2023年高考物理十年高考物理專題17萬(wàn)有引力與航天二解析

專題17萬(wàn)有引力與航天（二）

34.（2020?天津）北斗問天，國(guó)之夙愿。我國(guó)北斗三號(hào)系統(tǒng)的收官之星是地球靜止軌道I1星，其軌道半徑約

為地球半徑的7倍。與近地軌道衛(wèi)星相比，地球靜止軌道衛(wèi)星（）

A.周期大B.線速度大C.角速度大D.加速度大

【答案】A

【解析】衛(wèi)星有萬(wàn)有引力提供向心力有

_Mmv224乃*

G-r-=m-=rnrco"=m——r=ma

r2rT~

可解得

Y

[GM

3=崖

可知半徑越大線速度，角速度，加速度都越小，周期越大；故與近地衛(wèi)星相比，地球靜止軌道二星周期大,

故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

35.（2020?山東）我國(guó)將在今年擇機(jī)執(zhí)行“天問1號(hào)”火星探測(cè)任務(wù)。質(zhì)量為機(jī)的著陸器在著陸火星前，會(huì)在

火星表面附近經(jīng)歷一個(gè)時(shí)長(zhǎng)為小速度由作減速到零的過程。已知火星的質(zhì)量約為地球的（）.1倍，半徑約為

地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小為g,忽略火星大氣阻力。若該減速過程可視為一個(gè)豎直向下的

勻減速直線運(yùn)動(dòng)，此過程中著陸器受到的制動(dòng)力大小約為（）

\/\\/X

A./”0.4g--B.0.4g+—C.加0.2g--D.ni0.2.?+—

f

k/k）oJI3

【答案】B

【解析】忽略星球的自轉(zhuǎn)，萬(wàn)有引力等于重力

則

g火二M火仆I

=O.lx=0.4

g地“地曝0.52

解得

g火=04g地=0.4g

著陸器做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知

0=%一川。

解得

勻減速過程，根據(jù)牛頓第二定律得

f-mg=ma

解得著陸器受到的制動(dòng)力大小為

f=mg+ma=〃?(0.4g+-)

’0

ACD錯(cuò)誤，B正確。

故選B。

36.（2020.浙江）火星探測(cè)任務(wù)“天間一號(hào)”的標(biāo)識(shí)如圖所示。若火星和地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周

運(yùn)動(dòng)，火星公轉(zhuǎn)軌道半徑與地球公轉(zhuǎn)軌道半徑之比為3：2,則火星與地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的（）

中國(guó)行星探測(cè)

Mars

A.軌道周長(zhǎng)之比為2：3R.線速度大小之比為公：0

C.角速度大小之比為2&:3GD.向心加速度大小之比為9：4

【答案】C

【解析】A.由周長(zhǎng)公式可得

C地=2乃《

C火=2"久

則火星公轉(zhuǎn)軌道與地球公轉(zhuǎn)軌道周長(zhǎng)之比為

C火二2）以二3

G也2%加2

A錯(cuò)誤；

BCD.由萬(wàn)有引力提供向心力，可得

Mmv2

G——=nuj=m—=nuo2r

rr

則有

GM

a火_及）

。增一成一§

%H6

?火二抗2五

或一7T一京

BD錯(cuò)誤，C正確。

故選C。

37.（2020?全國(guó)）“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器于2019年1月在月球背面成功著陸，著陸前曾繞月球飛行，某段時(shí)間

可認(rèn)為繞月做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓周半徑為月球半徑的K倍。已用地球半徑R是月球半徑的。倍，地球質(zhì)量

是月球質(zhì)量的。倍，地球表面重力加速度大小為g。則“嫦娥四號(hào)”繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的速率為（）

