高三物理 2011版《3年高考2年模擬》 第5章 萬(wàn)有引力、天體運(yùn)動(dòng)

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1、第五章 萬(wàn)有引力、天體運(yùn)動(dòng) 第一部分 三年高考題薈萃 2010年高考新題 1．2010·重慶·1６月球與地球質(zhì)量之比約為1：80，有研究者認(rèn)為月球和地球可視為一個(gè)由兩質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的雙星系統(tǒng)，他們都圍繞月球連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。據(jù)此觀點(diǎn)，可知月球與地球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)生物線速度大小之比約為 A．1：6400 B.1:80 C. 80:1 D:6400:1 【答案】C 【解析】月球和地球繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們之間的萬(wàn)有引力提供各自的向心力，則地球和月球的向心

2、力相等。且月球和地球和O始終共線，說(shuō)明月球和地球有相同的角速度和周期。因此有 ，所以，線速度和質(zhì)量成反比，正確答案C。 2. 2010·天津·6探測(cè)器繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則變軌后與變軌前相比 A.軌道半徑變小 B.向心加速度變小 C.線速度變小 D.角速度變小 答案：A 3. 2010·全國(guó)卷Ⅱ·21已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍。若某行星的平均密度為地球平均密度的一半，它的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的2.5倍，則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為 A．6小時(shí) B. 12小時(shí)

3、 C. 24小時(shí) D. 36小時(shí) 【答案】B 【解析】地球的同步衛(wèi)星的周期為T(mén)1=24小時(shí)，軌道半徑為r1=7R1，密度ρ1。某行星的同步衛(wèi)星周期為T(mén)2，軌道半徑為r2=3.5R2，密度ρ2。根據(jù)牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律分別有 兩式化簡(jiǎn)得小時(shí) 【命題意圖與考點(diǎn)定位】牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律應(yīng)用于天體運(yùn)動(dòng)。 4. 2010·江蘇物理·62009年5月，航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點(diǎn)，如圖所示，關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的有 （A）在軌道Ⅱ

4、上經(jīng)過(guò)A的速度小于經(jīng)過(guò)B的速度 （B）在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的動(dòng)能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A 的動(dòng)能 （C）在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期 （D）在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的加速度 答案：ABC 5． 2010·福建·14火星探測(cè)項(xiàng)目是我國(guó)繼神舟載人航天工程、嫦娥探月工程之后又一個(gè)重大太空探索項(xiàng)目。 假設(shè)火星探測(cè)器在火星表面附近圓形軌道運(yùn)行的周期，神舟飛船在地球表面附近的圓形軌道運(yùn)行周期為，火星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為p，火星半徑與地球半徑之比為q，則與之比為 A. B. C. D. 答案：D

5、6. 2010·新課標(biāo)·20太陽(yáng)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(lái)描述這些行星運(yùn)動(dòng)所遵從的某一規(guī)律的圖像.圖中坐標(biāo)系的橫軸是，縱軸是;這里T和R分別是行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑，和分別是水星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑.下列4幅圖中正確的是 兩式相除后取對(duì)數(shù)，得：，整理得：，選項(xiàng)B正確。 7．2010·北京·16一物體靜置在平均密度為的球形天體表面的赤道上。已知萬(wàn)有引力常量為G，若由于天體自轉(zhuǎn)使物體對(duì)天體表面壓力恰好為零，則天體自轉(zhuǎn)周期為 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】赤道表面的 物體對(duì)天體表面的壓力為零,說(shuō)明

6、天體對(duì)物體的萬(wàn)有引力恰好等于物體隨天體轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的向心力，有，化簡(jiǎn)得，正確答案為D 。 8. 2010·上海物理·15月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為，設(shè)月球表面的重力加速度大小為，在月球繞地球運(yùn)行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的加速度大小為，則 （A） （B） （C） （D） 【解析】 根據(jù)月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由地球引力提供，選B。本題考查萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)。難度：中等。這個(gè)題出的好。 9．2010·海南物理·10火星直徑約為地球的一半，質(zhì)量約為地球的十分之一，它繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)半徑的1.5倍。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，以下說(shuō)法正確的是

7、 A．火星表面重力加速度的數(shù)值比地球表面小 B．火星公轉(zhuǎn)的周期比地球的長(zhǎng) C．火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大 D．火星公轉(zhuǎn)的向心加速度比地球的大 【答案】AB 【解析】由得，計(jì)算得火星表面的重力加速度約為地球表面的，A正確；由得，公轉(zhuǎn)軌道半徑大的周期長(zhǎng)，B對(duì)；周期長(zhǎng)的線速度小，(或由判斷軌道半徑大的線速度小)，C錯(cuò)；公轉(zhuǎn)向心加速度，D錯(cuò)。 10. 2010·安徽·17 【答案】A 【解析】由于萬(wàn)有引力提供探測(cè)器做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則有；，可求得火星的質(zhì)量和火星的半徑，根據(jù)密度公式得：。在火星表面的物體有，可得火星表面的重力加速度，故選項(xiàng)A正確。 11. 2010·全

8、國(guó)卷Ⅰ·25如右圖，質(zhì)量分別為m和M的兩個(gè)星球A和B在引力作用下都繞O點(diǎn)做勻速周運(yùn)動(dòng)，星球A和B兩者中心之間距離為L(zhǎng)。已知A、B的中心和O三點(diǎn)始終共線，A和B分別在O的兩側(cè)。引力常數(shù)為G。 ⑴ 求兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期。 ⑵ 在地月系統(tǒng)中，若忽略其它星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運(yùn)行為的周期記為T(mén)1。但在近似處理問(wèn)題時(shí)，常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的，這樣算得的運(yùn)行周期T2。已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.98×1024kg 和 7.35 ×1022kg 。求T2與T1兩者平方之比。（結(jié)果保留3位小數(shù)） 【答案】⑴ ⑵1.01 【解析】 ⑴A和

9、B繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們之間的萬(wàn)有引力提供向心力，則A和B的向心力相等。且A和B和O始終共線，說(shuō)明A和B有相同的角速度和周期。因此有 ，，連立解得， 對(duì)A根據(jù)牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律得 化簡(jiǎn)得 ⑵將地月看成雙星，由⑴得 將月球看作繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律得 化簡(jiǎn)得 所以兩種周期的平方比值為 2009年高考新題 一、選擇題 1.（09·全國(guó)Ⅰ·19）天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系外的一顆行星。這顆行星的體積是地球的4.7倍，是地球的25倍。已知某一近地衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期約為1.4小時(shí)，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,

