（課標專用 A版）高考物理 專題五 萬有引力與航天試題-人教版高三物理試題

專題五萬有引力與航天挖命題【考情探究】考點考向5年考情預測熱度考題示例學業(yè)水平關聯(lián)考點素養(yǎng)要素解法天體的運動天體的運動2017課標Ⅱ,19,6分3功、機械能守恒定律運動與相互作用觀念★★☆2016課標Ⅲ,14,6分2證據(jù)萬有引力定律及其應用2018課標Ⅰ,20,6分4模型構建雙星分析法2018課標Ⅱ,16,6分3物質(zhì)觀念、運動與相互作用觀念2017北京理綜,17,6分3運動與相互作用觀念人造衛(wèi)星、宇宙航行人造衛(wèi)星2018課標Ⅲ,15,6分3開普勒第三定律模型構建比例法★★★2017課標Ⅲ,14,6分3動能運動觀念2016課標Ⅰ,17,6分3模型構建多星分析法2015課標Ⅰ,21,6分4機械能守恒定律運動與相互作用觀念2015課標Ⅱ,16,6分4速度的合成模型構建2015天津理綜,8,6分4牛頓第二定律運動與相互作用觀念宇宙航行2016天津理綜,3,6分3運動與相互作用觀念分析解讀萬有引力定律是力學中一個重要的基本規(guī)律,萬有引力定律在天體運動問題中的應用以及在人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機等航天技術上的應用是我國科學技術成就較大的地方,是社會的熱點,當然也是高考的熱點?！菊骖}典例】破考點【考點集訓】考點一天體的運動1.(2017課標Ⅱ,19,6分)(多選)如圖,海王星繞太陽沿橢圓軌道運動,P為近日點,Q為遠日點,M、N為軌道短軸的兩個端點,運行的周期為T0。若只考慮海王星和太陽之間的相互作用,則海王星在從P經(jīng)M、Q到N的運動過程中()A.從P到M所用的時間等于T0/4B.從Q到N階段,機械能逐漸變大C.從P到Q階段,速率逐漸變小D.從M到N階段,萬有引力對它先做負功后做正功答案CD2.(2018河北定州期中,13)某地區(qū)的地下發(fā)現(xiàn)了天然氣資源,如圖所示,在水平地面P點的正下方有一球形空腔區(qū)域內(nèi)儲藏有天然氣。假設該地區(qū)巖石均勻分布且密度為ρ,天然氣的密度遠小于ρ,可忽略不計。如果沒有該空腔,地球表面正常的重力加速度大小為g;由于空腔的存在,現(xiàn)測得P點處的重力加速度大小為kg(k<1)。已知引力常量為G,球形空腔的球心深度為d,則此球形空腔的體積是()A.kgdGρB.kgd2Gρ答案D3.(2018山西太原一模)我國即將展開深空探測,計劃在2020年通過一次發(fā)射,實現(xiàn)火星環(huán)繞探測和軟著陸巡視探測,已知太陽的質(zhì)量為M,地球、火星繞太陽做勻速圓周運動的軌道半徑分別為R1和R2,速率分別為v1和v2,地球繞太陽運行的周期為T。當質(zhì)量為m的探測器被發(fā)射到以地球軌道上的A點為近日點,火星軌道上的B點為遠日點的軌道上圍繞太陽運行時(如圖),只考慮太陽對探測器的作用,則()A.探測器在A點的加速度為vB.探測器在B點的加速度為4C.探測器在B點的動能為12mD.探測器沿橢圓軌道從A飛行到B的時間為12答案A4.(2019屆四川成都武侯階段檢測,3,4分)已知引力常量G,那么在下列給出的各種情景中,能根據(jù)測量的數(shù)據(jù)求出月球密度的是()A.在月球表面使一個小球做自由落體運動,測出落下的高度H和時間tB.發(fā)射一顆貼近月球表面繞月球做圓周運動的飛船,測出飛船運行的周期TC.觀察月球繞地球的圓周運動,測出月球的直徑D和月球繞地球運行的周期TD.發(fā)射一顆繞月球做圓周運動的衛(wèi)星,測出衛(wèi)星離月球表面的高度H和衛(wèi)星的周期T答案B考點二人造衛(wèi)星、宇宙航行1.(2018江蘇揚州聯(lián)考,6,4分)(多選)中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。預計2020年左右,北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力。如圖所示是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖,已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運動,a是地球同步衛(wèi)星,則()A.衛(wèi)星a的速度小于c的速度B.衛(wèi)星a的向心加速度大于b的向心加速度C.衛(wèi)星b的運行速度大于赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度D.衛(wèi)星b的周期小于衛(wèi)星c的周期答案AC2.(2018吉林長春外國語學校期中,7,4分)(多選)我國已成功發(fā)射多顆衛(wèi)星,為實現(xiàn)國人的飛天夢想提供了大量的信息、科技支持。