高三物理（第02期）好題速遞分項解析匯編 專題06 萬有引力定律（含解析）

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專題06 萬有引力定律 B．同步衛(wèi)星加速度小于赤道上物體向心加速度 C． D．同步衛(wèi)星加速度大于近地衛(wèi)星的加速度 【答案】C 【解析】 同步衛(wèi)星相對地心轉(zhuǎn)過角度為，結(jié)合，解得：，故C正確；根據(jù)可得，軌道半徑越大，向心加速度越小，所以同步衛(wèi)星加速度小于近地衛(wèi)星的加速度，D錯誤。 考點：考查了同步衛(wèi)星 【名師點睛】同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，受到的萬有引力提供向心力，其向心力用周期表示，結(jié)合“黃金代換”求出同步衛(wèi)星的軌道半徑，再利用幾何關系確定太陽照不到同步衛(wèi)星的范圍，那么，即可求出看不到衛(wèi)星的時間． 2.【貴州省遵義航天高級中學2017屆高三第一次模擬考試理科綜合】關于環(huán)繞地球運行的衛(wèi)星，下列說法正確的是(　 　) A．分別沿圓軌道和橢圓軌道運行的兩顆衛(wèi)星，可能具有相同的周期 B．沿橢圓軌道運行的一顆衛(wèi)星，在軌道不同位置可能具有相同的速率 C．在赤道上空運行的兩顆地球同步衛(wèi)星，它們的軌道半徑有可能不同 D．沿不同軌道經(jīng)過北京上空的兩顆衛(wèi)星，它們的軌道平面一定會重合 【答案】AB 【解析】 考點：開普勒行星定律，萬有引力定律的應用，同步衛(wèi)星 3.【湖北省孝感高級中學2017屆高三9月調(diào)考】如圖所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球做勻速圓周運動軌道半徑為r的衛(wèi)星，C為繞地球沿橢圓軌道運動的衛(wèi)星，長軸大小為a，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點，已知A、B、C繞地心運動的周期相同，下列說法正確的是 A．物體A的線速度大于衛(wèi)星B的線速度 B．衛(wèi)星B離地面的高度可以為任意值 C．a(chǎn)與r長度關系滿足a=2r D．若已知物體A的周期和萬有引力常量，可求出地球的平均密度 【答案】C 【解析】 考點：萬有引力定律的應用 【名師點睛】本題考查了萬有引力定律、開普勒定律與圓周運動的綜合，知道A做圓周運動，不是靠萬有引力提供向心力，抓住A、B的周期相等，結(jié)合線速度與周期的關系比較線速度大小。 4.【湖南省長沙市長郡中學2017屆高三上學期第二次周測】一恒星系統(tǒng)中，行星a繞恒星做圓周運動的公轉(zhuǎn)周期是0.6年，行星b繞恒星做圓周運動的公轉(zhuǎn)周期是1.9年，根據(jù)所學知識比較兩行星到恒星的距離關系 A、行星a距離恒星近 B、行星b距離恒星近 C、行星a和行星b到恒星的距離一樣 D、條件不足，無法比較 【答案】A 【解析】 試題分析：根據(jù)開普勒第三定律可知故選A。 考點：開普勒三定律。 【名師點睛】掌握開普勒三定律，可以了解行星運動的規(guī)律，包括軌道及快慢。 5．【石家莊市第二中學2017屆高三9月月考理科綜合】已知某星球的自轉(zhuǎn)周期為T，物體在該星球赤道上隨該星球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a，該星球赤道上物體的重力加速度為g，要使該星球赤道上的物體“飄”起來，該星球的自轉(zhuǎn)周期要變?yōu)? A． B． C． D． 【答案】C 【解析】 考點：考查了萬有引力定律的應用 【名師點睛】本題直接根據(jù)向心加速度的表達式進行比較，關鍵要知道物體“飄”起來時的加速度，熟悉向心加速度公式． 6.【石家莊市第二中學2017屆高三9月月考理科綜合】隨著科技的迅速發(fā)展，將來的某一填，同學們也許會在火星上享受蕩秋千的樂趣。已知火星半徑是地球半徑的，質(zhì)量是地球質(zhì)量的，地球表面重力加速度是g，可將人視為質(zhì)點，秋千質(zhì)量不計，擺長不變，擺角小于90，忽略星體自轉(zhuǎn)的影響，則 （1）該星球表面附近的重力加速度等于多少？ （2）若某同學蕩秋千經(jīng)過最低位置的速度為，其能上升的最大高度是多少？ 【答案】（1）g（2） 【解析】 （2）設人能上升的最大高度為h,由功能關系得mg火h＝mv02④ 聯(lián)立③④解得h＝ 考點：考查了萬有引力定律的應用 【名師點睛】在萬有引力這一塊，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式在做題的時候，首先明確過程中的向心力，然后弄清楚各個物理量表示的含義，最后選擇合適的公式分析解題，另外這一塊的計算量一是非常大的，所以需要細心計算 7.【內(nèi)蒙古集寧一中2016屆高三上學期第二次月考理科綜合】）如圖所示，a為放在赤道上相對地球靜止的物體，隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星（軌道半徑等于地球半徑），c為地球的同步衛(wèi)星，以下關于a、b、c的說法中正確的是( ) A. a、b、c的向心加速度大小關系為ab>ac>aa B. a、b、c的角速度大小關系為ωa>ωb>ωc C. a、b、c的線速度大小關系為Va=Vb>Vc D. a、b、c的周期關系為Ta>Tc>Tb 【答案】A 【解析】 考點：萬有引力定律的應用 【名師點睛】本題關鍵是通過分類比較，知道地球表面物體重力不完全提供隨地球自轉(zhuǎn)的向心力，即放在地面的物體和人造衛(wèi)星所受的力是不同的；地面上的物體與同步衛(wèi)星的角速度和周期相同；同時要熟練掌握公式。 8.【內(nèi)蒙古集寧一中2016屆高三上學期第二次月考理科綜合】）若宇航員在月球表面附近自高h處以初速度v0水平拋出一個小球，測出小球的水平射程為L．已知月球半徑為R，萬有引力常量為G．則下列說法正確的是（　 ?。? A．月球表面的重力加速度 B．月球的質(zhì)量 C．月球的第一宇宙速度 D．月球的平均密度 【答案】ABC 【解析】 試題分析：平拋運動的時間．再根據(jù)h=gt2得，得，故A正確；由與，可得：．故B正確；第一宇宙速度：，解得故C正確；月球的平均密度，故D錯誤；故選ABC. 考點：萬有引力定律的應用；平拋運動 【名師點睛】解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向上和豎直方向上的運動規(guī)律，以及掌握萬有引力提供向心力以及萬有引力等于重力這兩個理論的運用。 9.【福建省三明市2016屆普通高中畢業(yè)班5月質(zhì)量檢查理科綜合】）2015年9月14日，美國的LIGO探測設施接收到一個來自GW150914的引力波信號，此信號是由兩個黑洞的合并過程產(chǎn)生的。如果將某個雙黑洞系統(tǒng)簡化為如圖所示的圓周運動模型，兩黑洞繞O點做勻速圓周運動。在相互強大的引力作用下，兩黑洞間的距離逐漸減小，在此過程中，兩黑洞做圓周運動的 A．周期均逐漸增大 B．線速度均逐漸減小 C．角速度均逐漸增大 D．向心加速度均逐漸減小 【答案】C 【解析】 考點：考查了萬有引力定律的應用 【名師點睛】在萬有引力這一塊，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式在做題的時候，首先明確過程中的向心力，然后弄清楚各個物理量表示的含義，最后選擇合適的公式分析解題，另外這一塊的計算量一是非常大的，所以需要細心計算 10.【河南省洛陽市第一高級中學2017屆高三上學期第一次月考】）“神舟”五號載人飛船在繞地球飛行的第五圈進行變軌，由原來的橢圓軌道變?yōu)榫嗟孛娓叨葹閔的圓形軌道S，已知飛船的質(zhì)量為m，地球半徑為R，地面處的重力加速度為g．則飛船在上述圓軌道上運行的動能 A．等于mg（R十h）/2 B．小于mg（R十h）/2 C．大于mg（R十h）/2 D．等于mgh 【答案】B 【解析】 考點：考查了萬有引力定律的應用 【名師點睛】運用黃金代換式求出問題是考試中常見的方法．向心力的公式選取要根據(jù)題目提供的已知物理量或所求解的物理量選取應用 11.