高三物理（第02期）好題速遞分項(xiàng)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(duì)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(cuò)誤。 考點(diǎn)：考查了同步衛(wèi)星 【名師點(diǎn)睛】同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(guān)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(shí)間． 2.【貴州省遵義航天高級(jí)中學(xué)2017屆高三第一次模擬考試?yán)砜凭C合】關(guān)于環(huán)繞地球運(yùn)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(yùn)行的兩顆衛(wèi)星，可能具有相同的周期 B．沿橢圓軌道運(yùn)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(yùn)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(huì)重合 【答案】AB 【解析】 考點(diǎn)：開普勒行星定律，萬有引力定律的應(yīng)用，同步衛(wèi)星 3.【湖北省孝感高級(jí)中學(xué)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(yùn)動(dòng)軌道半徑為r的衛(wèi)星，C為繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，長軸大小為a，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，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(guān)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(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】本題考查了萬有引力定律、開普勒定律與圓周運(yùn)動(dòng)的綜合，知道A做圓周運(yùn)動(dòng)，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(guān)系比較線速度大小。 4.【湖南省長沙市長郡中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第二次周測(cè)】一恒星系統(tǒng)中，行星a繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期是0.6年，行星b繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期是1.9年，根據(jù)所學(xué)知識(shí)比較兩行星到恒星的距離關(guān)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(diǎn)：開普勒三定律。 【名師點(diǎn)睛】掌握開普勒三定律，可以了解行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，包括軌道及快慢。 5．【石家莊市第二中學(xué)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(diǎn)：考查了萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】本題直接根據(jù)向心加速度的表達(dá)式進(jìn)行比較，關(guān)鍵要知道物體“飄”起來時(shí)的加速度，熟悉向心加速度公式． 6.【石家莊市第二中學(xué)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(xué)們也許會(huì)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(diǎn)，秋千質(zhì)量不計(jì)，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(xué)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(shè)人能上升的最大高度為h,由功能關(guān)系得mg火h＝mv02④ 聯(lián)立③④解得h＝ 考點(diǎn)：考查了萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)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(shí)候，首先明確過程中的向心力，然后弄清楚各個(gè)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(jì)算量一是非常大的，所以需要細(xì)心計(jì)算 7.【內(nèi)蒙古集寧一中2016屆高三上學(xué)期第二次月考理科綜合】）如圖所示，a為放在赤道上相對(duì)地球靜止的物體，隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，b為沿地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(guān)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(guān)系為ab>ac>aa B. a、b、c的角速度大小關(guān)系為ωa>ωb>ωc C. a、b、c的線速度大小關(guān)系為Va=Vb>Vc D. a、b、c的周期關(guān)系為Ta>Tc>Tb 【答案】A 【解析】 考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)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(shí)要熟練掌握公式。 8.【內(nèi)蒙古集寧一中2016屆高三上學(xué)期第二次月考理科綜合】）若宇航員在月球表面附近自高h(yuǎn)處以初速度v0水平拋出一個(gè)小球，測(cè)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(yùn)動(dòng)的時(shí)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(cuò)誤；故選ABC. 考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用；平拋運(yùn)動(dòng) 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)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(gè)理論的運(yùn)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(cè)設(shè)施接收到一個(gè)來自GW150914的引力波信號(hào)，此信號(hào)是由兩個(gè)黑洞的合并過程產(chǎn)生的。如果將某個(gè)雙黑洞系統(tǒng)簡化為如圖所示的圓周運(yùn)動(dòng)模型，兩黑洞繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在相互強(qiáng)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)：考查了萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)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(shí)候，首先明確過程中的向心力，然后弄清楚各個(gè)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(jì)算量一是非常大的，所以需要細(xì)心計(jì)算 10.【河南省洛陽市第一高級(jí)中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】）“神舟”五號(hào)載人飛船在繞地球飛行的第五圈進(jìn)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(yùn)行的動(dòng)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(diǎn)：考查了萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】運(yùn)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(yīng)用 11.【湖南省長沙市長郡中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第二次周測(cè)】）一恒星系統(tǒng)中，行星a繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期是0.6年，行星b繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期是1.9年，根據(jù)所學(xué)知識(shí)比較兩行星到恒星的距離關(guān)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(diǎn)：考查了開普勒三定律 【名師點(diǎn)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(guān)系，所以要綜合考慮各種情況． 