10、,由此估算該行星的平均密度為 （ D ） A.1.8×103kg/m3 B. 5.6×103kg/m3 C. 1.1×104kg/m3 D.2.9×104kg/m3 解析：本題考查天體運(yùn)動(dòng)的知識(shí).首先根據(jù)近地衛(wèi)星饒地球運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供,可求出地球的質(zhì)量.然后根據(jù),可得該行星的密度約為2.9×104kg/m3。 2.（09·上海物理·8）牛頓以天體之間普遍存在著引力為依據(jù)，運(yùn)用嚴(yán)密

11、的邏輯推理，建立了萬(wàn)有引力定律。在創(chuàng)建萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中，牛頓 （ AB ） A．接受了胡克等科學(xué)家關(guān)于“吸引力與兩中心距離的平方成反比”的猜想 B．根據(jù)地球上一切物體都以相同加速度下落的事實(shí)，得出物體受地球的引力與其質(zhì)量成正比，即Fμm的結(jié)論 C．根據(jù)Fμm和牛頓第三定律，分析了地月間的引力關(guān)系，進(jìn)而得出Fμm1m2 D．根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出了比例系數(shù)G的大小 解析：題干要求“在創(chuàng)建萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中”，牛頓知識(shí)接受了平方反比猜想，和物體受地球的引力與其質(zhì)量成正比，即Fμm的結(jié)論，而提

12、出萬(wàn)有引力定律后，后來(lái)利用卡文迪許扭稱(chēng)測(cè)量出萬(wàn)有引力常量G的大小，只與C項(xiàng)也是在建立萬(wàn)有引力定律后才進(jìn)行的探索，因此符合題意的只有AB。 3.（09·廣東物理·5）發(fā)射人造衛(wèi)星是將衛(wèi)星以一定的速度送入預(yù)定軌道。發(fā)射場(chǎng)一般選擇在盡可能靠近赤道的地方，如圖這樣選址的優(yōu)點(diǎn)是，在赤道附近 （ B ） A．地球的引力較大 B．地球自轉(zhuǎn)線速度較大 C．重力加速度較大 D．地球自轉(zhuǎn)角速度較大 解析：由于發(fā)射衛(wèi)星需要將衛(wèi)星以一定的速度送入運(yùn)動(dòng)軌道，在靠進(jìn)赤道處的地面上 的物體的線速度最大，發(fā)射時(shí)較節(jié)能，因此B正確。 4.（09·江蘇物理· 3）英國(guó)《新科學(xué)家（N

13、ew 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，若某黑洞的半徑約45km，質(zhì)量和半徑的關(guān)系滿足（其中為光速，為引力常量），則該黑洞表面重力加速度的數(shù)量級(jí)為 （ C ） A． B． C． D． 解析：處理本題要從所給的材料中，提煉出有用信息，構(gòu)建好物理模型，選擇合適的物理方法求解。黑洞實(shí)際為一天體，天體表面的物體受到的重力近似等于物體與該天體之間的萬(wàn)有引力，對(duì)黑洞表面的某一質(zhì)量為m物體有：，又有，

14、聯(lián)立解得，帶入數(shù)據(jù)得重力加速度的數(shù)量級(jí)為，C項(xiàng)正確。 5.（09·廣東理科基礎(chǔ)·10）關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列表述正確的是 （ A ） A．第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度 B．第一宇宙速度又叫脫離速度 C．第一宇宙速度跟地球的質(zhì)量無(wú)關(guān) D．第一宇宙速度跟地球的半徑無(wú)關(guān) 解析：第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度A對(duì)，B錯(cuò)；根據(jù)定義有 可知與地球的質(zhì)量和半徑有關(guān)，CD錯(cuò)。 6.（09·重慶·17）據(jù)報(bào)道，“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”繞月飛行器的圓形軌道距月球表面分別約為200Km和100Km，運(yùn)動(dòng)速率分別為v1和v2，那么v1和v2的比值為（月球半徑取1700Km）

15、 （ C ） A. B. C, D. 7.（09·四川·15）據(jù)報(bào)道，2009年4月29日，美國(guó)亞利桑那州一天文觀測(cè)機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)一顆與太陽(yáng)系其它行星逆向運(yùn)行的小行星，代號(hào)為2009HC82。該小行星繞太陽(yáng)一周的時(shí)間為3.39年，直徑2～3千米，其軌道平面與地球軌道平面呈155°的傾斜。假定該小行星與地球均以太陽(yáng)為中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則小行星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度大小的比值為 （ A ） A. B. C. D.

16、 解析：小行星和地球繞太陽(yáng)作圓周運(yùn)動(dòng)，都是由萬(wàn)有引力提供向心力，有＝，可知小行星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行軌道半徑之比為R1:R2＝，又根據(jù)V＝，聯(lián)立解得V1:V2＝，已知＝，則V1:V2＝。 8.（09·安徽·15）2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙-2251”衛(wèi)星和美國(guó)的“銥-33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805km處發(fā)生碰撞。這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件。碰撞過(guò)程中產(chǎn)生的大量碎片可能會(huì)影響太空環(huán)境。假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓，甲的運(yùn)行速率比乙的大，則下列說(shuō)法中正確的是

17、 （ D ） A. 甲的運(yùn)行周期一定比乙的長(zhǎng) B. 甲距地面的高度一定比乙的高 C. 甲的向心力一定比乙的小 D. 甲的加速度一定比乙的大 解析：由可知，甲的速率大，甲碎片的軌道半徑小，故B錯(cuò)；由公式可知甲的周期小故A錯(cuò)；由于未知兩碎片的質(zhì)量，無(wú)法判斷向心力的大小，故C錯(cuò)；碎片的加速度是指引力加速度由 得，可知甲的加速度比乙大，故D對(duì)。 9.（09·安徽·16）大爆炸理論認(rèn)為，我們的宇宙起源于137億年前的一次大爆炸。除開(kāi)始瞬間外，在演化至今的大部分時(shí)間內(nèi)，宇宙基本上是勻速膨脹的。上世

