高三名校物理試題（第04期）06 萬有引力定律（解析版）含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷有其特定的命題模板，無論是命題題型、考點(diǎn)分布、模型情景等，還是命題思路和發(fā)展趨向方面都不同于其他省市的地方卷。為了給新課標(biāo)全國(guó)卷考區(qū)廣大師生提供一套專屬自己的復(fù)習(xí)備考資料，物理解析團(tuán)隊(duì)的名校名師們精心編寫了本系列資料.本資料以全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷考區(qū)的最新名校試題為主，借鑒并吸收了其他省市最新模擬題中對(duì)全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷考區(qū)具有借鑒價(jià)值的典型題，優(yōu)化組合，合理編排，極限命制。備注:新課標(biāo)Ⅰ卷專版所選試題和新課標(biāo)Ⅱ卷專版所選試題不重復(fù)，歡迎同時(shí)下載使用.專題6萬有引力定律(解析版)一、單項(xiàng)選擇題：1?！?013·新洲一中等三校高三聯(lián)考】北斗導(dǎo)航系統(tǒng)又被稱為“雙星定位系統(tǒng)”，具有導(dǎo)航、定位等功能。“北斗"系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星1和2均繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑均為r，某時(shí)刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置，如圖所示。若衛(wèi)星均順時(shí)針運(yùn)行，地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R，不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用力.以下判斷中正確的是（）A．這兩顆衛(wèi)星的向心加速度大小相等,均為B．衛(wèi)星l由位置A運(yùn)動(dòng)至位置B所需的時(shí)間為C．如果使衛(wèi)星l加速，它就一定能追上衛(wèi)星2D。如果衛(wèi)星2減速,就一定能夠與1對(duì)接接,C、D錯(cuò)誤.

考點(diǎn)：本題考查了萬有引力與衛(wèi)星問題。

2.【2013·武漢武昌區(qū)高三期末調(diào)研】以下敘述正確的是A．庫侖在前人工作的基礎(chǔ)上，通過定量實(shí)驗(yàn)研究，確認(rèn)了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力遵循的規(guī)律B．電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流、導(dǎo)體電阻和通電時(shí)間的規(guī)律是由歐姆最先發(fā)現(xiàn)的C．最先通過理想斜面實(shí)驗(yàn)得出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因的是牛頓D．萬有引力定律是由開普勒發(fā)現(xiàn)的3?！?013·黃岡高三上學(xué)期期末考試】2012年10月，美國(guó)耶魯大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)一顆完全由鉆石組成的星球，通過觀測(cè)發(fā)現(xiàn)該星球的半徑是地球的2倍，質(zhì)量是地球的8倍，假設(shè)該星球有一顆近地衛(wèi)星,下列說法正確的是A．該星球的密度是地球密度的2倍B．該星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍C．該星球的近地衛(wèi)星周期跟地球的近地衛(wèi)星周期相等D．該星球近地衛(wèi)星的速度是地球近地衛(wèi)星速度的4倍考點(diǎn)：本題考查萬有引力定律.4?！?014·河南周口中英文學(xué)校高三月考】某星球與地球的質(zhì)量比為a，半徑比為b，則該行星表面的重力加速度與地球表面重力加速度之比為A．a(chǎn)/b B．a(chǎn)/b2 C．a(chǎn)b2 D．a(chǎn)b【答案】B【解析】試題分析：若不考慮星球自轉(zhuǎn)的影響,根據(jù)萬有引力定律可得：,得,則．故B正確．