A?增B.愕C悟D.年

【答案】D

【解析】設(shè)“嫦娥四號(hào)''、地球質(zhì)量分別為〃，和M,則'‘嫦娥四號(hào)”在地球表面時(shí)和繞月球做半徑為月球半徑

的K倍的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，分別有

EM,R；14

_L=__!_±_=__x-=0.4

F2~M?~101

故選B。

40.（2020?浙江解析）如圖所示，衛(wèi)星八b、。沿圓形軌道繞地球運(yùn)行。。是極地軌道衛(wèi)星，在地球兩極上

空約1000km處運(yùn)行；〃是低軟道衛(wèi)星，距地球表面高度與。相等；。是地球同步衛(wèi)星，則（）

A.4、8的周期比C,大

B.4、〃的向心力一定相等

C.。、〃的速度大小相等

D.4、〃的向心加速度比C小

【答案】C

【解析】A.萬(wàn)有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律：

_Mm4/

G—=tn^r

解得：7=J色f，軌道半徑越大，周期越大，根據(jù)題意可知〃、〃的周期比C小，故A錯(cuò)誤;

VGM

BD.萬(wàn)有引力提供向心力：

_Mm

G—=叫

r~

解得：4=器，。、〃的軌道半徑相同，所以向心加速度大小相同，方向不同，。的軌道半徑最大，向心

加速度最小，故BD錯(cuò)誤；

C.萬(wàn)有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律：

解得：『十,〃、匕的軌道半徑相同，所以速度大小相同，方向不同，故c正確。

故選C.

41.（2019?海南解析）2019年5月，我國(guó)第45顆北斗衛(wèi)星發(fā)射成功.已知該衛(wèi)星軌道距地面的高度約為

36C00km,是“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室軌道高度的90倍左右，則（）

A.該衛(wèi)星的速率比“天宮二號(hào)”的大

B.該衛(wèi)星的周期比“天宮二號(hào)”的大

C.該衛(wèi)星的角速度比“天宮二號(hào)”的大

D.該衛(wèi)星的向心加速度比“天宮二號(hào)''的大

【答案】B

GM

，因北

斗衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)半徑大于天宮二號(hào)的軌道半徑，可知該衛(wèi)星的速率比“天宮二號(hào)”的??；該衛(wèi)星的周期比“天宮

二號(hào)”的大；該衛(wèi)星的角速度比“天宮二號(hào)”的??；該衛(wèi)星的向心加速度比“天宮二號(hào)”的??；故選項(xiàng)B正確，

ACD錯(cuò)誤.

42.（2019?江蘇解析?）1970年成功發(fā)射的“東方紅一號(hào)”是我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星，該衛(wèi)星至今仍沿橢圓軌

道繞地球運(yùn)動(dòng)，如圖所示，設(shè)衛(wèi)星在近地點(diǎn)、遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度分別為力、力，近地點(diǎn)到地心的距離為「，地球

B.

D.v,<v2,v,

【答案】B

【解析】“東方紅一號(hào)”從近地點(diǎn)到遠(yuǎn)地點(diǎn)萬(wàn)有引力做負(fù)功，動(dòng)能減小，所以匕,匕，過近地點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)的速

度為i'=怦^，

由于“東方紅一號(hào)’在橢圓上運(yùn)動(dòng)，所以匕＞腎故B正確.

43.（2019?北京解析）2019年5月17日，我國(guó)成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道

衛(wèi)星（同步衛(wèi)星），該衛(wèi)星（）

A.入軌后可以位丁北京正上方

B.入軌后的速度大于第一宇宙速度

c,發(fā)射速度大r第二宇宙速度

D.若發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少

【答案】D

【解析】A.由于衛(wèi)星為同步衛(wèi)星，所以入軌后一定只能與赤道在同一平面內(nèi)，故A錯(cuò)誤：

B.由于第一宇宙速度為衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大速度，所以衛(wèi)星入軌后的速度?定小于第?宇宙速度，故B

錯(cuò)誤；

c.由于第二宇宙速度為衛(wèi)星脫值地球引力的最小發(fā)射速度，所以衛(wèi)星的發(fā)射速度?定小于第二宇宙速度，

故c錯(cuò)誤；

D.將衛(wèi)星發(fā)射到越高的軌道克服引力所作的功越大，所以發(fā)射到近地圓軌道所需能量較小，故D正確.