18、紀(jì)末，對(duì)1A型超新星的觀測(cè)顯示，宇宙正在加速膨脹，面對(duì)這個(gè)出人意料的發(fā)現(xiàn)，宇宙學(xué)家探究其背后的原因，提出宇宙的大部分可能由暗能量組成，它們的排斥作用導(dǎo)致宇宙在近段天文時(shí)期內(nèi)開(kāi)始加速膨脹。如果真是這樣，則標(biāo)志宇宙大小的宇宙半徑R和宇宙年齡的關(guān)系， 大致是下面哪個(gè)圖像 （ C ） 解析：圖像中的縱坐標(biāo)宇宙半徑R可以看作是星球發(fā)生的位移x，因而其切線的斜率就是宇宙半徑增加的快慢程度。由題意，宇宙加速膨脹，其半徑增加的速度越來(lái)越大。故選C。 P 地球 Q 軌道1 軌道2 1

19、0.（09·山東·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 （ BC ） 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)的角度速度大于同步衛(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 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

20、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。 考點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律，完全失重，萬(wàn)有引力定律 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。

21、11.（09·福建·14） “嫦娥一號(hào)”月球探測(cè)器在環(huán)繞月球運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)探測(cè)器運(yùn)行的軌道半徑為r，運(yùn)行速率為v，當(dāng)探測(cè)器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時(shí) （ C ） A.r、v都將略為減小 B.r、v都將保持不變 C.r將略為減小，v將略為增大 D. r將略為增大，v將略為減小 解析：當(dāng)探測(cè)器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時(shí)，引力變大，探測(cè)器做近心運(yùn)動(dòng)，曲率半徑略為減小，同時(shí)由于引力做正功，動(dòng)能略為增加，所以速率略為增大。 12.（09·浙江·19）在討論地球潮汐成因時(shí)，地球繞

22、太陽(yáng)運(yùn)行軌道與月球繞地球運(yùn)行軌道可視為圓軌道。已知太陽(yáng)質(zhì)量約為月球質(zhì)量的倍，地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑約為月球繞地球運(yùn)行的軌道半徑的400倍。關(guān)于太陽(yáng)和月球?qū)Φ厍蛏舷嗤|(zhì)量海水的引力，以下說(shuō)法正確的是 （ AD ） A．太陽(yáng)引力遠(yuǎn)大于月球引力 B．太陽(yáng)引力與月球引力相差不大 C．月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小相等 D．月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小有差異 解析：，代入數(shù)據(jù)可知，太陽(yáng)的引力遠(yuǎn)大于月球的引力；由于月心到不同區(qū)域海水的距離不同，所以引力大小有差異。 13. (09·廣東文科基礎(chǔ)·59)關(guān)于萬(wàn)有引力及其應(yīng)用，下列表述正確的是

23、 （ D ） A．人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)不受地球引力作用 B．兩物體間的萬(wàn)有引力跟它們質(zhì)量的乘積成反比 C．兩物體間的萬(wàn)有引力跟它們的距離成反比 D．人造衛(wèi)星在地面附近繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度，稱(chēng)為第一宇宙速度 二、非選擇題 14.（09·海南物理·11）在下面括號(hào)內(nèi)列舉的科學(xué)家中，對(duì)發(fā)現(xiàn)和完善萬(wàn)有引力定律有貢獻(xiàn)的是 。（安培、牛頓、焦耳、第谷、卡文迪許、麥克斯韋、開(kāi)普勒、法拉第） 答案：第谷（1分）；開(kāi)普勒（1分）；牛頓（1分）；卡文迪許 （1分） 評(píng)分說(shuō)明：每選錯(cuò)1個(gè)

24、扣1根，最低得分為0分。 15.（09·上?！?5）小明同學(xué)在學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)后，設(shè)計(jì)了一個(gè)課題，名稱(chēng)為：快速測(cè)量自行車(chē)的騎行速度。他的設(shè)想是：通過(guò)計(jì)算踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，推算自行車(chē)的騎行速度。經(jīng)過(guò)騎行，他得到如下的數(shù)據(jù)： 在時(shí)間t內(nèi)踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)為N，那么腳踏板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度= ;要推算自行車(chē)的騎行速度，還需要測(cè)量的物理量有 ；自行車(chē)騎行速度的計(jì)算公式v= . 答案：牙盤(pán)的齒輪數(shù)m、飛輪的齒輪數(shù)n、自行車(chē)后輪的半徑R(牙盤(pán)的半徑r1、飛輪的半徑r2、自行車(chē)后輪的半徑

25、R); 16.（09·全國(guó)卷Ⅱ·26） (21分)如圖，P、Q為某地區(qū)水平地面上的兩點(diǎn)，在P點(diǎn)正下方一球形區(qū)域內(nèi)儲(chǔ)藏有石油，假定區(qū)域周?chē)鷰r石均勻分布，密度為；石油密度遠(yuǎn)小于，可將上述球形區(qū)域視為空腔。如果沒(méi)有這一空腔，則該地區(qū)重力加速度（正常值）沿豎直方向；當(dāng)存在空腔時(shí)，該地區(qū)重力加速度的大小和方向會(huì)與正常情況有微小偏高。重力加速度在原堅(jiān)直方向（即PO方向）上的投影相對(duì)于正常值的偏離叫做“重力加速度反?！?。為了探尋石油區(qū)域的位置和石油儲(chǔ)量，常利用P點(diǎn)附近重力加速度反?，F(xiàn)象。已知引力常數(shù)為G。 （1）設(shè)球形空腔體積為V，球心深度為d（遠(yuǎn)小于地球半徑），=x，求空腔所引起的Q

26、點(diǎn)處的重力加速度反常 （2）若在水平地面上半徑L的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)：重力加速度反常值在與（k>1）之間變化，且重力加速度反常的最大值出現(xiàn)在半為L(zhǎng)的范圍的中心,如果這種反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，試求此球形空腔球心的深度和空腔的體積。 答案：（1）；（2）, 解析：本題考查萬(wàn)有引力部分的知識(shí). （1）如果將近地表的球形空腔填滿密度為的巖石,則該地區(qū)重力加速度便回到正常值.因此,重力加速度反?？赏ㄟ^(guò)填充后的球形區(qū)域產(chǎn)生的附加引力………①來(lái)計(jì)算,式中的m是Q點(diǎn)處某質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量,M是填充后球形區(qū)域的質(zhì)量,……………② 而r是球形空腔中心O至Q點(diǎn)的距離………③ 在數(shù)值上等于由于存在球形空腔