【湖南省長沙市長郡中學2017屆高三上學期第二次周測】）一恒星系統(tǒng)中，行星a繞恒星做圓周運動的公轉(zhuǎn)周期是0.6年，行星b繞恒星做圓周運動的公轉(zhuǎn)周期是1.9年，根據(jù)所學知識比較兩行星到恒星的距離關系 A、行星a距離恒星近 B、行星b距離恒星近 C、行星a和行星b到恒星的距離一樣 D、條件不足，無法比較 【答案】A 【解析】 試題分析：根據(jù)開普勒定律可得，故，即行星a距離恒星近，A正確； 考點：考查了開普勒三定律 【名師點睛】在解答的過程中要注意：題目沒有說明是比較二者到地球的最小距離之間的關系，所以要綜合考慮各種情況． 12.【黑龍江省大慶中學2016屆高三上學期期末考試】）2013 年11月11日，載有索契冬奧會火炬的俄羅斯飛船在太空中停留了4天時間，圍繞地球旋轉(zhuǎn)了64 圈后成功沿橢圓軌道返回地球，對該俄羅斯飛船，下列說法正確的是 A．火炬在飛船中不受萬有引力作用 B．飛船的運行速度比第一宇宙速度大 C．在返回過程中，飛船的機械能不斷增加 D．在返回過程中，飛船動能增加，引力勢能減少 【答案】D 【解析】 考點：人造衛(wèi)星 【名師點睛】此題是對人造衛(wèi)星的考查，要知道任何物體受到地球的萬有引力作用，引力做正功，動能增加，勢能減小，機械能的總量保持不變. 13.【寧夏石嘴山市第三中學2017屆高三上學期第一次月考】在空中飛行了十多年的“和平號”航天站已失去動力，由于受大氣阻力作用其繞地球轉(zhuǎn)動半徑將逐漸減小，最后在大氣層中墜毀．若“和平號”航天站每一時刻的飛行都可近似看作圓周運動，在此過程中下列說法不正確的是（ ） A 航天站的速度將加大 . B．航天站繞地球旋轉(zhuǎn)的周期加大. C．航天站的向心加速度加大 . D．航天站的角速度將增大. 【答案】B 【解析】 試題分析：根據(jù)得：，知軌道半徑減小，速率增大．故A正確．根據(jù)得：，知軌道半徑減小，周期減小．故B錯誤．根據(jù)得：，知軌道半徑減小，向心加速度增大．故C正確．根據(jù)得：，知軌道半徑減小，角速度增大．故D正確．本題選不正確的，故選B. 考點：萬有引力定律的應用 【名師點睛】解決本題的關鍵掌握萬有引力提供向心力，會根據(jù)該規(guī)律判斷線速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關系。 14.【寧夏石嘴山市第三中學2017屆高三上學期第一次月考】關于地球同步衛(wèi)星下列說法正確的是 （　?。? A地球同步衛(wèi)星和地球同步，因此同步衛(wèi)星的高度和線速度大小是一定的 B 地球同步衛(wèi)星的角速度雖被確定，但高度和線速度可以選擇，高度增加，線速度增大，高度降低，速度減小 C地球同步衛(wèi)星軌道可以和赤道面不在同一平面內(nèi). D以上均不正確 【答案】A 【解析】 考點：同步衛(wèi)星 【名師點睛】地球質(zhì)量一定、自轉(zhuǎn)速度一定，同步衛(wèi)星要與地球的自轉(zhuǎn)實現(xiàn)同步，就必須要角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相等，這就決定了它的軌道高度和線速度大小。 15.【寧夏石嘴山市第三中學2017屆高三上學期第一次月考】A、B兩顆行星，質(zhì)量之比，半徑之比，則兩行星表面的重力加速度之比為（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 考點：萬有引力定律的而應用 【名師點睛】本題要掌握天體運動的一個重要的關系：星球表面的物體受到的重力等于萬有引力，利用比例關系即可解答. 16. 【寧夏石嘴山市第三中學2017屆高三上學期第一次月考】航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務后，在A點從圓形軌道Ⅰ進入橢圓 軌 道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點，如圖所示。關于航天飛機的運動，下列說法中正確的有（ ） A. 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度大于經(jīng)過B 的速度 B. 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的動能大于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的動能 C. 