故選D。

44.（2019.天津解析）2018年12月8日，肩負(fù)著億萬(wàn)中華兒女探月飛天夢(mèng)想的嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功發(fā)射，

“實(shí)現(xiàn)人類航天器首次在月球背面巡視探測(cè)，率先在月背刻上了中國(guó)足跡已知月球的質(zhì)量為M、半徑為R，

探測(cè)器的質(zhì)量為加，引力常量為G,嫦娥四號(hào)探測(cè)器圍繞月球做半徑為，?的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，探測(cè)附的（）

A.周期為/"士B.動(dòng)能為當(dāng)

VGM

C.角速度為日D.向心加速度為零

【答案】A

【解析】由萬(wàn)有引力提供向心力可得

GMni

可得周期、線速度、角速度、向心加速度分別為

Tc甌[GMGM

探測(cè)器動(dòng)能

.12GMm

E.=—mv=-------

422r

綜上分析，答案為A。

45.（2019?全國(guó)解析）金星、地球和火星繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的向心加速度大小分別

為，金、。魅、?；穑鼈冄剀壍肋\(yùn)行的速率分別為u金、小、vx-.已知它們的軌道半徑越＜/?火，由此可

以判定

A.(i火B(yǎng).a火?a金

C.i'Qu火>i'會(huì)D.vf&>v&

【答案】A

【解析】AB.由萬(wàn)有引力提供向心力G?=〃也可知軌道半徑越小，向心加速度越大，故知A項(xiàng)正確，B錯(cuò)

誤；

CD.由G^=機(jī)止得咤、解可知軌道半徑越小，運(yùn)行速率越大，故C、D都錯(cuò)誤.

R2RNR

46.（2019.全國(guó)解析）2019年1月，我國(guó)嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功在月球背面軟著陸，在探測(cè)器“奔向”月球的過

程中，用/?表示探測(cè)器與地球表面的距離，尸表示它所受的地球引力，能夠描尸隨，變化關(guān)系的圖像是（）

A.

【答案】D

【解析】根據(jù)萬(wàn)有引力定律可得

廠GMm

F=----r

（R+研

可得〃越大，尸越小，且尸與〃不是線性關(guān)系，ABC錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

47.（2019.浙江解析）卜.列陳述與事實(shí)相符的是

A.牛頓測(cè)定了引力常量

B.法拉第發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場(chǎng)

C.安培發(fā)現(xiàn)了靜電荷間的相互作用規(guī)律

D.伽利略指出了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因

【答案】D

【解析】A.R文迪許測(cè)定了引力常量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場(chǎng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.庫(kù)倫發(fā)現(xiàn)了靜電荷間的相互作用規(guī)律，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.伽利略指出了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，選項(xiàng)D正確；

48.（2019?浙江解析）某顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星（即衛(wèi)星相對(duì)于地面靜止），則此衛(wèi)星的（）

A.線速度大于第一宇宙速度

B.周期小于同步衛(wèi)星的周期

C.角速度大于月球繞地球運(yùn)行的角速度

D.向心加速度大于地面的重力加速度

【答案】C

【解析】A.第一宇宙速度是所有繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星的最大速度，則此衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度，選

項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星，即為地球的同步衛(wèi)星，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

c.根據(jù)。=厚^可知，因此衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑遠(yuǎn)小于月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，可知角速度大

「月球繞地球運(yùn)行的角速度，選項(xiàng)C正確；

D.根據(jù)。="可知，向心加速度小于地面的重力加速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

49.（2014.浙江解析）長(zhǎng)期以來“卡戎星（Charon）”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星，它的公轉(zhuǎn)軌道半徑〃=19600km,

公轉(zhuǎn)周期力=6.39天。2006年3月，天文學(xué)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

/?zEBOOOkm,則它的公轉(zhuǎn)周期乃最接近于（）

A.15天B.25天C.35天D.45天

【答案】B

【解析】根據(jù)開普勒第三定律可知

代入數(shù)據(jù)可得

7；=24.58天

最接近于25天。

故選Bo

50.（2014?海南解析）設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為T,質(zhì)量為M,引力常量為G。假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球

體，半徑為上同一物體在南極和赤道水平面上靜止時(shí)所受到的支持力之比為（）

22

AGMT-GMT

?GMT2-4/R3'GMT-+^7V2R"

CGMT?DGMT?+4P2R'

'GMT2'_GMT2

【答案】A

【解析】在赤道上

GMm

R2

可得

GMm

2T禺R

T2

在南極

GMm

下_一

聯(lián)立可得

FN'_GMT?