27、所引起的Q點(diǎn)處重力加速度改變的大小.Q點(diǎn)處重力加速度改變的方向沿OQ方向,重力加速度反常是這一改變?cè)谪Q直方向上的投影………④ 聯(lián)立以上式子得 ,…………⑤ （2）由⑤式得,重力加速度反常的最大值和最小值分別為……⑥ ……………⑦ 由提設(shè)有、……⑧ 聯(lián)立以上式子得,地下球形空腔球心的深度和空腔的體積分別為 , 17.（09·北京·22）（16分）已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。 （1）推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式； （2）若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運(yùn)行周期T。 解析：（1）設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m,地球的質(zhì)量為M,

28、 在地球表面附近滿足 得 ① 衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于它受到的萬(wàn)有引力 ② ①式代入②式，得到 （2）考慮式，衛(wèi)星受到的萬(wàn)有引力為 ③ 由牛頓第二定律 ④ ③、④聯(lián)立解得 18.（09·天津·12）（20分）2008年12月，天文學(xué)家們通過(guò)觀測(cè)的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞“人馬座A*”的質(zhì)量與太陽(yáng)質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，有一星體S2繞人馬座A*做橢圓運(yùn)動(dòng)，其軌道半長(zhǎng)軸為9.50102天文單位（地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個(gè)天文單位），人馬座A*就處在該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。觀測(cè)得到S2星的運(yùn)行周期為15.2

29、年。 （1）若將S2星的運(yùn)行軌道視為半徑r=9.50102天文單位的圓軌道，試估算人馬座A*的質(zhì)量MA是太陽(yáng)質(zhì)量Ms的多少倍(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)； （2）黑洞的第二宇宙速度極大，處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動(dòng)，其具有的動(dòng)能也不足以克服黑洞對(duì)它的引力束縛。由于引力的作用，黑洞表面處質(zhì)量為m的粒子具有勢(shì)能為Ep=-G(設(shè)粒子在離黑洞無(wú)限遠(yuǎn)處的勢(shì)能為零)，式中M、R分別表示黑洞的質(zhì)量和半徑。已知引力常量G=6.710-11N·m2/kg2，光速c=3.0108m/s，太陽(yáng)質(zhì)量Ms=2.01030kg，太陽(yáng)半徑Rs=7.0108m，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，利用上問(wèn)結(jié)果，在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)求人馬座A*

30、的半徑RA與太陽(yáng)半徑之比應(yīng)小于多少（結(jié)果按四舍五入保留整數(shù)）。 答案：（1），（2） 解析：本題考查天體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)。其中第2小題為信息題，如“黑洞”“引力勢(shì)能”等陌生的知識(shí)都在題目中給出，考查學(xué)生提取信息，處理信息的能力，體現(xiàn)了能力立意。 （1）S2星繞人馬座A*做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由人馬座A*對(duì)S2星的萬(wàn)有引力提供，設(shè)S2星的質(zhì)量為mS2，角速度為ω，周期為T(mén)，則 ①

31、 ② 設(shè)地球質(zhì)量為mE，公轉(zhuǎn)軌道半徑為rE，周期為T(mén)E，則 ③ 綜合上述三式得 式中 TE=1年 ④ rE=1天文單位 ⑤ 代入數(shù)據(jù)可得

32、 ⑥ （2）引力對(duì)粒子作用不到的地方即為無(wú)限遠(yuǎn)，此時(shí)料子的勢(shì)能為零。“處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動(dòng)，其具有的動(dòng)能也不足以克服黑洞對(duì)它的引力束縛”，說(shuō)明了黑洞表面處以光速運(yùn)動(dòng)的粒子在遠(yuǎn)離黑洞的過(guò)程中克服引力做功，粒子在到達(dá)無(wú)限遠(yuǎn)之前，其動(dòng)能便減小為零，此時(shí)勢(shì)能仍為負(fù)值，則其能量總和小于零，則有 ⑦ 依題意可知 ， 可得 ⑧

33、代入數(shù)據(jù)得 ⑨ ⑩ 2008年高考題 一、選擇題 1.(08全國(guó)Ⅰ17)已知太陽(yáng)到地球與地球到月球的距離的比值約為390,月球繞地球旋轉(zhuǎn)的周期約為27天,利用上述數(shù)據(jù)以及日常的天文知識(shí),可估算出太陽(yáng)對(duì)月球與地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力的比值約為 ( ) A.0.2 B.2 C.20 D.200 答案 B 解析 估算太陽(yáng)對(duì)月球的萬(wàn)有引力時(shí),地、月間距忽略不計(jì),認(rèn)為月球處于地球公轉(zhuǎn)的軌道

34、上.設(shè)太陽(yáng)、地球、月球的質(zhì)量分別為M、m地、m月,日、地間距為r1,地、月間距為r2,地球、月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期分別為T(mén)1、T2,根據(jù)萬(wàn)有引力定律、牛頓第二定律得: 對(duì)于月球:F地月=m月 ① 對(duì)于地球: ② 由②式得 所以F日月= ③ 由①、③兩式得:F日月: F地月= 2.(08北京理綜17)據(jù)媒體報(bào)道,“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星環(huán)月工作軌道為圓軌道,軌道高度200 km,運(yùn)行周期127分 鐘.若還知道引力常量和月球平均半徑,僅利用以上條件不能求出的是 （ ） A.月球表面的重力加速

35、度 B.月球?qū)πl(wèi)星的吸引力 C.衛(wèi)星繞月運(yùn)行的速度 D.衛(wèi)星繞月運(yùn)行的加速度 答案 B 解析 設(shè)月球質(zhì)量為M,平均半徑為R,月球表面的重力加速度為g,衛(wèi)星的質(zhì)量為m,周期為T(mén),離月球表面的高度為h,月球?qū)πl(wèi)星的吸引力完全提供向心力,由萬(wàn)有引力定律知 ① ② 由①②可得,故選項(xiàng)A不正確;因衛(wèi)星的質(zhì)量未知,故不能求出月球?qū)πl(wèi)星的吸引力,故選項(xiàng)B正確;衛(wèi)星繞月運(yùn)行的速度,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;衛(wèi)星繞月運(yùn)行的加速度,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 3.(08四川理綜20)1990年4月25

