dòng)，恰好經(jīng)過(guò)距地心2R的P點(diǎn)，為研究方便，假設(shè)地球不自轉(zhuǎn)且表面沒(méi)有空氣，則（ ）A飛船在P點(diǎn)的加速度一定是B飛船經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速度一定是C飛船內(nèi)的物體處于完全失重狀態(tài)D飛船經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)，對(duì)準(zhǔn)地心彈射出的物體一定沿PO直線落向地面13. （2

10、010煙臺(tái)一模）我國(guó)在近兩年將發(fā)射10顆左右的導(dǎo)航衛(wèi)星，預(yù)計(jì)在2015年建成由30多顆衛(wèi)星組成的 “北斗二號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，此系統(tǒng)由中軌道、高軌道和同步軌道衛(wèi)星等組成.現(xiàn)在正在服役的“北斗一號(hào)”衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星都定位在距地面36000km的地球同步軌道上.而美國(guó)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱GPS)由24顆衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20000km.則下列說(shuō)法中正確的是A“北斗一號(hào)”系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星的質(zhì)量必須相等BGPS的衛(wèi)星比“北斗一號(hào)”的衛(wèi)星周期短C“北斗二號(hào)”中的每顆衛(wèi)星一定比“北斗一號(hào)”中的每顆衛(wèi)星的加速度大D“北斗二號(hào)”中的中軌道衛(wèi)星的線速度小于高軌道衛(wèi)星的線速度14. （

11、2010煙臺(tái)單科）英國(guó)新科學(xué)家（New Scientist）雜志評(píng)選出了2008年度世界8項(xiàng)科學(xué)之最，在XTEJ1650-500雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半徑R約45km，質(zhì)量M和半徑R的關(guān)系滿足（其中c為光速，大小為3108m/s，G為引力常量），則該黑洞表面重力加速度的數(shù)量級(jí)為A.108m/s2 B.1010m/s2 C.1012m/s2 D.1014m/s2 15. （2010棗莊一模）科學(xué)家觀察到太陽(yáng)系外某恒星有行星，并測(cè)得該行星繞恒星運(yùn)行一周所用的時(shí)間為1200年。行星與恒星的距離為地球到太陽(yáng)距離的100倍。假定行星繞恒星運(yùn)行的軌道和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道都是圓形軌道

12、。則利用以上數(shù)據(jù)可以求出的量有（ ）A行星與地球的質(zhì)量之比 B恒星與太陽(yáng)的質(zhì)量之比 C恒星與太陽(yáng)的密度之比 D行星與地球的運(yùn)行速度之比參考答案1. 答案：BC考點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律，完全失重，萬(wàn)有引力定律解析：飛船點(diǎn)火變軌，前后的機(jī)械能不守恒，所以A不正確。飛船在圓軌道上時(shí)萬(wàn)有引力來(lái)提供向心力，航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)，B正確。飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期90分鐘小于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期24小時(shí)，根據(jù)可知，飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角度速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度，C正確。飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)只有萬(wàn)有引力來(lái)提供加速度，變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)也是只有萬(wàn)有引力來(lái)提供加速度，所以相等，D不正確。提示：若物體除了重力、彈性力做功以外，還有其他力(非重力、彈性力)不做功，且其他力做功之和不為零，則機(jī)械能不守恒。根據(jù)萬(wàn)有引力等于衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力可求衛(wèi)星的速度、周期、動(dòng)能、動(dòng)量等狀態(tài)量。由得，由得，由得，可求向心加速度。2. 答案： BC解析：由題知成功定點(diǎn)后的“天鏈一號(hào)01星”為地球同步衛(wèi)星，故其運(yùn)行速度小于第一宇宙速度（7.9 km/s），故A錯(cuò)誤；由，故h=-R，故該衛(wèi)星距地高度一定，且相對(duì)地面靜止，B正確；同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期為1天，月球繞地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期約30天，由