~F^~GMT?-4P2R'

故選Ao

51.（2016?全國(guó)解析）利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無(wú)線電通訊,

目前地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的6.6倍，假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實(shí)

現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為（）

A.lhB.4hC.8hD.16h

【答案】B

【解析】設(shè)地球的半徑為R，周期7=24h,地球自轉(zhuǎn)周期最小時(shí)，三顆同步衛(wèi)星的位置如圖所示

所以此時(shí)同步衛(wèi)星的半徑

rt=2R

由開普勒第三定律得

—=k

T2

可得

T、=T溪L

故選B。

52.（2015?江蘇解析）過去幾千年來，人類對(duì)行星的認(rèn)識(shí)與研究?jī)H限于太陽(yáng)系內(nèi)，行星"51pegb”的發(fā)現(xiàn)拉

開了研究太陽(yáng)系外行星的序幕?！?1pegb”繞其中心恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期約為4天，軌道半徑約為地

球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)半徑為該中心恒星與太陽(yáng)的質(zhì)量比約為（）

A.—B.1C.5D.10

10

【答案】B

【解析】研究行星繞恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得

GMm4"

—;一=-丁,

r2T2

解得

“51pegb”繞其中心恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期約為4天，軌道半徑約為地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)半徑的《，所以該

中心恒星與太陽(yáng)的質(zhì)量比約為

（―）3

（4）2

365

故選B。

53.（2015?海南解析）若在某行星和地球上相對(duì)于各自水平地面附近相同的高度處、以相同的速率平拋一物

體，它們?cè)谒椒较蜻\(yùn)動(dòng)的距離之比為2:近。己知該行星質(zhì)量約為地球的7倍，地球的半徑為R,由此可

知，該行星的半徑為（）

A.-RB.—RC.2RD.R

222

【答案】C

【解析】平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有

工二卬

在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，則有

h=qg「

聯(lián)立解得

兩種情況下，拋出的速率相同，高度相同，所以有

五=1

g地a

根據(jù)行星表面處萬(wàn)有引力等于重力

Mm

可得

GM

故有

叫

迎=巡7

g地也14

R地2

解得

R行=2R地=2R

C正確，ABD錯(cuò)誤;

故選C。

54.（2015?福建解析）如圖，若跖顆人造衛(wèi)星。和均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),、〃到地心。的距離分別

為4、弓，線速度大小分別為匕、匕。則（）

A，￡暇BC.―衛(wèi)D.工=1

-IKV2"J彩4

【答案】A

【解析】衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供向心力可得

解得

則有

工=a

v2,

故選Ao

55.（2014.江蘇解析）已知地球的質(zhì)量約為火星質(zhì)量的10倍、地球的半徑約為火星半徑的2倍，則航天器

在火星表面附近繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率約為（）

A.3.5km/sB.5.0km/sC.17.7km/sD.35.2km/s

【答案】A

【解析】試題分析：設(shè)航天器的質(zhì)最為m,地球的質(zhì)量為Mi,半徑為Ri,火星的質(zhì)量為M2,半徑為R2,

航天器在它們表面附近繞它們運(yùn)動(dòng)的速率分別為W、vj其向心力由它們對(duì)航天器的萬(wàn)有引力提供，根據(jù)

牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律有：G乎曰吟,G爺=〃?￡,解得：心=出等=g,在地球表

RR、A,R2匕\M&5

面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的速度為第一宇宙速度，即：w=7.9km/s,解得航天器在火星表面附近繞火星做勻速圓

周運(yùn)動(dòng)的速率約為：=vi=3.5km/s,故選項(xiàng)A正確.

考點(diǎn)：本題主要考查了牛頓第二定律、萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用和第一宇宙速度的識(shí)記問題，屬于中檔題.