36、日,科學(xué)家將哈勃天文望遠(yuǎn)鏡送上距地球表面約600 km的高空,使得人類(lèi)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)哈勃天文望遠(yuǎn)鏡沿圓軌道繞地球運(yùn)行.已知地球半徑為6.4×106 m,利用地球同步衛(wèi)星與地球表面的距離為3.6×107 m這一事實(shí)可得到哈勃天文望遠(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 由萬(wàn)有引力公式. 所以,代入相關(guān)數(shù)據(jù),可估算出T哈與1.6小時(shí)

37、較接近. 4.(08山東理綜18)據(jù)報(bào)道,我國(guó)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“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/s B.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 答案 BC 解析 由題中描述知“

38、天鏈一號(hào)01星”是地球同步衛(wèi)星,所以它運(yùn)行速度小于7.9 km/s,離地高度一定,相對(duì)地面靜止.由于運(yùn)行半徑比月球繞地球運(yùn)行半徑小,由ω=得繞行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大.由于受力情況不同,所以向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小不相等. 5.(08廣東理科基礎(chǔ)5)人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),衛(wèi)星所受萬(wàn)有引力F與軌道半徑r的關(guān)系是 ( ) A.F與r成正比 B.F與r成反比 C.F與r2成正比 D.F與r2成反比 答案 D 解析 由F得F與r2成反比. 6.(08廣東理科基礎(chǔ)8)由于地球的自轉(zhuǎn),使得靜止在地面

39、的物體繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng).對(duì)于這些做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,以下說(shuō)法正確的是 ( ) A.向心力都指向地心  B.速度等于第一宇宙速度 C.加速度等于重力加速度  D.周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相等 答案 D 解析 隨地球自轉(zhuǎn)的物體的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,向心力垂直地軸,指向地軸的相應(yīng)點(diǎn),速度遠(yuǎn)小于第一宇宙速度,加速度遠(yuǎn)小于重力加速度. 7.(08江蘇1)火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的和,地球表面的重力加速度為g,則火星表面的重

40、力加速度約為 ( ) A.0.2 g  B.0.4 g  C.2.5 g  D.5 g 答案 B 解析 在星球表面萬(wàn)有引力近似等于所受的重力. 由 8.(08廣東12)如圖是“嫦娥一號(hào)”奔月示意圖,衛(wèi)星發(fā)射后通過(guò)自帶的小型火箭多次變軌,進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,最終被月球引力捕獲,成為繞月衛(wèi)星,并開(kāi)展對(duì)月球的探測(cè).下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.發(fā)射“嫦娥一號(hào)”的速度必須達(dá)到第三宇宙速度

41、 B.在繞月圓軌道上,衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān) C.衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比 D.在繞月圓軌道上,衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力 答案 C 解析 “嫦娥一號(hào)”要想脫離地球的束縛而成為月球的衛(wèi)星,其發(fā)射速度必須達(dá)到第二宇宙速度,若發(fā)射速度達(dá)到第三宇宙速度,“嫦娥一號(hào)”將脫離太陽(yáng)系的束縛,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在繞月球運(yùn)動(dòng)時(shí),月球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力完全提供向心力,則即衛(wèi)星周期與衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;衛(wèi)星所受月球的引力,故選項(xiàng)C正確;在繞月圓軌道上,衛(wèi)星受地球的引力小于受月球的引力,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 二、非選擇題 9.(08山東基本能力測(cè)試32)人造衛(wèi)星發(fā)射、

42、載人航天和深空探測(cè)是航天技術(shù)的三大領(lǐng)域.從第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射升空,到“神舟五號(hào)”、“神舟六號(hào)”載人航天以及月球探測(cè)衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”的相繼成功,表明我國(guó)逐步邁進(jìn)了世界航天大國(guó)的行列. (1)2007年4月,我國(guó)成功發(fā)射了第五顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星.該衛(wèi)星受 作用,在距離地面2.15萬(wàn)千米的軌道上繞地球運(yùn)動(dòng) (2)“神舟七號(hào)”航天員將進(jìn)行第一次太空行走,即出艙活動(dòng),航天員在太空中通?？渴?、機(jī)械臂或載人機(jī)動(dòng)裝置(關(guān)鍵部件是可以控制的小火箭)移動(dòng)身體,其中載人機(jī)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)原理是 (3)我國(guó)的新一代通信衛(wèi)星“東方紅三號(hào)”,是相對(duì)于地球靜止、位于赤道上空的同步衛(wèi)星.與地面通信

43、裝置相比,關(guān)于衛(wèi)星通信的說(shuō)法正確的是 ( ) A.通信覆蓋范圍大 B.受地理因素影響 C.受大氣層的影響 D.不能實(shí)現(xiàn)全球通信 (4)“嫦娥一號(hào)”為探測(cè)月球和月球以外的深空奠定了基礎(chǔ),例如我國(guó)建立月球基地天文臺(tái)將成為可能,與地球相比,月球上有利于光學(xué)天文觀測(cè)的條件是` ( ) A.存在大氣散射 B.沒(méi)有大氣的影響 C.溫度變化懸殊 D.太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈 答案 (1)萬(wàn)有引力或地球引力 (2)作用力與反作用力或反沖運(yùn)動(dòng)或動(dòng)量守恒 (3)A (4)B 解析 (3)通信衛(wèi)星位于

44、赤道上空,與地面通信裝置相比,站得高,看得遠(yuǎn),通信覆蓋范圍大.由于位于大氣層之上,不受大氣層的影響,不受地面狀況的影響. (4) 影響天文觀測(cè)的因素主要是大氣狀況,月球上沒(méi)有大氣,非常有利于觀測(cè). 10.(08全國(guó)Ⅱ25)我國(guó)發(fā)射的“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星沿近似于圓形的軌道繞月飛行.為了獲得月球表面全貌的信息,讓衛(wèi)星軌道平面緩慢變化.衛(wèi)星將獲得的信息持續(xù)用微波信號(hào)發(fā)回地球.設(shè)地球和月球的質(zhì)量分別為M和m,地球和月球的半徑分別為R和R1,月球繞地球的軌道半徑和衛(wèi)星繞月球的軌道半徑分別為r和r1,月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T(mén).假定在衛(wèi)星繞月運(yùn)行的一個(gè)周期內(nèi)衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面,求在該周期內(nèi)衛(wèi)星