嫦娥一號的成功發(fā)射,標志著我國新的航天時代的到來。已知發(fā)射的衛(wèi)星中,衛(wèi)星A是極地圓形軌道衛(wèi)星,衛(wèi)星B是地球同步衛(wèi)星,二者質(zhì)量相同,且衛(wèi)星A的運行周期是衛(wèi)星B的四分之一。根據(jù)以上相關信息,比較這兩顆衛(wèi)星,下列說法中正確的是()A.衛(wèi)星A做圓周運動的軌道圓心和地心重合B.衛(wèi)星B離地面較近,衛(wèi)星A離地面較遠C.正常運行時衛(wèi)星A的線速度比衛(wèi)星B的線速度小D.衛(wèi)星A所需的向心力比衛(wèi)星B所需的向心力大答案AD3.(2019屆內(nèi)蒙古包頭階段檢測,2,4分)(多選)火星探測器由橢圓軌道Ⅱ變成圓軌道Ⅰ繞火星運行,兩軌道相切于A點。下列說法正確的是()A.探測器在A點要通過加速才能實現(xiàn)由橢圓到圓的變軌B.探測器在軌道Ⅰ上A點運行速率大于在軌道Ⅱ上B點速率C.探測器在軌道Ⅱ上運行的周期小于在軌道Ⅰ運行的周期D.探測器在軌道Ⅰ上運行和在軌道Ⅱ上運行經(jīng)過A點的加速度大小相同答案BD【方法集訓】方法1天體運動中的雙星問題處理方法1.(2017東北三校聯(lián)考,11)(多選)宇宙中,兩顆靠得比較近的恒星,只受到彼此之間的萬有引力作用互相繞轉(zhuǎn),稱之為雙星系統(tǒng)。在浩瀚的銀河系中,多數(shù)恒星都是雙星系統(tǒng)。設某雙星系統(tǒng)中兩星A、B繞其連線上的O點做勻速圓周運動,如圖所示。若AO>OB,則()A.星球A的質(zhì)量一定大于B的質(zhì)量B.星球A的線速度一定大于B的線速度C.雙星間距離一定,雙星的總質(zhì)量越大,其轉(zhuǎn)動周期越小D.雙星的總質(zhì)量一定,雙星間的距離越大,其轉(zhuǎn)動周期越小答案BC2.(2018湖北四地七校聯(lián)考,6,4分)在天文觀測中,因為觀測視角的問題,有時會看到一種比較奇怪的“雙星”系統(tǒng):與其他天體相距很遠的兩顆恒星,在同一直線上“往返”運動,它們往返運動的中心相同,周期也一樣。模型如圖所示,恒星A在A1、A2之間往返運動,恒星B在B1、B2之間往返運動,且A1A2=a,B1B2=b,現(xiàn)測得它們運動的周期為T,恒星A、B的質(zhì)量分別為M、m,引力常量為G,則()A.M+m=4π2C.M+m=π2(答案B3.(2019屆福建龍巖摸底,5,4分)雙星系統(tǒng)中,兩顆星在彼此引力的作用下,繞連線上某點做勻速圓周運動。1974年物理學家約瑟夫·泰勒和拉塞爾·赫爾斯發(fā)現(xiàn)由兩顆質(zhì)量不同的星構成的雙星系統(tǒng),每年兩星間的距離減少3.5m,若兩星運動的周期不變,則該雙星系統(tǒng)中()A.兩星線速度大小始終相等B.兩星加速度大小始終相等C.每年兩星總質(zhì)量都減小D.每年兩星總質(zhì)量都增加答案C4.(2015安徽理綜,24,20分)由三顆星體構成的系統(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(圖示為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,求:(1)A星體所受合力大小FA;(2)B星體所受合力大小FB;(3)C星體的軌道半徑RC;(4)三星體做圓周運動的周期T。答案(1)23Gm2a2(2)7Gm2方法2隨地球轉(zhuǎn)和繞地球轉(zhuǎn)問題的分析1.(2018安徽皖南八校聯(lián)考,10,4分)(多選)通過對火星的探測得知,“火衛(wèi)一號”位于火星赤道正上方,它到火星中心的距離為9450km,繞火星一周所用的時間為7h39min?！盎鹦l(wèi)一號”繞火星運動的軌道可以認為是圓軌道,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2。則下列說法正確的是()A.由題中信息可以求出火星的質(zhì)量B.若知道火星的半徑,還可以求出火星表面的重力加速度C.若知道火星表面的重力加速度,還可以求出火星的第一宇宙速度D.若知道火星自轉(zhuǎn)的周期,則可以求出火星對其赤道上某物體的引力答案ABC2.(2017河北唐山聯(lián)考,11,4分)(多選)已知地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小為v1、向心加速度大小為a1,近地衛(wèi)星線速度大小為v2、向心加速度大小為a2,地球同步衛(wèi)星線速度大小為v3、向心加速度大小為a3。若近地衛(wèi)星距地面高度不計,同步衛(wèi)星距地面高度約為地球半徑的6倍。則以下結論正確的是()A.v2v3=6 B.v1v3=17答案BCD3.(2019屆陜西西安月考,7,4分)(多選)已知地球半徑為R,地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為r。