在軌道Ⅱ上運動的周期小于在軌道Ⅰ上運動的周期 D. 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度 【答案】C 【解析】 試題分析：在軌道Ⅱ上從A向B運動過程中，引力做正功，動能增加，速度增大，故在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度，故A錯誤；在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點時要加速才能進入軌道Ⅰ，故在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的動能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的動能，B錯誤．根據(jù)開普勒第三定律，，rⅡ＜rⅠ，所以TⅡ＜TⅠ，故C正確．航天飛機在軌道Ⅱ上經(jīng)過A與在軌道Ⅰ上經(jīng)過A時所受的萬有引力相等，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度大小相等．故D錯誤．故選C。 考點：萬有引力定律的應用 【名師點睛】解決本題的關鍵掌握開普勒第三定律，知道衛(wèi)星變軌的原理，從低軌道到高軌道要加速，反之要減速，并能熟練運用來判斷速度的大小。 17.【寧夏石嘴山市第三中學2017屆高三上學期第一次月考】如圖所示，北斗導航系統(tǒng)中兩顆衛(wèi)星，均為地球同步衛(wèi)星。某時刻位于軌道上的A、B兩位置。設地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)周期為T。則(　　) A. 兩衛(wèi)星線速度大小均為 B. 兩衛(wèi)星軌道半徑均為 C. 衛(wèi)星1由A運動到B所需的最短時間為 D. 衛(wèi)星1由A運動到B的過程中萬有引力做正功 【答案】B 【解析】 考點：萬有引力定律的應用 【名師點睛】解決本題的關鍵掌握衛(wèi)星所受的萬有引力提供做圓周運動的向心力，并且記住地面上的物體的萬有引力等于重力得到的結(jié)論GM=R2g，并能熟練運用。 18.【寧夏石嘴山市第三中學2017屆高三上學期第一次月考】火星成為我國深空探測的第二顆星球，假設火星探測器在著陸前，繞火星表面勻速飛行(不計周圍其他天體的影響)，航天員測出飛行N圈用時t，已知地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，火星半徑為r，地球表面重力加速度為g，則 A．火星探測器勻速飛行的向心加速度約為 B．火星探測器勻速飛行的速度約為 C．火星探測器的質(zhì)量為 D．火星的平均密度為 【答案】AD 【解析】 考點：萬有引力定律的應用 【名師點睛】本題關鍵是明確探測器的運動性質(zhì)和動力學條件，然后根據(jù)探測器受到的萬有引力等于向心力列式求解火星質(zhì)量和密度，基礎題目。 19.【河北省滄州市第一中學2017屆高三上學期第一次月考】有abcd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是近地軌道地球衛(wèi)星；c是地球的同步衛(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(chǎn)的向心加速度等于重力加速度g B．b在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長最長 C．c在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是 D．d的運動周期可能是20h． 【答案】B 【解析】 試題分析：近地衛(wèi)星b的加速度滿足，即a=g，故a的向心加速度小于重力加速度g，選項A錯誤；根據(jù)，則，可知b的線速度最大，則b在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長最長，選項B正確；c是地球的同步衛(wèi)星，則轉(zhuǎn)動的周期為24h，則c在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是，選項C錯誤；d是高空探測衛(wèi)星，則其周期要大于同步衛(wèi)星c的周期，即T>24h，故選項D錯誤；故選B． 