12.【黑龍江省大慶中學(xué)2016屆高三上學(xué)期期末考試】）2013 年11月11日，載有索契冬奧會(huì)火炬的俄羅斯飛船在太空中停留了4天時(shí)間，圍繞地球旋轉(zhuǎn)了64 圈后成功沿橢圓軌道返回地球，對(duì)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(yùn)行速度比第一宇宙速度大 C．在返回過程中，飛船的機(jī)械能不斷增加 D．在返回過程中，飛船動(dòng)能增加，引力勢(shì)能減少 【答案】D 【解析】 考點(diǎn)：人造衛(wèi)星 【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)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(dòng)能增加，勢(shì)能減小，機(jī)械能的總量保持不變. 13.【寧夏石嘴山市第三中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】在空中飛行了十多年的“和平號(hào)”航天站已失去動(dòng)力，由于受大氣阻力作用其繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑將逐漸減小，最后在大氣層中墜毀．若“和平號(hào)”航天站每一時(shí)刻的飛行都可近似看作圓周運(yùn)動(dòng)，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(cuò)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(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力提供向心力，會(huì)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(guān)系。 14.【寧夏石嘴山市第三中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】關(guān)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(diǎn)：同步衛(wèi)星 【名師點(diǎn)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(shí)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(xué)2017屆高三上學(xué)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(diǎn)：萬有引力定律的而應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】本題要掌握天體運(yùn)動(dòng)的一個(gè)重要的關(guān)系：星球表面的物體受到的重力等于萬有引力，利用比例關(guān)系即可解答. 16. 【寧夏石嘴山市第三中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】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(dòng)能大于在軌道Ⅰ上經(jīng)過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(yùn)動(dòng)過程中，引力做正功，動(dòng)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(cuò)誤；在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)要加速才能進(jìn)入軌道Ⅰ，故在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的動(dòng)能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的動(dòng)能，B錯(cuò)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(jī)在軌道Ⅱ上經(jīng)過A與在軌道Ⅰ上經(jīng)過A時(shí)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(cuò)誤．故選C。 考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)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(yùn)用來判斷速度的大小。 17.【寧夏石嘴山市第三中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】如圖所示，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中兩顆衛(wèi)星，均為地球同步衛(wèi)星。某時(shí)刻位于軌道上的A、B兩位置。設(shè)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(yùn)動(dòng)到B所需的最短時(shí)間為 D. 衛(wèi)星1由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中萬有引力做正功 【答案】B 【解析】 考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握衛(wèi)星所受的萬有引力提供做圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)用。 18.【寧夏石嘴山市第三中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】火星成為我國深空探測(cè)的第二顆星球，假設(shè)火星探測(cè)器在著陸前，繞火星表面勻速飛行(不計(jì)周圍其他天體的影響)，航天員測(cè)出飛行N圈用時(shí)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(cè)器勻速飛行的向心加速度約為 B．火星探測(cè)器勻速飛行的速度約為 C．火星探測(cè)器的質(zhì)量為 D．火星的平均密度為 【答案】AD 【解析】 考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是明確探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和動(dòng)力學(xué)條件，然后根據(jù)探測(cè)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(chǔ)題目。 19.【河北省滄州市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)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(dòng)；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(cè)衛(wèi)星；它們均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(shí)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(yùn)動(dòng)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(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)，則，可知b的線速度最大，則b在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長最長，選項(xiàng)B正確；c是地球的同步衛(wèi)星，則轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為24h，則c在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；d是高空探測(cè)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(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B． 考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】此題是關(guān)于萬有引力定律的應(yīng)用問題；要搞清不同衛(wèi)星的特點(diǎn)，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(jìn)行討論即可． 20.【云南省臨滄市第一中學(xué)2016屆高三二調(diào)物理試題】“軌道康復(fù)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(bǔ)充能源，延長衛(wèi)星的使用壽命.