考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用。5。【2014·河南周口中英文學(xué)校高三月考】下列說法正確的是A．牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律并精確測(cè)出了引力常量B．哥白尼提出日心說，認(rèn)為行星以橢圓軌道繞太陽運(yùn)行C．牛頓在歸納總結(jié)了伽利略、笛卡爾等科學(xué)家結(jié)論的基礎(chǔ)上，得出了牛頓第一定律D．亞里士多德提出了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因【答案】C【解析】試題分析：牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律,卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn)精確測(cè)出了引力常量；哥白尼提出日心說，認(rèn)為太陽是宇宙的中心；牛頓在歸納總結(jié)了伽利略、笛卡爾等科學(xué)家結(jié)論的基礎(chǔ)上，得出了牛頓第一定律；亞里士多德提出了力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因。選項(xiàng)C正確?？键c(diǎn)：物理學(xué)史。6.【2014·鄭州高三第一次質(zhì)量預(yù)測(cè)】一人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度大小減小為原來的，則變軌前后衛(wèi)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1：27。【2014·河南實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三上學(xué)期物理】了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程,學(xué)會(huì)像科學(xué)家那樣觀察和思考,往往比掌握知識(shí)本身更重要。以下符合史實(shí)的是（)A．伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)采用了微量放大的方法B．開普勒通過對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究總結(jié)出了萬有引力定律C．卡文迪許利用扭秤裝置測(cè)定了引力常量的數(shù)值D．牛頓將斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)論合理外推，間接證明了自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)8.【2013·南陽五校高三聯(lián)誼】一同學(xué)為探月宇航員估算環(huán)繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的最小周期，想出了一種方法：在月球表面以初速度v0豎直上拋一個(gè)物體，測(cè)出物體上升的最大高度為h，假設(shè)物體只受月球引力作用，又已知該月球的直徑為d，則衛(wèi)星繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的最小周期為（）A．B．C．D．9.【2014·開封高三第一次模擬】哈勃望遠(yuǎn)鏡被稱作足人類觀察宇宙的眼睛．在l990年4月25日哈勃天文望遠(yuǎn)鏡被科學(xué)家送上距地球表面約600km的高空．使得人類對(duì)宇宙中星體的觀測(cè)與研究有了極大的進(jìn)展．假設(shè)哈勃望遠(yuǎn)鏡沿圓軌道繞地球運(yùn)行．已知地球半徑為6．4×m，利用地球同步衛(wèi)星與地球表面的距離為3．6×這一事實(shí)可得到哈勃望遠(yuǎn)鏡繞地球運(yùn)行的周期．以下數(shù)據(jù)中．最接近其運(yùn)行周期的是A．0。6小時(shí)B。1。6小時(shí)C.4。0小時(shí)D。24小時(shí)【答案】B

【解析】

試題分析：不管是哈勃望遠(yuǎn)鏡還是地球同步衛(wèi)星，都是依靠地球?qū)λ麄兊娜f有引力提供向心力，即，周期，所以哈勃望遠(yuǎn)鏡和同步衛(wèi)星的周期比，整理可得,選項(xiàng)B對(duì).