考點：萬有引力定律的應用 【名師點睛】此題是關于萬有引力定律的應用問題；要搞清不同衛(wèi)星的特點，并注意a衛(wèi)星與其它衛(wèi)星的受力情況的不同；利用萬有引力等于向心力進行討論即可． 20.【云南省臨滄市第一中學2016屆高三二調(diào)物理試題】“軌道康復者”是“垃圾”衛(wèi)星的救星，被稱為“太空110”，它可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補充能源，延長衛(wèi)星的使用壽命.假設“軌道康復者”的軌道半經(jīng)為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一，其運動方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，軌道平面與地球赤道平面重合，下列說法正確的是（ ） A．“軌道康復者”可在高軌道上加速，以實現(xiàn)對低軌道上衛(wèi)星的拯救 B．站在赤道上的人觀察到“軌道康復者”向西運動 C．“軌道康復者”的速度是地球同步衛(wèi)星速度的5 倍 D．“軌道康復者”的加速度是地球同步衛(wèi)星加速度的25倍 【答案】D 【解析】 星軌道半徑的五分之一，則“軌道康復者”的速度是地球同步衛(wèi)星速度的倍．故C錯誤．根據(jù)a得：，因為“軌道康復者”繞地球做勻速圓周運動時的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一，則“軌道康復者”的加速度是地球同步衛(wèi)星加速度的25倍．故D正確．故選D。 考點：萬有引力定律的應用 【名師點睛】解決本題的關鍵知道萬有引力提供向心力這一重要理論，并能靈活運用，以及知道衛(wèi)星變軌的原理，知道當萬有引力大于向心力，做近心運動，當萬有引力小于向心力，做離心運動。 21.【云南省臨滄市第一中學2016屆高三二調(diào)物理試題】2013年12月2日，我國探月衛(wèi)星“嫦娥三號”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空，飛行軌道示意圖如圖所示．“嫦娥三號”從地面發(fā)射后奔向月球，先在軌道Ⅰ上運行，在P點從圓形軌道Ⅰ進入橢圓軌道Ⅱ，Q為軌道Ⅱ上的近月點，則有關“嫦娥三號”下列說法正確的是( ) A．由于軌道Ⅱ與軌道Ⅰ都是繞月球運行，因此“嫦娥三號”在兩軌道上運行具有相同的周期 B．“嫦娥三號”從P到Q的過程中月球的萬有引力做正功，速率不斷增大 C．雖然“嫦娥三號”在軌道Ⅱ上經(jīng)過P的速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng) 過P的速度，但是在軌道Ⅱ上經(jīng)過P的加速度等于在軌道Ⅰ上經(jīng)過P的加速度 D．由于均繞月球運行，“嫦娥三號”在軌道Ⅰ和軌道 Ⅱ上具有相同的機械能 【答案】BC 【解析】 考點：開普勒第三定律 【名師點睛】本題要掌握萬有引力提供向心力，要能夠根據(jù)題意選擇恰當?shù)南蛐牧Φ谋磉_式，知道開普勒第三定律，理解公式中各量的含義． 22.【福建省泉州市2016屆高三第二次（5月）質(zhì)量檢查】據(jù)報道，我國將于2016年擇機發(fā)射“天宮二號”，并計劃于2020年發(fā)射“火星探測器”。設“天宮二號”繞地球做圓周運動的半徑為r1、周期為T1；“火星探測器”繞火星做圓周運動的半徑為r2、周期為T2，萬有引力常量為G。根據(jù)題設條件，可得 A.關系式 B.地球與火星的平均密度之比為 C.地球與火星的質(zhì)量之比為 D.“天宮二號”和“火星探測器”的向心加速度大小之比為 【答案】CD 【解析】 考點：萬有引力定律的應用 【名師點睛】解決本題的關鍵要明確衛(wèi)星的運動模型，知道由萬有引力提供其圓周運動向心力．本題也可以根據(jù)開普勒第三定律分析周期的大小。 23.【江西省豐城中學2017屆高三上學期第一次段考】火星探測已成為世界各國航天領域的研究熱點．現(xiàn)有人想設計發(fā)射一顆火星的同步衛(wèi)星．