假設地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a1,第一宇宙速度為v1,地球近地衛(wèi)星的周期為T1;假設地球同步衛(wèi)星的運行速率為v2,加速度為a2,周期為T2。則下列比值中正確的是()A.v1v2=rRC.T1T2=Rr答案AC方法3天體中的“追擊相遇”問題1.(2019屆湖北五校摸底,7,4分)(多選)某行星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓,每過N年,該行星會運行到日地連線的延長線上(相距最近),如圖所示,該行星與地球的公轉(zhuǎn)半徑之比為a,公轉(zhuǎn)周期之比為b,則()A.a=N+1NC.b=N+1N答案BD2.(2018河北五校聯(lián)考,5,4分)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,天文學家預言形成這種現(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.t0t0-TC.R03t0-答案D3.(2019屆福建泉州摸底,8,4分)當?shù)厍蛭挥谔柡湍拘侵g且二者幾乎排成一條直線時,稱之為“木星沖日”,2016年3月8日出現(xiàn)了一次“木星沖日”。已知木星與地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽近似做勻速圓周運動,木星到太陽的距離大約是地球到太陽距離的5倍。則下列說法正確的是()A.下一次的“木星沖日”時間肯定在2018年B.下一次的“木星沖日”時間肯定在2017年C.木星運行的加速度比地球的大D.木星運行的周期比地球的小答案B過專題【五年高考】A組基礎題組1.(2018課標Ⅱ,16,6分)2018年2月,我國500m口徑射電望遠鏡(天眼)發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J0318+0253”,其自轉(zhuǎn)周期T=5.19ms。假設星體為質(zhì)量均勻分布的球體,已知萬有引力常量為6.67×10-11N·m2/kg2。以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為()A.5×109kg/m3 B.5×1012kg/m3C.5×1015kg/m3 D.5×1018kg/m3答案C2.(2016課標Ⅲ,14,6分)關于行星運動的規(guī)律,下列說法符合史實的是()A.開普勒在牛頓定律的基礎上,導出了行星運動的規(guī)律B.開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎上,總結出了行星運動的規(guī)律C.開普勒總結出了行星運動的規(guī)律,找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因D.開普勒總結出了行星運動的規(guī)律,發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律答案B3.(2015課標Ⅰ,21,6分)(多選)我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后,先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行;然后經(jīng)過一系列過程,在離月面4m高處做一次懸停(可認為是相對于月球靜止);最后關閉發(fā)動機,探測器自由下落。已知探測器的質(zhì)量約為1.3×103kg,地球質(zhì)量約為月球的81倍,地球半徑約為月球的3.7倍,地球表面的重力加速度大小約為9.8m/s2。則此探測器()A.在著陸前的瞬間,速度大小約為8.9m/sB.懸停時受到的反沖作用力約為2×103NC.從離開近月圓軌道到著陸這段時間內(nèi),機械能守恒D.在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度答案BD4.(2018北京理綜,17,6分)若想檢驗“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律,在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下,需要驗證()A.地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的1/602 B.月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的1/602 C.