假設(shè)“軌道康復(fù)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(yùn)動(dòng)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(fù)者”可在高軌道上加速，以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(fù)者”向西運(yùn)動(dòng) C．“軌道康復(fù)者”的速度是地球同步衛(wèi)星速度的5 倍 D．“軌道康復(fù)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(fù)者”的速度是地球同步衛(wèi)星速度的倍．故C錯(cuò)誤．根據(jù)a得：，因?yàn)椤败壍揽祻?fù)者”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)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(fù)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(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道萬有引力提供向心力這一重要理論，并能靈活運(yùn)用，以及知道衛(wèi)星變軌的原理，知道當(dāng)萬有引力大于向心力，做近心運(yùn)動(dòng)，當(dāng)萬有引力小于向心力，做離心運(yùn)動(dòng)。 21.【云南省臨滄市第一中學(xué)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(hào)”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(hào)”從地面發(fā)射后奔向月球，先在軌道Ⅰ上運(yùn)行，在P點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，Q為軌道Ⅱ上的近月點(diǎn)，則有關(guān)“嫦娥三號(hào)”下列說法正確的是( ) A．由于軌道Ⅱ與軌道Ⅰ都是繞月球運(yùn)行，因此“嫦娥三號(hào)”在兩軌道上運(yùn)行具有相同的周期 B．“嫦娥三號(hào)”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(hào)”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(yùn)行，“嫦娥三號(hào)”在軌道Ⅰ和軌道 Ⅱ上具有相同的機(jī)械能 【答案】BC 【解析】 考點(diǎn)：開普勒第三定律 【名師點(diǎn)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(dāng)?shù)南蛐牧Φ谋磉_(dá)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(bào)道，我國將于2016年擇機(jī)發(fā)射“天宮二號(hào)”，并計(jì)劃于2020年發(fā)射“火星探測(cè)器”。設(shè)“天宮二號(hào)”繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1、周期為T1；“火星探測(cè)器”繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r2、周期為T2，萬有引力常量為G。根據(jù)題設(shè)條件，可得 A.關(guān)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(hào)”和“火星探測(cè)器”的向心加速度大小之比為 【答案】CD 【解析】 考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵要明確衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)模型，知道由萬有引力提供其圓周運(yùn)動(dòng)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(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次段考】火星探測(cè)已成為世界各國航天領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)．現(xiàn)有人想設(shè)計(jì)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(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 24.【河北省邯鄲市大名縣第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】通過觀測(cè)冥王星的衛(wèi)星，可以推算出冥王星的質(zhì)量。假設(shè)衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，除了引力常量外，至少還需要兩個(gè)物理量才能計(jì)算出冥王星的質(zhì)量。這兩個(gè)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(yùn)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(yùn)動(dòng)，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(cuò)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(cuò)誤；根據(jù)可知，知道衛(wèi)星的運(yùn)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(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 25.【河北省望都中學(xué)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(cè)已逐漸成為各國關(guān)注的熱點(diǎn)．假設(shè)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(yùn)行速度相同 【答案】C 【解析】 故選C. 考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 26.【河北省邯鄲市大名縣第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)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(yùn)動(dòng)。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(xiàng)A錯(cuò)誤；可得衛(wèi)星A的周期較大，選項(xiàng)B正確；可知衛(wèi)星A的角速度較小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；可得衛(wèi)星A的加速度較小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C. 考點(diǎn)：萬有引力定律的而應(yīng)用 27.【北京市昌平區(qū)2016屆高三第二次（5月）統(tǒng)一練習(xí)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 28.【江蘇省溧水高級(jí)中學(xué)2017屆高三暑期考試物理試題】暗物質(zhì)是二十一世紀(jì)物理學(xué)之謎，對(duì)該問題的研究可能帶來一場(chǎng)物理學(xué)的革命．為了探測(cè)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(cè)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(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t(t小于其運(yùn)動(dòng)周期)，運(yùn)動(dòng)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(shí)間t（t小于太空電站運(yùn)行的周期），它運(yùn)動(dòng)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(yùn)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(tái)太空電站在地球的同步軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(yùn)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(yùn)動(dòng)，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(cuò)誤；故選：ABC. 