56.（2014?大洋解析）研究表明，地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢，3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時(shí).假設(shè)這種

趨勢(shì)會(huì)持續(xù)下去，地球的其他條件都不變，未來人類發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比（）

A.距地面的高度變大B.向心加速度變大

C.線速度變大D.角速度變大

【答案】A

【解析】A.同步衛(wèi)星的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律

6當(dāng)=*=”132/=〃1*可知,衛(wèi)星的周期越大，軌道半徑越大，所以地球自轉(zhuǎn)變慢后，同步衛(wèi)星需

要在更高的軌道上運(yùn)行，選項(xiàng)A正確；

BCD.而此時(shí)萬(wàn)有引力減小，所以向心加速度減小、線速度減小，角速度減小，故選項(xiàng)BCD錯(cuò)誤.

57.（2014?全國(guó)解析）假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體，已知地球表面的重力加速度在兩極的大小為

g。，在赤道的大小為g;地球自轉(zhuǎn)的周期為。引力常數(shù)為G,則地球的密度為（）

3兀g,)_g3_g。_31_3口go

2喬D.p=

GTg°B.GT2^_gC.GT2g

【答案】B

【解析】由萬(wàn)有引力定律可知，設(shè)質(zhì)量為力的物體在兩極處

Mm

G萬(wàn)-二，％

A

在地球的赤道上

Mm一"火=切（與

GfA

R2

地球的質(zhì)量

4

M=-7VRp

聯(lián)立三式可得

3乃

P=2

GTSo-g

故選B。

58.（2015.北京解析）假設(shè)地球和火星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知地球到太陽(yáng)的距離小于火星到太陽(yáng)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)的加速度小干火星公轉(zhuǎn)的加速度

D.地球公轉(zhuǎn)的角速度大「火星公轉(zhuǎn)的角速度

【答案】D

【解析】?jī)商祗w運(yùn)動(dòng)均為萬(wàn)有引力提供向心力，即G曾=m-=mco'r==ma,解得：v=

絲；所以軌道半徑越大，線速度n越小、角速度。越小、周期丁越大、向

(0=

心加速度〃越小.據(jù)限＞7,可得選項(xiàng)D正確，ABC三項(xiàng)錯(cuò)誤.

59.（2018.海南解析）土星與太陽(yáng)的距離是火星與太陽(yáng)距離的6倍多.由此信息可知（）

A.土星的質(zhì)量比火星的小

B.土星運(yùn)行的速率比火星的小

C.土星運(yùn)行的周期比火星的小

D.土星運(yùn)行的角速度大小比火星的大

【答案】B

【分析】本題考查圓周運(yùn)動(dòng)及萬(wàn)有引力定律相關(guān)的知識(shí)點(diǎn).

【解析】根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力=m—,得v.即r越大速度越小，但是不比較土星和地

球質(zhì)量大小，故A錯(cuò)誤’B正確；由G鬻=m等「‘得1=

,即r越大周期越大，故C錯(cuò)誤；由

,=mdr,得3=｛蓑，即r越大角速度越小，故D錯(cuò)誤.

60.（2019?浙江解析）20世紀(jì)人類最偉大的創(chuàng)舉之一是開拓了太空的全新領(lǐng)域.現(xiàn)有一艘遠(yuǎn)離星球在太空

中直線飛行的宇宙飛船，為了測(cè)量自身質(zhì)量，啟動(dòng)推進(jìn)器，測(cè)出飛船在短時(shí)間4內(nèi)速度的改變?yōu)?也和飛

船受到的推力產(chǎn)（其它星球?qū)λ囊珊雎裕?飛船在某次航行中，當(dāng)它飛近一個(gè)孤立的星球時(shí)，飛船能

以速度-，在離星球的較高軌道上繞星球做周期為了的勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知星球的半徑為R，引力常量用G

表示.則宇宙飛船和星球的質(zhì)量分別是（）

FAvV2RnFAvvY

\,13?9--------

△tGz2乃G

、FbtV2R_FNtv3T

1?L/.，-------

AvGAv2TTG

【答案】D

【分析】根據(jù)動(dòng)量定理求解飛船質(zhì)量；根據(jù)牛頓第二定律與萬(wàn)有引力定律求解星球質(zhì)量:

【解析】直線推進(jìn)時(shí)，根據(jù)動(dòng)最定理可得

FzXr=，必u

解得飛船的質(zhì)量為

繞孤立星球運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)公式

4乃~八Mm

故選Do

【點(diǎn)睛】本題需要注意的是飛船在繞孤立星球運(yùn)動(dòng)時(shí)，軟道不是星球的半徑，切記切記。

61.（2017?江蘇解析）“天舟一號(hào)'貨運(yùn)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(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室對(duì)接前，“天舟一號(hào)”在距離地面約380km的圓軌道上飛行、則卜列幾個(gè)說法中錯(cuò)誤的是

A.向心加速度小于地面的重力加速度

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.角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度

【答案】D

【解析】A、由4=匕=絲知，其向心加速度小于近地衛(wèi)星的向心加速度，而近地衛(wèi)星的向心加速度約等

rr~

于地面的重力加速度，所以其向心加速度小于地面的重力加速度;故A正確.

B、由\一^^可知，第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)最大的運(yùn)行速度，則其線速度小于第一

宇宙速度;故B正確.

C、“天舟一號(hào)”的軌道半徑比地球同步把星的小，由開普勒第三定律知其周期小于同步衛(wèi)星周期;故C正確.

D、根據(jù)衛(wèi)星的速度公式i，=怦和—①得：后匯.將“天舟一號(hào)”與地球同步衛(wèi)星比較，由于“天舟一

號(hào)”的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，所以“天舟一號(hào)''的角速度大于地球同步衛(wèi)星的角速度，而地

球同步衛(wèi)星的角速度等于地球自轉(zhuǎn)角速度，所以其角速度大于地球自轉(zhuǎn)角速度;故D錯(cuò)誤.

本題選錯(cuò)誤的故選D.

【點(diǎn)睛】解決此題的關(guān)鍵要掌握衛(wèi)星公轉(zhuǎn)的速度公式、角速度公式、周期公式、加速度公式：能根據(jù)運(yùn)動(dòng)

學(xué)公式推導(dǎo)出其他量的表達(dá)式：本題要選好比較的對(duì)象，如地球同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星.

62.（2017.浙江解析）如圖所示，設(shè)行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)是勺速圓周運(yùn)動(dòng)，金星自身的半徑是火星的n倍，質(zhì)

最為火星的k倍，不考慮行星自轉(zhuǎn)的影響，則

A.金星表面的重力加速度是火星的月

n

B.金星的第一宇宙速度是火星的A

C.金星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的加速度比火星小

D.金星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期比火星大

【答案】B

【解析】有黃金代換公式GM=gR2可知g二GM/R?,所以新=才$故A錯(cuò)誤,

火

由萬(wàn)有引力提供近地衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力可知竿=〃，（解得1=

■吟吟故B正確;

由山=〃也可知軌道越高，則加速度越小，故c錯(cuò);

由曾=砥多）2-可知軌道越高，則周期越大，故D錯(cuò):

廠T

綜上所述本題答案是：B

【點(diǎn)睛】結(jié)合黃金代換求出星球表面的重力加速度，并利用萬(wàn)有引力提供向心力比較運(yùn)動(dòng)中的加速度及周

期的大小.

63.（2018?江蘇解析）我國(guó)高分系列衛(wèi)星的高分辨對(duì)地觀察能力不斷提高.今年5月9日發(fā)射的“高分五號(hào)”

軌道高度約為705km,之前已運(yùn)行的“高分四號(hào)”軌道高度約為36000km,它們都繞地球做圓周運(yùn)動(dòng).與“高

分四號(hào)''相比，下列物理園中“高分五號(hào)”較小的是（）

A.周期

B.角速度

C.線速度

D.向心加速度

【答案】A

【解析】設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為機(jī)，軌道半徑為地球的質(zhì)量為衛(wèi)星繞地球勻速做圓周運(yùn)動(dòng)，由地球的萬(wàn)有

引力提供向心力，則得

—Mm4/p2

G-=m——r=mco~r=m—=ma

r2T2r

得

T=2%——

7GM

[GM

"5

GM

可知，衛(wèi)星的軌道半徑越大，周期越大，而角速度、線速度和向心加速度越小，“高分五號(hào)”的軌道半徑比“高

分四號(hào)”的小，所以''高分五號(hào)''較小的是周期，較大的是角速度、線速度和向心加速度。

故選Ao

點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵是要掌握萬(wàn)有引力提供向心力這一重要理論，知道衛(wèi)星的線速度、角速度、周期、

加速度與軌道半徑的關(guān)系，對(duì)于周期，也可以根據(jù)開普勒第三定律分析.