自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的1/6 D.蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的1/60答案B5.(2018江蘇單科,1,3分)我國高分系列衛(wèi)星的高分辨對地觀察能力不斷提高。今年5月9日發(fā)射的“高分五號”軌道高度約為705km,之前已運行的“高分四號”軌道高度約為36000km,它們都繞地球做圓周運動。與“高分四號”相比,下列物理量中“高分五號”較小的是()A.周期 B.角速度 C.線速度 D.向心加速度答案A6.(2015天津理綜,8,6分)(多選)P1、P2為相距遙遠的兩顆行星,距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星s1、s2做勻速圓周運動。圖中縱坐標表示行星對周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a,橫坐標表示物體到行星中心的距離r的平方,兩條曲線分別表示P1、P2周圍的a與r2的反比關系,它們左端點橫坐標相同。則()A.P1的平均密度比P2的大B.P1的“第一宇宙速度”比P2的小C.s1的向心加速度比s2的大D.s1的公轉(zhuǎn)周期比s2的大答案AC7.(2018天津理綜,6,6分)(多選)2018年2月2日,我國成功將電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星“張衡一號”發(fā)射升空,標志我國成為世界上少數(shù)擁有在軌運行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一。通過觀測可以得到衛(wèi)星繞地球運動的周期,并已知地球的半徑和地球表面處的重力加速度。若將衛(wèi)星繞地球的運動看作是勻速圓周運動,且不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響,根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計算出衛(wèi)星的()A.密度 B.向心力的大小C.離地高度 D.線速度的大小答案CD8.(2015福建理綜,14,6分)如圖,若兩顆人造衛(wèi)星a和b均繞地球做勻速圓周運動,a、b到地心O的距離分別為r1、r2,線速度大小分別為v1、v2,則()A.v1v2=r2C.v1v2=(r2r1)2答案AB組提升題組1.(2018課標Ⅲ,15,6分)為了探測引力波,“天琴計劃”預計發(fā)射地球衛(wèi)星P,其軌道半徑約為地球半徑的16倍;另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍。P與Q的周期之比約為()A.2∶1 B.4∶1 C.8∶1 D.16∶1答案C2.(2014課標Ⅱ,18,6分)假設地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體。已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0,在赤道的大小為g;地球自轉(zhuǎn)的周期為T,引力常量為G。地球的密度為()A.3πGTC.3πGT答案B3.(2016課標Ⅰ,17,6分)利用三顆位置適當?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星,可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊。目前,地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍。假設地球的自轉(zhuǎn)周期變小,若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的,則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為()A.1h B.4h C.8h D.16h答案B4.(2015課標Ⅱ,16,6分)由于衛(wèi)星的發(fā)射場不在赤道上,同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過調(diào)整再進入地球同步軌道。當衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空時,發(fā)動機點火,給衛(wèi)星一附加速度,使衛(wèi)星沿同步軌道運行。已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1×103m/s,某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時的速度為1.55×103m/s,此時衛(wèi)星的高度與同步軌道的高度相同,轉(zhuǎn)移軌道和同步軌道的夾角為30°,如圖所示。