考點(diǎn):萬有引力與航天

10。【2014·長(zhǎng)葛市第三實(shí)驗(yàn)高中第三次考試】關(guān)于同步衛(wèi)星(它相對(duì)于地面靜止不動(dòng)），下列說法中不正確的是（ )。（A)它一定在赤道上空(B）同步衛(wèi)星的高度和速率是確定的值(C）它運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度（D）它運(yùn)行的線速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間11.【2014·唐山高三12份月考】已知地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6。6倍．一飛行器繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為3小時(shí).若地球半徑為R，則該飛行器繞地心飛行的軌道半徑最接近（)A．0.83RB．1。7RC．1。9RD．3.3R【答案】B【解析】試題分析：將開普勒第三定律用到地球系統(tǒng)，所有的衛(wèi)星的軌道半徑的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等，故：，解得：故選：B．考點(diǎn)：開普勒第三定律。12。【2014·河北冀州中學(xué)高三期中考試】物理學(xué)的發(fā)展極大地豐富了人類對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí),推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命,促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進(jìn)步.關(guān)于物理學(xué)發(fā)展過程中的認(rèn)識(shí)，下列說法不正確的是（）A．牛頓第一定律是利用邏輯思維對(duì)事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物，不可能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證B．開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的描述為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)C．由于牛頓在萬有引力定律方面的杰出成就，所以被稱為能“稱量地球質(zhì)量"的人D．19世紀(jì)40年代前后,不同國(guó)家、不同領(lǐng)域的十幾位科學(xué)家，以不同的方式，各自獨(dú)立地提出能量守恒定律，其中,邁爾、焦耳、亥姆霍茲的工作最有成效13.【2014·河北冀州中學(xué)高三期中考試】太陽圍繞銀河系中心的運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)速度約為地球公轉(zhuǎn)速度的7倍,軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的2×109倍，為了粗略估算銀河系中恒星的數(shù)目，可認(rèn)為銀河系中所有恒星的質(zhì)量都集中在銀河系中心，且銀河系中恒星的平均質(zhì)量約等于太陽質(zhì)量，則銀河系中恒星數(shù)目約為（)A．109 B．1011 C．1013 D．1015二、多選題、14.【2013·武漢武昌區(qū)高三期末調(diào)研】假設(shè)將來人類登上了火星，考察完畢后，乘坐一艘宇宙飛船從火星返回地球時(shí)，經(jīng)歷了如圖所示的變軌過程，則有關(guān)這艘飛船的下列說法，正確的是A．飛船在軌道I上運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能大于在軌道II上運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能B．飛船在軌道II上運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速度C．飛船在軌道III上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度等于飛船在軌道II上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度D．飛船繞火星在軌道I上運(yùn)動(dòng)的周期跟飛船返回地面的過程中繞地球以軌道I同樣的軌道半徑運(yùn)動(dòng)的周期相同15.【2013·黃梅一中高三理綜測(cè)試】A．火衛(wèi)一的質(zhì)量 B．火星的質(zhì)量C．火衛(wèi)一的繞行速度 16?！?013·黃梅一中高三適應(yīng)訓(xùn)練】2012年6月18日，神舟九號(hào)飛船與天官一號(hào)目標(biāo)發(fā)生器在離地面343km的近圓形軌道上成功進(jìn)行了我國(guó)首次載人空間交會(huì)對(duì)接。對(duì)接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣。下列說法正確的是(）A．為實(shí)現(xiàn)對(duì)接，兩者運(yùn)行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B．如不加干預(yù),在運(yùn)行一段時(shí)間后，天宮一號(hào)的動(dòng)能可能會(huì)增加C．如不加干預(yù),天宮一號(hào)的軌道高度將緩慢降低D．航天員在天宮一號(hào)中處于失重狀態(tài),說明航天員不受地球引力作用17?！?014·河南中原名校上學(xué)期聯(lián)考】我國(guó)發(fā)射的探月衛(wèi)星有一類為繞月極地衛(wèi)星。利用該衛(wèi)星可對(duì)月球進(jìn)行成像探測(cè)。如圖8所示，設(shè)衛(wèi)星在繞月極地軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)距月球表面的高度為H，繞行周期為TM；月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期為TE，公轉(zhuǎn)軌道半徑為R0；地球半徑為RE，月球半徑為RM.忽略地球引力、太陽引力對(duì)繞月衛(wèi)星的影響，則下列說法正確的是A．月球與地球的質(zhì)量之比為B．若光速為C，信號(hào)從衛(wèi)星傳輸?shù)降孛嫠脮r(shí)間為C．由開普勒第三定律可得＝D．由開普勒第三定律可得＝18.【2014·長(zhǎng)葛市第三實(shí)驗(yàn)高中第三次考試】以下關(guān)于宇宙速度的說法中正確的是( ).(A)第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的最大速度（B）第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的最小速度（C）人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的速度一定小于第二宇宙速度(D)地球上的物體無論具有多大的速度都不可能脫離太陽的束縛19?！?014·河南實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三上學(xué)期物理】如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌1然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火,將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1和2相切于Q點(diǎn),軌道2和3相切于P點(diǎn)，設(shè)衛(wèi)星在1軌道和3軌道正常運(yùn)行的速度和加速度分別為v1、v3和a1、a3,在2軌道經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度和加速度為v2和a2,且當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)周期分別為T1、T2、T3，以下說法正確的是（）A．v1〉v3〉v2B．v1〉v2〉v3C．a(chǎn)1〉a2>a3D．