若已知火星的質(zhì)量M，半徑R0，火星表面的重力加速度g0自轉(zhuǎn)的角速度ω0，引力常量G，則同步衛(wèi)星離火星表面的高度為（ ） A． B． C． D． 【答案】AC 【解析】 考點：萬有引力定律的應用 24.【河北省邯鄲市大名縣第一中學2017屆高三上學期第一次月考】通過觀測冥王星的衛(wèi)星，可以推算出冥王星的質(zhì)量。假設衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運動，除了引力常量外，至少還需要兩個物理量才能計算出冥王星的質(zhì)量。這兩個物理量可以是（ ） A．衛(wèi)星的速度和角速度 B．衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑 C．衛(wèi)星的質(zhì)量和角速度 D．衛(wèi)星的運行周期和軌道半徑 【答案】AD 【解析】 試題分析：衛(wèi)星圍繞冥王星做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，已知衛(wèi)星的速度和角速度，則軌道半徑，根據(jù)即可求解冥王星質(zhì)量M，故A正確；根據(jù)可知，衛(wèi)星的質(zhì)量可以約去，只知道半徑不能求出冥王星質(zhì)量，故B錯誤；根據(jù)可知，衛(wèi)星的質(zhì)量可以約去，只知道角速度不能求出冥王星質(zhì)量，故C錯誤；根據(jù)可知，知道衛(wèi)星的運行周期和軌道半徑可求解冥王星質(zhì)量M，故D正確；故選AD。 考點：萬有引力定律的應用 25.【河北省望都中學2017屆高三8月月考】隨著世界航空事業(yè)的發(fā)展，深太空探測已逐漸成為各國關注的熱點．假設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．則下列判斷正確的是 A．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 B．某物體在該外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的4倍 C．該外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍 D．繞該外星球的人造衛(wèi)星和以相同軌道半徑繞地球的人造衛(wèi)星運行速度相同 【答案】C 【解析】 故選C. 考點：萬有引力定律的應用 26.【河北省邯鄲市大名縣第一中學2017屆高三上學期第一次月考】如圖所示，人造衛(wèi)星A、B在同一平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運動。則這兩顆衛(wèi)星相比： （ ） A．衛(wèi)星A的線速度較大 B．衛(wèi)星A的周期較大 C．衛(wèi)星A的角速度較大 D．衛(wèi)星A的加速度較大 【答案】B 【解析】 試題分析：根據(jù)萬有引力定律可得可得：，則衛(wèi)星A的線速度較小，選項A錯誤；可得衛(wèi)星A的周期較大，選項B正確；可知衛(wèi)星A的角速度較小，選項C錯誤；可得衛(wèi)星A的加速度較小，選項D錯誤；故選C. 考點：萬有引力定律的而應用 27.【北京市昌平區(qū)2016屆高三第二次（5月）統(tǒng)一練習理科綜合】行星在太陽的引力作用下繞太陽公轉(zhuǎn)，若把地球和水星繞太陽的運動軌跡都近似看作圓。已知地球繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑大于水星繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑，則下列判斷正確的是 A．地球的線速度大于水星的線速度 B．地球的角速度大于水星的角速度 C．地球的公轉(zhuǎn)周期大于水星的公轉(zhuǎn)周期 D．地球的向心加速度大于水星的向心加速度 【答案】C 【解析】 考點：萬有引力定律的應用 28.【江蘇省溧水高級中學2017屆高三暑期考試物理試題】暗物質(zhì)是二十一世紀物理學之謎，對該問題的研究可能帶來一場物理學的革命．