發(fā)動機給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為()A.西偏北方向,1.9×103m/s B.東偏南方向,1.9×103m/sC.西偏北方向,2.7×103m/s D.東偏南方向,2.7×103m/s答案B5.(2017北京理綜,17,6分)利用引力常量G和下列某一組數(shù)據(jù),不能計算出地球質(zhì)量的是()A.地球的半徑及重力加速度(不考慮地球自轉(zhuǎn))B.人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運動的速度及周期C.月球繞地球做圓周運動的周期及月球與地球間的距離D.地球繞太陽做圓周運動的周期及地球與太陽間的距離答案D6.(2016天津理綜,3,6分)我國即將發(fā)射“天宮二號”空間實驗室,之后發(fā)射“神舟十一號”飛船與“天宮二號”對接。假設“天宮二號”與“神舟十一號”都圍繞地球做勻速圓周運動,為了實現(xiàn)飛船與空間實驗室的對接,下列措施可行的是()A.使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行,然后飛船加速追上空間實驗室實現(xiàn)對接B.使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行,然后空間實驗室減速等待飛船實現(xiàn)對接C.飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上加速,加速后飛船逐漸靠近空間實驗室,兩者速度接近時實現(xiàn)對接D.飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上減速,減速后飛船逐漸靠近空間實驗室,兩者速度接近時實現(xiàn)對接答案C7.(2015廣東理綜,20,6分)(多選)在星球表面發(fā)射探測器,當發(fā)射速度為v時,探測器可繞星球表面做勻速圓周運動;當發(fā)射速度達到2v時,可擺脫星球引力束縛脫離該星球。已知地球、火星兩星球的質(zhì)量比約為10∶1,半徑比約為2∶1,下列說法正確的有()A.探測器的質(zhì)量越大,脫離星球所需要的發(fā)射速度越大B.探測器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C.探測器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等D.探測器脫離星球的過程中,勢能逐漸增大答案BD8.(2018課標Ⅰ,20,6分)(多選)2017年,人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波。根據(jù)科學家們復原的過程,在兩顆中子星合并前約100s時,它們相距約400km,繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈。將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體,由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學知識,可以估算出這一時刻兩顆中子星()A.質(zhì)量之積 B.質(zhì)量之和C.速率之和 D.各自的自轉(zhuǎn)角速度答案BCC組教師專用題組1.(2015山東理綜,15,6分)如圖,拉格朗日點L1位于地球和月球連線上,處在該點的物體在地球和月球引力的共同作用下,可與月球一起以相同的周期繞地球運動。據(jù)此,科學家設想在拉格朗日點L1建立空間站,使其與月球同周期繞地球運動。以a1、a2分別表示該空間站和月球向心加速度的大小,a3表示地球同步衛(wèi)星向心加速度的大小。以下判斷正確的是()A.a2>a3>a1 B.a2>a1>a3C.a3>a1>a2 D.a3>a2>a1答案D2.(2014廣東理綜,21,6分)(多選)如圖所示,飛行器P繞某星球做勻速圓周運動,星球相對飛行器的張角為θ,下列說法正確的是()A.軌道半徑越大,周期越長B.軌道半徑越大,速度越大C.若測得周期和張角,可得到星球的平均密度D.若測得周期和軌道半徑,可得到星球的平均密度答案AC3.(2014福建理綜,14,6分)若有一顆“宜居”行星,其質(zhì)量為地球的p倍,半徑為地球的q倍,則該行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的()A.pq倍 B.qp倍 C.pq倍 D.答案C4.(2016四川理綜,3,6分)國務院批復,自2016年起將4月24日設立為“中國航天日”。