64.（2018?北京解析）若想檢驗(yàn)”使月球繞地球運(yùn)動(dòng)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(yàn)證（）

A.地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的

60-

B.月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的占

60'

c.自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的!

D.蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的］

6（）

【答案】B

【解析】A.設(shè)月球質(zhì)審:為M月，地球質(zhì)量為蘋果質(zhì)量為，明則月球受到的萬(wàn)有引力為

F_GMM月

"一砌7

蘋果受到的萬(wàn)有引力為

尸=警

由干月球質(zhì)量和蘋果質(zhì)量之間的關(guān)系未知，故二者之間萬(wàn)有引力的關(guān)系無(wú)法確定，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.根據(jù)牛頓第二定律

GMM月

-MnGMm

（60廣一八7月〃月，——=ma

整理可以得到

1

607

故選項(xiàng)B正確;

C.在地球表面處

-Mm

在月球表面處

產(chǎn)

G「一二"月

QJ

由于地球、月球本身的半徑大小、質(zhì)量大小關(guān)系未知，故無(wú)法求出月球表面和地面表面重力加速度的關(guān)系，

故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D由C可知，無(wú)法求出月球表面和地面表面重力加速度的關(guān)系，故無(wú)法求出蘋果在月球表面受到的引力與

地球表面引力之間的關(guān)系，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選B。

65.（2018?全國(guó)解析）為了探測(cè)引力波，“天琴計(jì)劃”預(yù)計(jì)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.2:1B.4:1C.8:1D.16:1

【答案】C

【解析】設(shè)地球半杼為R,根據(jù)撅述,地球衛(wèi)星P的軌道半徑為RP=16R,地球衛(wèi)星Q的軌道半徑為R斫4R,

根據(jù)開普勒定律，可得

所以P與Q的周期之比為

TP：7折8：1

ABD錯(cuò)誤，C正確.

故選C正確。

66.（2018?全國(guó)解析）析18年2月,我國(guó)500m口徑射電望遠(yuǎn)鏡（天眼）發(fā)現(xiàn)亳秒脈沖星”J0318+0253”，其

自轉(zhuǎn)周期7=5.19ms,假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體，己知萬(wàn)有引力常量為6.67x10”N-m2/kg2.以周

期7穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為（）

A.5xl09kg/m5B.5xl（）l2kg/m3

C.5xl0,5kg/n?D.5xlO,8kg/m3

【答案】C

CW,_M_M

【解析】試題分析;在天體中萬(wàn)有引力提供向心力，即爺=，〃（干,天體的密度公式。一7一%；

結(jié)合這兩個(gè)公式求解.

設(shè)脈沖星值量為M,密度為"

根據(jù)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律知：瞥之加芋NR

A1

MM

p--=-------

V'

3

代人可得:p?5xIOl5kg/m3,故C正確:

故選C

_M_M

點(diǎn)睛：根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力并結(jié)合密度公式'二丁"干了求解即可.