考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 29.【江西省宜川市宜春中學(xué)、樟樹中學(xué)、高安中學(xué)等五校2017屆高三7月聯(lián)考物理試卷】一個(gè)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(duì)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(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 30.【江蘇省揚(yáng)州市2015-2016學(xué)年度高三第四次模擬測(cè)試】學(xué)習(xí)物理除了知識(shí)的學(xué)習(xí)外，還要領(lǐng)悟并掌握處理物理問題的思想與方法．下列關(guān)于物理學(xué)中的思想方法，敘述正確的是 A．伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)采用了微元法 B．在探究求合力方法的實(shí)驗(yàn)中使用了理想實(shí)驗(yàn)法 C．在探究決定導(dǎo)線電阻大小的因素實(shí)驗(yàn)中采用了控制變量法 D．法拉第在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)運(yùn)用了等效替代的思想 【答案】C 【解析】 考點(diǎn)：考查了物理研究方法 【名師點(diǎn)睛】在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)，我們還學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，常用的方法有：控制變量法、等效替代法、理想實(shí)驗(yàn)法、類比法等等． 31.【江蘇省揚(yáng)州市2015-2016學(xué)年度高三第四次模擬測(cè)試】2015年7月14日，“新視野”號(hào)太空探測(cè)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(shí)繞它們連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．O點(diǎn)到冥王星的距離為兩者連線距離的八分之一，下列關(guān)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(diǎn)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(cuò)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(cuò)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(cuò)誤；根據(jù)題意冥王星繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為卡戎的，根據(jù)得，故D正確。 考點(diǎn)：考查了萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】由于雙星和它們圍繞運(yùn)動(dòng)的中心點(diǎn)總保持三點(diǎn)共線，所以在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度必相等，即雙星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次段考】假設(shè)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(yùn)動(dòng)，小物塊運(yùn)動(dòng)1.5s時(shí)速度恰好為零．已知小物塊和斜面間的動(dòng)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(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 2.【河北省望都中學(xué)2017屆高三8月月考】（8分）深空探測(cè)一直是人類的夢(mèng)想。2013年12月14日“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器成功實(shí)施月面軟著陸，中國由此成為世界上第3個(gè)實(shí)現(xiàn)月面軟著陸的國家。如圖所示為此次探測(cè)中，我國科學(xué)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(wù)段組成的接力避障模式示意圖。請(qǐng)你應(yīng)用學(xué)過的知識(shí)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(xué)家用自行研制的大范圍變推力發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了探測(cè)器中途修正、近月制動(dòng)及軟著陸任務(wù)。在避障段探測(cè)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(yùn)動(dòng)到著陸點(diǎn)上方30m處。已知發(fā)動(dòng)機(jī)提供的推力與豎直方向的夾角為θ，探測(cè)器燃料消耗帶來的質(zhì)量變化、探測(cè)器高度變化帶來的重力加速度g月的變化均忽略不計(jì)，求此階段探測(cè)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(yùn)算法則畫出三角形如圖2所示， 由正弦定理可得： ，解得 考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 3.【寧夏石嘴山市第三中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】(10分)如圖所示是月亮女神、嫦娥1號(hào)繞月做圓周運(yùn)行時(shí)某時(shí)刻的圖片，用R1、R2、T1、T2分別表示月亮女神和嫦娥1號(hào)的軌道半徑及周期，用R表示月亮的半徑。 (1)請(qǐng)用萬有引力知識(shí)證明：它們遵循，其中K是只與月球質(zhì)量有關(guān)而與衛(wèi)星無關(guān)的常量； (2)經(jīng)多少時(shí)間兩衛(wèi)星第一次相距最遠(yuǎn)； (3)請(qǐng)用所給嫦娥1號(hào)的已知量，估測(cè)月球的平均密度。 【答案】（1）見解析；（2）（3） 【解析】 (3)對(duì)嫦娥1號(hào)有 M＝πR3ρ 考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】環(huán)繞天體圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬有引力提供，據(jù)此根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)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(guān)鍵。 4.【云南省臨滄市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第二次月考】）滑雪者為什么會(huì)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(dāng)滑雪板壓在雪地時(shí)會(huì)把雪內(nèi)的空氣逼出來，在滑雪板與雪地間形成一個(gè)暫時(shí)的“氣墊”，從而大大減小雪地對(duì)滑雪板的摩擦。然而當(dāng)滑雪板楣對(duì)雪地速度較小時(shí)，與雪地接觸時(shí)間超過某一值就會(huì)陷下去，使得它們間的摩擦力增大。假設(shè)滑雪者的速度超過4 m／s時(shí)，滑雪板與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)就會(huì)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┑?，最后停在C處，如圖所示。不計(jì)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(dòng)摩擦因數(shù)發(fā)生變化經(jīng)歷的時(shí)間； （2）滑雪者到達(dá)B處的速度； 【答案】（1）1s（2） 【解析】 （2）則根據(jù)牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有： ， 代入數(shù)據(jù)解得： 考點(diǎn)：考查了牛頓第二定律，運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 【名師點(diǎn)睛】連接牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的紐帶就是加速度，所以在做這一類問題時(shí)，特別又是多過程問題時(shí)，先弄清楚每個(gè)過程中的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題或者根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)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