1970年4月24日我國首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星東方紅一號,目前仍然在橢圓軌道上運行,其軌道近地點高度約為440km,遠地點高度約為2060km;1984年4月8日成功發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星運行在赤道上空35786km的地球同步軌道上。設東方紅一號在遠地點的加速度為a1,東方紅二號的加速度為a2,固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a3,則a1、a2、a3的大小關系為()A.a2>a1>a3 B.a3>a2>a1 C.a3>a1>a2 D.a1>a2>a3答案D5.(2015江蘇單科,3,3分)過去幾千年來,人類對行星的認識與研究僅限于太陽系內(nèi),行星“51pegb”的發(fā)現(xiàn)拉開了研究太陽系外行星的序幕?！?1pegb”繞其中心恒星做勻速圓周運動,周期約為4天,軌道半徑約為地球繞太陽運動半徑的120A.110 B.1 C.5答案B6.(2015重慶理綜,2,6分)宇航員王亞平在“天宮1號”飛船內(nèi)進行了我國首次太空授課,演示了一些完全失重狀態(tài)下的物理現(xiàn)象。若飛船質(zhì)量為m,距地面高度為h,地球質(zhì)量為M,半徑為R,引力常量為G,則飛船所在處的重力加速度大小為()A.0B.GM(R+h答案B7.(2015北京理綜,16,6分)假設地球和火星都繞太陽做勻速圓周運動,已知地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離,那么()A.地球公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期B.地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度C.地球公轉(zhuǎn)的加速度小于火星公轉(zhuǎn)的加速度D.地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度答案D8.(2014浙江理綜,16,6分)長期以來“卡戎星(Charon)”被認為是冥王星唯一的衛(wèi)星,它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r1=19600km,公轉(zhuǎn)周期T1=6.39天。2006年3月,天文學家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星,其中一顆的公轉(zhuǎn)軌道半徑r2=48000km,則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于()A.15天 B.25天 C.35天 D.45天答案B9.(2010課標全國,20,6分)太陽系中的8大行星的軌道均可以近似看成圓軌道。下列4幅圖是用來描述這些行星運動所遵從的某一規(guī)律的圖像。圖中坐標系的橫軸是lg(T/T0),縱軸是lg(R/R0);這里T和R分別是行星繞太陽運行的周期和相應的圓軌道半徑,T0和R0分別是水星繞太陽運行的周期和相應的圓軌道半徑。下列4幅圖中正確的是()答案B10.(2017江蘇單科,6,4分)(多選)“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”在距地面約380km的圓軌道上飛行,則其()A.角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度B.線速度小于第一宇宙速度C.周期小于地球自轉(zhuǎn)周期D.向心加速度小于地面的重力加速度答案BCD11.(2016江蘇單科,7,4分)(多選)如圖所示,兩質(zhì)量相等的衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運動,用R、T、Ek、S分別表示衛(wèi)星的軌道半徑、周期、動能、與地心連線在單位時間內(nèi)掃過的面積。下列關系式正確的有()A.TA>TB B.EkA>EkB C.SA=SB D.RA3答案AD12.(2013課標Ⅰ,20,6分)(多選)2012年6月18日,神舟九號飛船與天宮一號目標飛行器在離地面343km的近圓形軌道上成功進行了我國首次載人空間交會對接。對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.為實現(xiàn)對接,兩者運行速度的大小都應介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B.如不加干預,在運行一段時間后,天宮一號的動能可能會增加C.如不加干預,天宮一號的軌道高度將緩慢降低D.航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài),說明航天員不受地球引力作用答案BC13.[2017天津理綜,9(1)]我國自主研制的首艘貨運飛船“天舟一號”發(fā)射升空后,與已經(jīng)在軌運行的“天宮二號”成功對接形成組合體。假設組合體在距地面高為h的圓形軌道上繞地球做勻速圓周運動,已知地球的半徑為R,地球表面處重力加速度為g,且不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。則組合體運動的線速度大小為,向心加速度大小為。