45、發(fā)射的微波信號(hào)因月球遮擋而不能到達(dá)地球的時(shí)間(用M、m、R、R1、r、r1和T表示,忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)遮擋時(shí)間的影響). 答案 解析 如右圖所示,O和O′分別表示地球和月球的中心.在衛(wèi)星軌道 平面上,A是地月連心線OO′與地月球面的公切線ACD的交點(diǎn),D、C 和B分別是該公切線與地球表面、月球表面和衛(wèi)星圓軌道的交點(diǎn).根據(jù)對(duì)稱(chēng)性,過(guò)A點(diǎn)在另一側(cè)作地月球面的 公切線,交衛(wèi)星軌道于E點(diǎn).衛(wèi)星在 說(shuō)上運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的信號(hào)被遮擋.設(shè)探月衛(wèi)星的質(zhì)量為m0,萬(wàn)有引力常量為G,根據(jù)萬(wàn)有引力定律有 ① ② 式中,T1是探月衛(wèi)星繞月球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期. 由①②式得

46、 ③ 設(shè)衛(wèi)星的微波信號(hào)被遮擋的時(shí)間為t,則由于衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),應(yīng)有 ④ 式中,α=∠CO′A,β=∠CO′B. 由幾何關(guān)系得 rcosα=R-R1 ⑤ r1 cos β=R1 ⑥ 由③④⑤⑥式得 11.(08寧夏理綜23)天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱(chēng)為雙星.雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍.利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可推算出它們的總質(zhì)量.已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),周期均為T(mén),兩顆恒星之間的距離為r,試推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量.（萬(wàn)有引力常量為G） 答案

47、 解析 設(shè)兩顆恒星的質(zhì)量分別為m1、m2,做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為r1、r2,角速度分別為ω1、ω2.根據(jù)題意有 ω1=ω2 ① r1+r2=r ② 根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律,有 ③ ④ 聯(lián)立以上各式解得 ⑤ 根據(jù)角速度與周期的關(guān)系知 ⑥ 聯(lián)立②⑤⑥式解得m1 + m2 = 第二部分：兩年聯(lián)考題匯編 2010屆高三聯(lián)考題 萬(wàn)有引力、天體運(yùn)動(dòng) 題組一 一、選擇題 1．2010年長(zhǎng)春市高中畢業(yè)班第一次調(diào)研測(cè)試我國(guó)發(fā)射的“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星繞月球經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行，完成了既定任務(wù)，于2009年3

48、月1日13時(shí)13分成功撞月。如圖為“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星撞月的模擬圖，衛(wèi)星在控制點(diǎn)處開(kāi)始進(jìn)入撞月軌道。假設(shè)衛(wèi)星繞月球做圓 周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，周期為T(mén)，引力常量為G。以下說(shuō)法正確的是 ( AC ) A．可以求出月球的質(zhì)量 B．可以求出月球?qū)Α版隙鹨惶?hào)”衛(wèi)星的引力 C．“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星在控制點(diǎn)處應(yīng)減速 D．“嫦娥一號(hào)”在地面的發(fā)射速度大于1 1．2km／s 二、非選擇題 2．福建省泉州市四校2010屆高三上學(xué)期期末聯(lián)考宇航員在月球表面完成下面實(shí)驗(yàn)：在一固定的豎直光滑圓弧軌道內(nèi)部最低點(diǎn)靜止一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）如圖所示,現(xiàn)給小球一瞬間水平速度V，小球

49、剛好能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng).已知圓弧軌道半徑為,月球的半徑為R。 （1）月球表面重力加速度g為多大？ （2）軌道半徑為2R的環(huán)月衛(wèi)星周期為多大？ 解析：（1）（5分）設(shè)月球表面重力加速度為g,　小球在最高點(diǎn)的速度為?,由機(jī)械能守恒定律，小球在從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，有． 由題意，小球在最高點(diǎn)時(shí)，有． 聯(lián)解有． （2）（4分）設(shè)月球質(zhì)量為M，對(duì)衛(wèi)星有． 在月球表面，有． 由， 題組二 一、選擇題 1．上

50、海市七校2010屆高三下學(xué)期聯(lián)考關(guān)于地球上物體由于隨地球自轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)具有的向心加速度，正確的說(shuō)法是 ( B ) A.方向都指向地心 B.兩極處最小 C.赤道處最小 D.同一地點(diǎn)質(zhì)量大的物體向心加速度也大 2．湖南省長(zhǎng)沙市一中·雅禮中學(xué)2010屆高三三月聯(lián)考美國(guó)天文學(xué)家宣布，他們發(fā)現(xiàn)了可能成為太陽(yáng)系第十大行星的以女神“塞德娜”命名的紅色天體，如果把該行星的軌道近似為圓軌道，則它繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道半徑約為地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)軌道半徑的470倍，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的太陽(yáng)系行星，該天體半徑約為1000km，約為地球半徑的．由此可以估算出它繞太

51、陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期最接近 ( D ) A．15年 B．60年 C．470年 D．104年 3．福建省泉州市四校2010屆高三上學(xué)期期末聯(lián)考一衛(wèi)星正繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)啟動(dòng)衛(wèi)星的發(fā)動(dòng)機(jī)使其速度增大，待它運(yùn)動(dòng)到距離地面的高度比原來(lái)大的位置，再定位使它繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，成為另一軌道上的衛(wèi)星。該衛(wèi)星在后一軌道與在前一軌道相比 ( C ) A．速度增大 B．加速度增大 C．周期增大 D．機(jī)械能變小 4．江蘇省黃橋中學(xué)2010屆高三物理校本練習(xí)下列說(shuō)法正確的是( D ) A．行星的運(yùn)動(dòng)和地球上物

52、體的運(yùn)動(dòng)遵循不同的規(guī)律 B．物體沿光滑斜面下滑時(shí)受到重力、斜面的支持力和下滑力的作用 C．月球繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到地球的引力和向心力的作用 D．物體在轉(zhuǎn)彎時(shí)一定受到力的作用 5．廣東省汕尾市2010屆高三上學(xué)期期末調(diào)研考試一宇宙飛船繞地心做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，飛船艙內(nèi)有一質(zhì)量為m的人站在可稱(chēng)體重的臺(tái)秤上。用R表示地球的半徑，g表示地球表面處的重力加速度，g/表示宇宙飛船所在處的地球引力加速度，N表示人對(duì)秤的壓力，下面說(shuō)法正確的是 ( AB ) A． B． C． D． 6．上海市七校2010屆高三下學(xué)期聯(lián)考萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)102年后，引力恒量G才被卡文迪許用扭

