2012年高三物理名校试题汇编（有详解）专题5 万有引力与航天

2012年高三物理名校试题汇编（有详解）专题5 万有引力与航天内容摘要：

1、、单项选择题1.（湖北省襄阳五中 2012 届高三年级上学期期中考试） 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ） A英国物理学家牛顿用实验的方法测出万有引力常量 谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律C亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快D胡克认为只有在一定的条件下，解析：本题考查物理学史。 牛顿在前人（如第谷、开普勒、笛卡尔等）研究的基础上，借助自己的力学成就总结出万有引力定律；1798 年，即 2、在牛顿发现万有引力定律一百多年以后，英国物理学家卡文迪许用扭秤实验证明万有引力定律是正确的，并测出万有引力恒量，选项 A 错误；开普勒对第谷长期天文观察的结果进行了创造性的研究与思考，开始他想用哥白尼的太阳系模型说明火星的运行轨道，但与第谷的观测结果有 8 分的误差，从而大胆地摒弃了天体做匀速圆周运动的观点，建立了开普勒定律，对行星的运动作出了更科学、更精确的描述，选项 B 错误；亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，物体越重下落越快，选项 C 错误；显然，选项 D 正确。 本题答案为 D。 2 （湖北省武汉市部分学校 2012 届高三 11 月联考）地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则 3、是一个非常扁的椭圆。 天文学家哈雷曾经在 1662 年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的 18 倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会再次出现。 这颗彗星最近出现的时间是 1986 年，它下次飞近地球大约是哪一年（ ）A2042 年 B2052 年 C2062 年 D2072 解析：根据开普勒第三定律有 ，又 T 地 =1 年，所以 T 彗 76 年，七七986+76=2062 年，本题答案为 C。 3 （黑龙江省大庆实验中学 2012 届高三期中考试） “神舟七号”绕地球做匀速圆周运动的过程中，下列事件不可能发生的是 （ ）A航天员在轨道舱内能利用弹簧拉力器进行体能锻炼B 4、悬浮在轨道舱内的水呈现圆球状C航天员出舱后，手中举起的五星红旗迎风飘扬来源:学#科#网D 解析：“神舟七号”在绕地球做匀速圆周运动的过程中处于完全失重状态，在该状态下，一切由重力产生的物理现象都将消失，靠重力才能使用的仪器也不能使用；弹簧拉力器不是靠重力工作的，其工作原理与其本身弹力系数有关，所以即使其处于完全失重状态也不影响使用，选项 A 可能发生，不符合题意；悬浮在轨道舱内的水不受重力的影响，其在液体表面张力的作用下会呈现圆球状，所以选项 符合题意；太空中无空气也就无风，五星红旗不可能迎风飘扬，选项 C 符合题意；从飞船舱外自由释放的伴飞小卫星与飞船的轨道半径相同，线速度相等，选项 D 可 5、能发生，不符合题意。 本题答案为 C。 4 （河北省衡水中学 2012 届高三上学期第三次调研考试）设地球的质量为 M，半径为 R，自转周期为T，引力常量为 G ， “神舟七号”绕地球运行时离地面的高度为 h，则“神舟七号”与“同步卫星”各自所处轨道处的重力加速度之比为（ ）A 324)(B 3422)(C D 2324)(234)(：根据 ， ，可得2)(七七 224。 本题答案为 C。 234)(七七5 （重庆市重庆八中 2012 届高三月考理综卷）由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径减小了，那么，卫星的（ ）A速率变大，周期变大 B速率变小，周期变大C速率变大，周期变小 D速率变小，解析：根据万 6、有引力提供向心力有 可得 ， ，见，轨道半径 r 减小时，速率 v 变大，周期 T 变小，选项 C 正确。 本题答案为 C。 6 （广西南宁二中、柳州高中、玉林高中 2012 届高三 11 月联考理综卷）绕地球做匀速圆周运动的地球同步卫星，距离地表面高度约为地球半径的 ，线速度大小为 期为 地球做匀速圆周运动的人造卫星，距离地球表面高度为地球半径的 2 倍，线速度大小为 期为 球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为 期为 下列关系正确的是（ ）A v2v1 v1v2 3 解析：地球同步卫星 的运动周期与地球自转周期相同，即 3，又 = 2 /T，所以它们的角速度相同，根据关系式 v=r 可知， 7、球同步卫星和人造卫星都围绕地球转动，它们受到的地球的引力提供向心力，即 可得 ， ，可见，轨道半径 小时，速率 v 变大，周期 T 变小，所以 v11，所以 v3v11=项 A 正确，误。 