為了探測暗物質(zhì)，我國在2015年12月17日成功發(fā)射了一顆被命名為“悟空”的暗物質(zhì)探測衛(wèi)星．已知“悟空”在低于同步衛(wèi)星的軌道上繞地球做勻速圓周運動，經(jīng)過時間t(t小于其運動周期)，運動的弧長為s，與地球中心連線掃過的角度為β(弧度)，引力常量為G，則下列說法中正確的是 A. “悟空”的線速度小于第一宇宙速度 B. “悟空”的向心加速度大于地球同步衛(wèi)星的向心加速度 C. “悟空”的環(huán)繞周期為 D. “悟空”的質(zhì)量為 【答案】ABC 【解析】 試題分析：該太空電站經(jīng)過時間t（t小于太空電站運行的周期），它運動的弧長為s，它與地球中心連線掃過的角度為β（弧度），則太空站運行的線速度為，角速度為： ，根據(jù)v=ωr得軌道半徑為： ，人類第一臺太空電站在地球的同步軌道上繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，則有：，得，可知衛(wèi)星的軌道半徑越大，速率越小，第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，故“悟空”在軌道上運行的速度小于地球的第一宇宙速度，故A正確；由得：加速度，則知“悟空”的向心加速度大于地球同步衛(wèi)星的向心加速度．故B正確．“悟空”的環(huán)繞周期為，故C正確；“悟空”繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，即：，，聯(lián)立解得：地球的質(zhì)量為，不能求出“悟空”的質(zhì)量．故D錯誤；故選：ABC. 考點：萬有引力定律的應用 29.【江西省宜川市宜春中學、樟樹中學、高安中學等五校2017屆高三7月聯(lián)考物理試卷】一個物體靜止在質(zhì)量均勻的星球表面的“赤道”上．已知引力常量G，星球密度ρ．若由于星球自轉(zhuǎn)使物體對星球表面的壓力恰好為零，則該星球自轉(zhuǎn)的周期為 ( ) A． 　　　B． 　　　 C． 　　　 D． 【答案】A 【解析】 考點：萬有引力定律的應用 30.【江蘇省揚州市2015-2016學年度高三第四次模擬測試】學習物理除了知識的學習外，還要領悟并掌握處理物理問題的思想與方法．下列關于物理學中的思想方法，敘述正確的是 A．伽利略在研究自由落體運動時采用了微元法 B．在探究求合力方法的實驗中使用了理想實驗法 C．在探究決定導線電阻大小的因素實驗中采用了控制變量法 D．法拉第在研究電磁感應現(xiàn)象時運用了等效替代的思想 【答案】C 【解析】 考點：考查了物理研究方法 【名師點睛】在學習物理知識的同時，我們還學習科學研究的方法，常用的方法有：控制變量法、等效替代法、理想實驗法、類比法等等． 31.【江蘇省揚州市2015-2016學年度高三第四次模擬測試】2015年7月14日，“新視野”號太空探測器近距離飛掠冥王星．冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，同時繞它們連線上的O點做勻速圓周運動．O點到冥王星的距離為兩者連線距離的八分之一，下列關于冥王星與卡戎的說法正確的是 A．質(zhì)量之比為8∶1 B．向心力大小之比為1∶7 C．角速度大小之比為 1∶7 D．線速度大小之比為1∶7 【答案】D 【解析】 試題分析：它們之間的萬有引力提供各自的向心力：，O點到冥王星的距離為兩者連線距離的八分之一，所以冥王星的軌道半徑是卡戎星的，質(zhì)量之比約為7：1，故A錯誤；它們之間的萬有引力提供各自的向心力，冥王星和卡戎向心力大小相等，故B錯誤；冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)．所以冥王星和卡戎周期是相等的，角速度也是相等的．故C錯誤；根據(jù)題意冥王星繞O點運動的軌道半徑約為卡戎的，根據(jù)得，故D正確。 考點：考查了萬有引力定律的應用 【名師點睛】由于雙星和它們圍繞運動的中心點總保持三點共線，所以在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度必相等，即雙星做勻速圓周運動的角速度必相等，角速度相等，周期也必然相同 二、非選擇題 1.