53、秤裝置測(cè)出，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，他用的物理規(guī)律有： （ C ） A．牛頓運(yùn)動(dòng)定律 B．開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律 C．有固定轉(zhuǎn)軸力矩的平衡條件 D．光的干涉 7. 河南省桐柏實(shí)驗(yàn)高中2010屆高三上學(xué)期期末模擬一物體在地球表面上的重力為16N,它在以5m/s2的加速度加速上升的火箭中的示重9N,則此時(shí)火箭離地面的高度是地球半徑R的( B ) A.2倍 B.3倍 C.4倍 D.0.5倍 8．廣東省陽(yáng)東廣雅中學(xué)2010屆高三周測(cè)某行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的半徑為r，公轉(zhuǎn)周期為T(mén)

54、，萬(wàn)有引力常量為G，由此可求出 ( BC ) A．行星的質(zhì)量 B．太陽(yáng)的質(zhì)量 C．行星的線速度 D．太陽(yáng)的密度 9．河南省桐柏實(shí)驗(yàn)高中2010屆高三上學(xué)期期末模擬在地球表面，放在赤道上的物體A和放在北緯600的物體B由于地球的自轉(zhuǎn)，它們的（ B ） ① 角速度之比ωA:ωB=2:1 ② 線速度之比νA:νB=2:1 ③ 向心加速度之比 aA: aB=2:1 ④向心加速度之比aA: aB=4:1 A． 只有①②正確 B.只有②③正確 C．只有③①正確 D.只有④①正確 10．遼寧

55、省沈陽(yáng)市翔宇中學(xué)2010屆高三上學(xué)期期中考試在地球（看作質(zhì)量均勻分布的球體)上空有許多同步衛(wèi)星，下面說(shuō)法中正確的是 A．它們的質(zhì)量可能不同 B．它們的速度可能不同 C．它們的向心加速度可能不同 D．它們離地心的距離可能不同 11．福建省福州八中2010屆高三畢業(yè)班第三次質(zhì)檢在圓軌道運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量為m人造地球衛(wèi)星,它到地面的距離等于地球半徑R，已知地面上的重力加速度為g，則：( BD ) A.衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速度為 B．衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期為4p C.衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的加速度為g／2 D．衛(wèi)星的動(dòng)能為mRg／4 12. 山西省晉中市太谷中

56、學(xué)2010屆高三第二次練兵考試假設(shè)太陽(yáng)系中天體的密度不變，天體直徑和天體之間距離都縮小到原來(lái)的一半，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列物理量變化正確的是( BC ) A.地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半 B.地球的向心力變?yōu)榭s小前的1/16 C.地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同 D.地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半 13．江蘇省鹽城、泰州聯(lián)考2010屆高三學(xué)情調(diào)研同步衛(wèi)星的加速度為a1，地面附近衛(wèi)星的加速度為a2，地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a3，則有 ( D ) A． a1> a2> a3 B． a3> a2> a1 C．

57、a2> a3> a1 D．a(chǎn)2> a1> a3 14. 廣東省廉江三中2010屆高三湛江一模預(yù)測(cè)題據(jù)報(bào)道，我國(guó)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“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l 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 ( AB ) A．運(yùn)行速度小于7.9km/s B．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)行的角速度小 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 15．湖南省長(zhǎng)沙市一中2010屆高三

58、第五次月考隨著太空技術(shù)的飛速發(fā)展，地球上的人們登陸其它星球成為可能。假設(shè)未來(lái)的某一天，宇航員登上某一星球后，測(cè)得該星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，而該星球的平均密度與地球的差不多，則該星球質(zhì)量大約是地球質(zhì)量的 ( D ) A．0.5倍 B．2倍 C．4倍 D．8倍 16．河南省豫南九校2010屆高三上學(xué)期第三次聯(lián)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在月球表面附近沒(méi)有空氣，沒(méi)有磁場(chǎng)，重力加速度約為地球表面的l／6。若宇航員登上月球后，在空中從同一高度同時(shí)釋放氫氣球和鉛球，忽略地球和其他星球的影響，以下說(shuō)法正確的是 ( A

59、 ) A．氫氣球和鉛球都將下落，且同時(shí)落到月球表面 B．氫氣球和鉛球都將下落，但鉛球先落到月球表面 C．氫氣球?qū)⒓铀偕仙U球?qū)⒓铀傧侣? D．氫氣球和鉛球都將上升 17．天津市五校2010屆高三上學(xué)期期中聯(lián)考一個(gè)航天飛行器甲在高空繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若它沿與運(yùn)動(dòng)方向相反的方向發(fā)射一枚火箭乙，則 ( C ) A．甲和乙都可能在原高度繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) B．甲可能在原高度繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，乙不可能在原高度做勻速圓周運(yùn)動(dòng) C．乙可能在原高度繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，甲不可能在原高度做勻速圓周運(yùn)動(dòng) D．甲和乙都不可能在原高度繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 18. 上海市六校20

60、10屆高三第一次聯(lián)考發(fā)射人造衛(wèi)星時(shí)將衛(wèi)星以一定的速度送入預(yù)定軌道。發(fā)射場(chǎng)一般選擇在盡可能靠近赤道的地方。如圖所示，這樣選址的優(yōu)點(diǎn)是，在赤道附近（ B ） （A）地球的引力較大 （B）地球自轉(zhuǎn)線速度較大 （C）重力加速度較大 （D）地球自轉(zhuǎn)角速度較大 C B A P 19.天津市2010屆高三上學(xué)期六校聯(lián)考如圖所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球做橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)．已知A、B、C繞地心運(yùn)動(dòng)的周期相同．相對(duì)于地心，下列說(shuō)法中正確的是 ( ACD ) A．衛(wèi)星C的運(yùn)行速度大于物體A的