T1<T2〈T320?！?013·黃岡高三6月適應(yīng)考試】設(shè)想我國(guó)宇航員隨“嫦娥”號(hào)登月飛船貼近月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng),宇航員測(cè)出飛船繞行n圈所用的時(shí)間為t。登月后,宇航員利用身邊的彈簧秤測(cè)出質(zhì)量為m的物體重力為G1.已知引力常量為G,根據(jù)以上信息可得到（）A。月球的密度 B.飛船的質(zhì)量C.月球的第一宇宙速度 D。月球的自轉(zhuǎn)周期21.【2014·河南實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三上學(xué)期物理】根據(jù)觀察,在土星外層有一個(gè)環(huán)，為了判斷環(huán)是土星的連續(xù)物還是小衛(wèi)星群?？蓽y(cè)出環(huán)中各層的線速度v與該層到土星中心的距離R之間的關(guān)系.下列判斷正確的是：(）A.若v與R成反比，則環(huán)為連續(xù)物B.若v2與R成正比,則環(huán)為小衛(wèi)星群C。若v與R成正比，則環(huán)為連續(xù)物D。若v2與R成反比，則環(huán)為小衛(wèi)星群22.【2014·河北冀州中學(xué)高三期中考試】如圖所示，如果把水星和金星繞太陽的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從水星與金星在一條直線上開始計(jì)時(shí)，若天文學(xué)家測(cè)得在相同時(shí)間內(nèi)水星轉(zhuǎn)過的角度為θ1，金星轉(zhuǎn)過的角度為θ2(θ1、θ2均為銳角)，則由此條件可求得（)A．水星和金星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期之比B．水星和金星的密度之比C．水星和金星到太陽中心的距離之比D．水星和金星繞太陽運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小之比23?！?014·河北冀州中學(xué)高三期中考試】最近我國(guó)連續(xù)發(fā)射了多顆“北斗一號(hào)”導(dǎo)航定位衛(wèi)星,預(yù)示著我國(guó)通訊技術(shù)的不斷提高.該衛(wèi)星處于地球的同步軌道，假設(shè)其離地高度為h，地球半徑為R，地面附近重力加速度為g,則有（）A．該衛(wèi)星運(yùn)行周期為24hB．該衛(wèi)星所在處的重力加速度是C．該衛(wèi)星周期與近地衛(wèi)星周期之比是D．該衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)動(dòng)能是24.【2013·保定高三上學(xué)期調(diào)研】北京時(shí)間2012年2月25日凌晨O時(shí)12分，中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)丙”運(yùn)載火箭，將第十一顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星成功送入太空預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道，這是一顆地球靜止軌道衛(wèi)星.“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星定位系統(tǒng)由靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)、中軌道衛(wèi)星和傾斜同步衛(wèi)星組成,中軌道衛(wèi)星軌道半徑約為27900公里，靜止軌道衛(wèi)星的半徑約為42400A.靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度比中軌道衛(wèi)星向心加速度小B.靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星的線速度均大于地球的第一宇宙速度C。中軌道衛(wèi)星的周期約為12.7hD.地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)物體的向心加速度比靜止軌道衛(wèi)星向心加速度大25?！?014·衡水高三第四次調(diào)研】中國(guó)首顆月球探測(cè)衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”簡(jiǎn)化后的路線示意圖如圖所示．衛(wèi)星由地面發(fā)射后,先經(jīng)過地面發(fā)射軌道進(jìn)入地球附近的停泊軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng);然后從停泊軌道經(jīng)過調(diào)控進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道；到達(dá)月球附近時(shí),再次調(diào)控進(jìn)入工作軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．這時(shí)衛(wèi)星將開始對(duì)月球進(jìn)行探測(cè)．已知地球與月球的質(zhì)量之比為a，衛(wèi)星的停泊軌道與工作軌道的軌道半徑之比為b．則下列說法中正確的是（）A．衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運(yùn)行的速度之比為B．衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運(yùn)行的周期之比為C．衛(wèi)星在停泊軌道運(yùn)行的速度小于地球的第一宇宙速度D．衛(wèi)星從停泊軌道調(diào)控進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道過程衛(wèi)星機(jī)械能守恒【答案】AC【解析】試題分析:衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬有引力提供，則，,可知A對(duì)B錯(cuò)；地球的第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，是地球衛(wèi)星的最大運(yùn)行速度，故C對(duì)；衛(wèi)星從停泊軌道進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道過程中有其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能不守恒，D錯(cuò).考點(diǎn)：萬有引力定律及其應(yīng)用、環(huán)繞速度三、計(jì)算題：26.【2014·唐山高三12份月考】天文工作者觀測(cè)到某行星的半徑為R1，自轉(zhuǎn)周期為T1,它有一顆衛(wèi)星，軌道半徑為R2，繞行星公轉(zhuǎn)周期為T2。若萬有引力常量為G，求：（1)該行星的平均密度；（2）要在此行星的赤道上發(fā)射一顆質(zhì)量為m的近地人造衛(wèi)星，使其軌道平面與行星的赤道平面重合，且設(shè)行星上無氣體阻力，則對(duì)衛(wèi)星至少應(yīng)做多少功?27.【2014·河南周口中英文學(xué)校高三月考】“嫦娥一號(hào)”的成功發(fā)射，為實(shí)現(xiàn)中華民族幾千年的奔月夢(mèng)想邁出了重要的一步。已知“嫦娥一號(hào)”繞月飛行軌道近似圓周,距月球表面的高度為H,飛行周期為T,月球的半徑為R，萬有引力常量為G，假設(shè)宇航員在飛船上,飛船在月球表面附近豎直平面內(nèi)俯沖，在最低點(diǎn)附近作半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng),宇航員質(zhì)量是m,飛船經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度是v；。求：（1）月球的質(zhì)量M是多大?(2)經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)，座位對(duì)宇航員的作用力F是多大？28。【2014·武漢新洲區(qū)高三期末檢測(cè)】（13分)2013年12月2日1時(shí)30分我國(guó)發(fā)