本题答案为 A。 7 （陕西省西安八校 2012 届高三上学期期中联考）地球赤道上有一物体随地球的自转，所受的向心力为心加速度为 速度为 速度为 1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略） ，所受的向心力为 心加速度为 速度为 速度为 2；地球的同步卫星所受的向心力为心加速度为 速度为 速度为 3；地球表面的重力加速度为 g，第一宇宙速度为 ，假（ ）A B C D123123g123v132 解析：地 8、球同步卫星的运动周期与地球自转周期相同，角速度相同，即 1= 3，根据关系式v=r 和 a= 2r 可知， v1a1造卫星和地球同步卫星都围绕地球转动，它们受到的地球的引力提供向心力，即 可得 ， ， 可见，轨道半径心加速度和角速度均小，即 2 3；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）的线速度就是第一宇宙速度，即 v2=v，其向心加速度等于重力加速度，即 a2=g；所以 v=g= 2 3= 1，又因为 F=以 见，选项 误，题答案为 D。 8 （湖北省部分重点中学 2012 届高三联考试题）继“嫦娥一号”绕月卫星成功发射之后，我国又于 2010年 10 月成功发射“嫦娥二号” ，其飞行 9、高度距月球表面 探测到的有关月球的数据比飞行高度为200“嫦娥一号”更加详实。 若两颗卫星 环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示，则有（ ） “嫦娥二号”线速度比“嫦娥一号”小 B “嫦娥二号”周期比“嫦娥一号”小C “嫦娥二号”角速度比“嫦娥一号”小 D “嫦娥二号”加速度比“嫦娥一号” 解析：根据 可得 ， ， ，2222)(可见，轨道半径较小的 “嫦娥二号”的线速度、加速度和角速度均较大，而周期较小。 题答案为 B。 9 （黑龙江省哈师大附中 2012 届高三上学期期中考试、浙江省瑞安市十校 2012 届高三上学期期中联考理综）为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心 10、，半径 为 期为 质量为 后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为 圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为 （ ）A该星球的质量为 B该星球表面的重力加速度为214 124C登陆舱在 来源:来源:学*科*网1221登陆舱在半径为 解析：根据 可得，该星球的质量为 ，选项 A 错误；根据1221)( 2134可得，载着登陆舱的探测飞船的加速度为 ，该加速度不等于星球表明的重211)( 1项 B 错误；根据 可得， ，同理，可得，12211r，所以 ，选项 C 错误 ；根据开普勒第三定律有 ， 所以22112项 D 正确。 本题答案为 D。 3211（北京市第六十六中学 2012 届高三上学期期中考试）如 11、图甲所示， a 是地球赤道上的一点，某时刻在a 的正上方有 b、 c、 d 三颗轨道位于赤道平面的卫星，各卫星的运行方向均与地球自转方向（顺时针转动），其中 d 是地球同步卫星。 从此时刻起，经过时间 t（已知时间 t 均小于三颗卫星的运行周期） ，在乙图中各卫星相对 a 的位置最接近实际的是（ ）解析： 地球同步卫星的运动周期与地球自转周期相同，即 a 和 d 的运动周期相同，即 d；人造地球卫星（包括地球同步卫星）围绕地球做圆周运动时，万有引力提供向心力，即 ，可得 ，可见，轨道半径 r 小的，周期 T 也小，所以 ca，可见，选项 误，确。 本题答案为 D。 来源:学#科#网 Z#X#X#K1 12、1 （福建省四地六校 2012 届高三第三次联考）为了研究太阳演化的进程需知太阳的质量，已知地球的半径为 R，地球的质量为 m，日地中心的距离为 r，地球表面的重力加速度为 g，地 球绕太阳公转的周期为 T，则太阳的质量为（ ）A B C D243434解析：根据 ， 可得 ，选项 A 正确。 本题答案为22 2G A。 12. （广西区柳铁一中 2012 届高三第三次月考理综卷）天文学家如果观察到一个星球独自做圆周运动，那么就想到在这个星球附近存在着一个看不见的星体黑洞。 星球与黑洞由万有引力的作用组成双星，以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，那么（ ） 解析：由于该双星和它们的轨道中心总保持三点共线，所以在相同时间内转过的角度必相等，即它们做匀速圆周运动的角速度必相等，因此周期也必然相同，选项 误；因为它们所受的向心力都是由它们之间的相互作用力来提供，所以大小必然相等，选项 D 错误；由 可得 ，选项1C 正确。 本题答案为 C。 点评：双星模型具有以下特点：（1）由于双星和该固定点总保持三点共线，所以在相同时间内转过。