61、速度 B．物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的加速度 C．可能出現(xiàn)：在每天的某一時(shí)刻衛(wèi)星B在A的正上方 D．衛(wèi)星B在P點(diǎn)的加速度大小與衛(wèi)星C在該點(diǎn)加速度相等 20. 江蘇省贛榆一中2010屆高三單元檢測(cè)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標(biāo)志著中國(guó)航天事業(yè)全新時(shí)代的到來(lái)．“神舟七號(hào)”繞地球做近似勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為r,若另有一顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2r,則可以確定（ AB ）. A．衛(wèi)星與“神舟七號(hào)”的加速度大小之比為1:4 B．衛(wèi)星與“神舟七號(hào)”的線速度大小之比為1: C．翟志剛出艙后不再受地球引力 D．翟志

62、剛出艙任務(wù)之一是取回外掛的實(shí)驗(yàn)樣品，假如不小心實(shí)驗(yàn)樣品脫手，則它做自由落體運(yùn)動(dòng) 21. 湖南省同升湖實(shí)驗(yàn)學(xué)校2010屆高三第三次月考?xì)W洲天文學(xué)家在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類(lèi)居住的行星，命名為“格里斯581c”該行星的質(zhì)量是地球的5倍，直徑是地球的1.5倍，設(shè)在該行星表面附近繞行星沿圓軌道運(yùn)行的人造衛(wèi)星的動(dòng)能為，在地球表面附近繞地球沿圓軌道運(yùn)行的相同質(zhì)量的人造衛(wèi)星的動(dòng)能為，則的值約為( C ) A. 0.13 B. 0.33 C. 3.33 D. 7.5 22. 江蘇省田家炳實(shí)驗(yàn)中學(xué)2010屆高三上學(xué)期期末模擬如圖所示，從地

63、面上A點(diǎn)發(fā)射一枚遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈，僅在引力作用下，沿ACB橢圓軌道飛行擊中地面目標(biāo)B，C為軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)，距地面高度為h．已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為M，引力常量為G．設(shè)距地面高度為h的圓軌道上衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)0．下列結(jié)論正確的是（ BCD ） A B C h R 地球 A．導(dǎo)彈在C點(diǎn)的速度大于 B．導(dǎo)彈在C點(diǎn)的加速度等于 C．地球球心為導(dǎo)彈橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn) D．導(dǎo)彈從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間一定小于T0 23．天津市五校2010屆高三上學(xué)期期中聯(lián)考我國(guó)已經(jīng)利用“神州”系列飛船將自己的宇航員送入太空，成為繼俄羅斯、美國(guó)之后第三個(gè)掌握載人航天技術(shù)的國(guó)家．設(shè)宇航員測(cè)出自己繞地球球

64、心作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，地球半徑為R，則僅根據(jù)T、R和地球表面重力加速度g，宇航員能計(jì)算的量是（ AC ） A．飛船所在處的重力加速度 B．地球的平均密度 C．飛船的線速度大小 D．飛船所需向心力 24. 山東省濰坊市2010屆高三上學(xué)期階段性測(cè)試2008年9月我國(guó)成功發(fā)射了“神州七號(hào)”載人飛船。為了觀察“神舟七號(hào)”的運(yùn)行和宇航員倉(cāng)外活動(dòng)情況，飛船利用彈射裝置發(fā)射一顆“伴星”。伴星經(jīng)調(diào)整后，和“神舟七號(hào)”一樣繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但比“神舟七號(hào)”離地面稍高一些，如圖所示，那么 ( A ) A．伴星的運(yùn)行周期比“神舟七號(hào)”稍大一些 B．伴星

65、的運(yùn)行速度比“神舟七號(hào)”稍大一些 C．伴星的運(yùn)行角速度比“神舟七號(hào)”稍大一些 D．伴星的向心加速度比“神舟七號(hào)”稍大一些 25．河南省新鄭州二中分校2010屆高三第一次模擬我國(guó)未來(lái)將建立月球基地，并在繞月軌道上建造空間站．如圖所示，關(guān)閉動(dòng)力的航天飛船在月球引力作用下向月球靠近，并將沿橢圓軌道與空間站在B處對(duì)接，已知空間站繞月做圓周運(yùn)動(dòng)軌道半徑為r，周期為T(mén)，引力常量為G，下列說(shuō)法中正確的是( BC ) A、圖中航天飛機(jī)正減速飛向B處 B、航天飛船在B處由橢圓軌道進(jìn)入空間站軌道必須點(diǎn)火減速 C、根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量 D、根據(jù)題中條件可以算出空間站受到月

66、球引力的大小 26. 湖北省孝感三中2010屆高考物理模擬繩系衛(wèi)星是由一根繩索栓在一個(gè)航天器上的衛(wèi)星，可以在這個(gè)航天器的下方或上方隨航天器一起繞地球運(yùn)行。如圖所示，繩系衛(wèi)星系在航天器上方，當(dāng)它們一起在赤道上空繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)（繩長(zhǎng)不可忽略）。下列說(shuō)法正確的是：( BD ) A．繩系衛(wèi)星在航天器的前上方 B．繩系衛(wèi)星在航天器的后上方 C．繩系衛(wèi)星的加速度比航天器的小 D．繩系衛(wèi)星的加速度比航天器的大 27．四川省內(nèi)江市2010屆高三二模模擬2009年被確定為國(guó)際天文年，以此紀(jì)念伽利略首次用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)星空400周年。從伽利略的“窺天”創(chuàng)舉，到20世紀(jì)發(fā)射太空望遠(yuǎn)鏡——天文衛(wèi)星，天文學(xué)發(fā)生了巨大飛躍。2009年5月14日，歐洲航天局又發(fā)射了兩顆天文衛(wèi)星，它們飛往距離地球約160萬(wàn)公里的第二拉格朗日點(diǎn)（圖中L2）。L2點(diǎn)處在太陽(yáng)與地球連線的外側(cè)，在太陽(yáng)和地球的引力共同作用下，衛(wèi)星在該點(diǎn)能與地球一起繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)（視為圓周運(yùn)動(dòng)），且時(shí)刻保持背對(duì)太陽(yáng)和地球的姿勢(shì)，不受太陽(yáng)的干擾而進(jìn)行天文觀測(cè)。不考慮其它星球影響，下列關(guān)于工作在L2點(diǎn)的天文衛(wèi)星的說(shuō)法中正確的是（ D ）