3

67.（2018?浙江解析）土星最大的衛(wèi)星叫“泰坦”（如圖），每16天繞土星一周，其公轉(zhuǎn)軌道半徑約為1.2x106km,

已知引力常量G=6.67xl0-"N-m：/kg2,則土星的質(zhì)量約為（）

A.5x1017kgB.5xl026kg

C.7xl033kgD.4xl()36kg

【答案】B

【解析】

GMm4P2

衛(wèi)星繞土星運(yùn)動(dòng)，土星的引力提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力設(shè)土星質(zhì)量為M,則———=m-^Rn

R2T2

解得

4/*

M=

GT2

代人計(jì)算可得

4X3.142X(I.2X1Q6X1Q3)3

M=kg?5xl026kg

6.67x10"x(16x24x36(X))2

故選B。

68.（2017.海南解析）已知地球質(zhì)量為月球質(zhì)量的81倍，地球半徑約為月球半徑的4倍.若在月球和地球

表面同樣高度處，以相同的初速度水平拋出物體，拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)間的水平距離分別為小和如,則以:

5地約為（)

A.9：4B.6：IC.3：2D.I：1

【答案】A

【解析】設(shè)月球質(zhì)量為AT,半徑為k,地球質(zhì)量為“，半徑為七已知

1

A7-81*~R~4

根據(jù)萬(wàn)有引力等于重力得

GM，”

則有

GM

8-

因此

與唱…①

g16

由題意從同樣高度拋出

h=；gt"…②

聯(lián)立①、②解得

4

在地球上的水平位移

%.=卬

在月球上的

s月=卬'

因此得到

$-9:4

故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

69.（2018?浙江解析）獲得2017年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的成果是（）

A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律

B.卡文迪許測(cè)定了引力常量

C.愛因斯坦預(yù)言了引力波

D.雷納?韋斯等探測(cè)到了引力波

【答案】D

【解析】雷納韋斯等探測(cè)到了引力波而獲得了2017年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，其他三項(xiàng)不是2017年的，故D正

確.

7（）.（2018?浙江解析）如圖為人造地球衛(wèi)星軌道的示意圖，則衛(wèi)星（）

A.在。軌道運(yùn)行的周期為24h

B.在。軌道運(yùn)行的速度始終不變

C.在。軌道運(yùn)行的速度大小始終不變

D.在c軌道運(yùn)行時(shí)受到的地球引力大小是變化的

【答案】D

【解析】同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期為24小時(shí)，即相對(duì)地球靜止，所以只能在赤道平面內(nèi)，A錯(cuò)誤；b軌道內(nèi)的

衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)，其速度方向時(shí)刻變化，所以其速度時(shí)刻變化著，B錯(cuò)誤：c軌道為橢圓軌道，根據(jù)

G等=〃?，=＞，=怦可知在近地點(diǎn)速度大，在遠(yuǎn)地點(diǎn)速度小，根據(jù)尸=G竿，同一衛(wèi)星在近地軌

道受到的引力大，在遠(yuǎn)地軌道受到的引力小，C錯(cuò)誤D正確.

71.（2017?浙江解析）如圖所示，“天宮二號(hào)”在距離地面393km的近圓軌道運(yùn)行.已知萬(wàn)有引力常量G=

6.67x10""Nnr/kg2,地球質(zhì)量M=6.0x1（產(chǎn)kg,地球半徑R=6.4xl（）3由以上數(shù)據(jù)可估算（）

A.“天宮二號(hào)”的質(zhì)量

B.“天宮二號(hào)”的運(yùn)行速度

C.“天宮二號(hào)”受到的向心力

D.地球?qū)Α疤鞂m二號(hào)”的引力

【答案】B

【解析】根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，即

GMm

—―=m—

rr

可知

所以可求出“天宮二號(hào)”的運(yùn)行速度，在上等式中“天宮二號(hào)”的質(zhì)量在兩邊會(huì)消去，故無(wú)法求出“天宮二號(hào)”

的質(zhì)量，同時(shí)其受到的向心力、引力都因?yàn)椴恢|(zhì)量而無(wú)法求解，故B正確，ACD錯(cuò)誤。

72.（2017?全國(guó)解析）2017年4月，我國(guó)成功發(fā)射的天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室完成了首次

交會(huì)對(duì)接，對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來的就道（可視為圓軌道）運(yùn)行。與天宮二號(hào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相

比，組合體運(yùn)行的（）

A.周期變大B.速率變大C.動(dòng)能變大D,向心加速度變大

【答案】C

【解析】對(duì)于繞地球運(yùn)行的航天器，地球?qū)λ耐庥幸μ峁┫蛐牧?，則

GMmv24乃2