【江西省豐城中學2017屆高三上學期第一次段考】假設某星球表面上有一傾角為的固定斜面，一質(zhì)量為的小物塊從斜面底端以速度9m/s沿斜面向上運動，小物塊運動1.5s時速度恰好為零．已知小物塊和斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25，該星球半徑為．（．），試求： （1）該星球表面上的重力加速度g的大??；（2）該星球的第一宇宙速度． 【答案】（1）7.5m/s2（2）3.0103m/s 【解析】 考點：萬有引力定律的應用 2.【河北省望都中學2017屆高三8月月考】（8分）深空探測一直是人類的夢想。2013年12月14日“嫦娥三號”探測器成功實施月面軟著陸，中國由此成為世界上第3個實現(xiàn)月面軟著陸的國家。如圖所示為此次探測中，我國科學家在國際上首次采用的由接近段、懸停段、避障段和緩速下降段等任務段組成的接力避障模式示意圖。請你應用學過的知識解決下列問題。 ⑴已知地球質(zhì)量約是月球質(zhì)量的81倍，地球半徑約是月球半徑的4倍。將月球和地球都視為質(zhì)量分布均勻的球體，不考慮地球、月球自轉(zhuǎn)及其他天體的影響。求月球表面重力加速度g月與地球表面重力加速度g的比值。 ⑵由于月球表面無大氣，無法利用大氣阻力來降低飛行速度，我國科學家用自行研制的大范圍變推力發(fā)動機實現(xiàn)了探測器中途修正、近月制動及軟著陸任務。在避障段探測器從距月球表面約100m高處，沿與水平面成夾角45的方向，勻減速直線運動到著陸點上方30m處。已知發(fā)動機提供的推力與豎直方向的夾角為θ，探測器燃料消耗帶來的質(zhì)量變化、探測器高度變化帶來的重力加速度g月的變化均忽略不計，求此階段探測器的加速度a與月球表面重力加速度g月的比值。 【答案】（1）16:81（2） 【解析】 （2）根據(jù)題目條件畫出受力分析如圖所示， 由矢量運算法則畫出三角形如圖2所示， 由正弦定理可得： ，解得 考點：萬有引力定律的應用 3.【寧夏石嘴山市第三中學2017屆高三上學期第一次月考】(10分)如圖所示是月亮女神、嫦娥1號繞月做圓周運行時某時刻的圖片，用R1、R2、T1、T2分別表示月亮女神和嫦娥1號的軌道半徑及周期，用R表示月亮的半徑。 (1)請用萬有引力知識證明：它們遵循，其中K是只與月球質(zhì)量有關而與衛(wèi)星無關的常量； (2)經(jīng)多少時間兩衛(wèi)星第一次相距最遠； (3)請用所給嫦娥1號的已知量，估測月球的平均密度。 【答案】（1）見解析；（2）（3） 【解析】 (3)對嫦娥1號有 M＝πR3ρ 考點：萬有引力定律的應用 【名師點睛】環(huán)繞天體圓周運動的向心力由萬有引力提供，據(jù)此根據(jù)圓周運動的半徑和周期可以求得中心天體的質(zhì)量，掌握萬有引力公式和球的體積公式是解題的關鍵。 4.【云南省臨滄市第一中學2017屆高三上學期第二次月考】）滑雪者為什么會在軟綿綿的雪地中高速奔馳呢？其原因是白雪內(nèi)有很多小孔，小孔內(nèi)充滿空氣。當滑雪板壓在雪地時會把雪內(nèi)的空氣逼出來，在滑雪板與雪地間形成一個暫時的“氣墊”，從而大大減小雪地對滑雪板的摩擦。然而當滑雪板楣對雪地速度較小時，與雪地接觸時間超過某一值就會陷下去，使得它們間的摩擦力增大。假設滑雪者的速度超過4 m／s時，滑雪板與雪地間的動摩擦因數(shù)就會由=0.25變?yōu)?0.125。一滑雪者從傾角為=37的坡頂A由靜止開始自由下滑，滑至坡底B（B處為一光滑小圓?。┖笥只弦欢嗡窖┑兀詈笸Ｔ贑處，如圖所示。不計空氣阻力，坡長為L=26 m取 g =10 m/s2，sin37 = 0.6，cos37 = 0.8，求 （1）滑雪者從靜止開始到動摩擦因數(shù)發(fā)生變化經(jīng)歷的時間； （2）滑雪者到達B處的速度； 【答案】（1）1s（2） 【解析】 （2）則根據(jù)牛頓定律和運動學公式有： ， 代入數(shù)據(jù)解得： 考點：考查了牛頓第二定律，運動學公式 【名師點睛】連接牛頓第二定律與運動學公式的紐帶就是加速度，所以在做這一類問題時，特別又是多過程問題時，先弄清楚每個過程中的運動性質(zhì)，根據(jù)牛頓第二定律求加速度然后根據(jù)加速度用運動學公式解題或者根據(jù)運動學公式求解加速度然后根據(jù)加速度利用牛頓第二定律求解力