答案RgR+h14.(2014北京理綜,23,18分)萬有引力定律揭示了天體運行規(guī)律與地上物體運動規(guī)律具有內(nèi)在的一致性。(1)用彈簧秤稱量一個相對于地球靜止的小物體的重量,隨稱量位置的變化可能會有不同的結果。已知地球質(zhì)量為M,自轉(zhuǎn)周期為T,萬有引力常量為G。將地球視為半徑為R、質(zhì)量均勻分布的球體,不考慮空氣的影響。設在地球北極地面稱量時,彈簧秤的讀數(shù)是F0。a.若在北極上空高出地面h處稱量,彈簧秤讀數(shù)為F1,求比值F1/F0的表達式,并就h=1.0%R的情形算出具體數(shù)值(計算結果保留兩位有效數(shù)字);b.若在赤道地面稱量,彈簧秤讀數(shù)為F2,求比值F2/F0的表達式。(2)設想地球繞太陽公轉(zhuǎn)的圓周軌道半徑r、太陽的半徑RS和地球的半徑R三者均減小為現(xiàn)在的1.0%,而太陽和地球的密度均勻且不變。僅考慮太陽和地球之間的相互作用,以現(xiàn)實地球的1年為標準,計算“設想地球”的1年將變?yōu)槎嚅L?答案(1)a.F1F0=R2(2)“設想地球”的1年與現(xiàn)實地球的1年時間相同【三年模擬】一、選擇題(每小題6分,共42分)1.(2019屆內(nèi)蒙古集寧一中階段檢測,3)已知地球和火星繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑分別為R1和R2(公轉(zhuǎn)軌道近似為圓),如果把行星與太陽連線掃過的面積與其所用時間的比值定義為掃過的面積速率。則地球和火星繞太陽公轉(zhuǎn)過程中掃過的面積速率之比是()A.R1R2 B.R1答案B2.(2019屆河南五校聯(lián)考,6)2018年7月27日發(fā)生了火星沖日現(xiàn)象,火星、地球和太陽排列成一條線,地球位于太陽與火星之間,已知地球和火星繞太陽公轉(zhuǎn)的方向相同,火星公轉(zhuǎn)軌道半徑為地球的1.5倍,若將火星和地球的公轉(zhuǎn)軌道近似看成圓,則相鄰兩次火星沖日的時間間隔約為()A.0.8年 B.1.6年 C.2.2年 D.3.2年答案C3.(2017河北衡水摸底,7)美國在2016年2月11日宣布“探測到引力波的存在”,天文學家通過觀察雙星軌道參數(shù)的變化來間接驗證引力波的存在,證實了GW150914是一個36倍太陽質(zhì)量的黑洞和一個29倍太陽質(zhì)量的黑洞并合事件,假設這兩個黑洞繞它們連線上的某點做圓周運動,且這兩個黑洞的間距緩慢減小,若該黑洞系統(tǒng)在運動過程中各自質(zhì)量不變且不受其他星系的影響,則關于這兩個黑洞的運動,下列說法正確的是()A.這兩個黑洞做勻速圓周運動的向心加速度大小始終相等B.36倍太陽質(zhì)量的黑洞軌道半徑比29倍太陽質(zhì)量的黑洞軌道半徑小C.這兩個黑洞運行的線速度大小始終相等D.隨兩個黑洞的間距緩慢減小,這兩個黑洞運行的周期在增大答案B4.(2019屆安徽皖中名校聯(lián)盟聯(lián)考,8)(多選)引力波探測于2017年獲得諾貝爾物理學獎。雙星的運動是產(chǎn)生引力波的來源之一,假設宇宙中有一雙星系統(tǒng)由P、Q兩顆星體組成,這兩顆星繞它們連線的某一點在二者萬有引力作用下做勻速圓周運動,測得P星的周期為T,P、Q兩顆星的距離為l,P、Q兩顆星的軌道半徑之差為Δr(P星的軌道半徑大于Q星的軌道半徑),引力常量為G,則()A.Q、P兩顆星的質(zhì)量差為4B.P、Q兩顆星的運動半徑之比為lC.P、Q兩顆星的線速度大小之差為2πΔD.P、Q兩顆星的質(zhì)量之比為l答案CD5.(2017福建師大附中,10)有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星,a還未發(fā)射,在赤道表面上隨地球一起轉(zhuǎn)動,b是近地軌道衛(wèi)星,c是地球同步衛(wèi)星,d是高空探測衛(wèi)星,它們均做勻速圓周運動,各衛(wèi)星排列位置如圖所示,則()A.a的向心加速度等于重力加速度gB.在相同時間內(nèi)b轉(zhuǎn)過的弧長最長C.c在4小時內(nèi)轉(zhuǎn)過的軌跡對應的