高考物理二轮复习专题练习 4.3万有引力定律 天体运动

高考物理二轮复习专题练习 4.3万有引力定律 天体运动内容摘要：

1、有引力定律 天体运动一、选择题(共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得 6 分，漏选的得 3 分，错选的得 0 分)1(高考浙江理综)在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道已知太阳质量约为月球质量的 07 倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的 400 倍关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是 ()A太阳引力远大于月球引力B太阳引力与月球引力相差不大C月球对不同区域海水的吸引力大小相等D月球对不同区域海水的吸引力大小有差异【解析】本题考查万有引力定律，意在考 2、查考生运用万有引力定律解决问题的能力由万有引力定律 F 可知，太阳对地球上相同质量水的引力大约是月球引力的 170 A 正确，B 错误；不同海域的水与月球的距离不一样，故引力也不一样，所以 C 错误，D 正确【答案】高考广东理基)关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是 ()A第一宇宙速度又叫环绕速度B第一宇宙速度又叫脱离速度C第一宇宙速度跟地球的质量无关D第一宇宙速度跟地球的半径无关【答案】高考安徽理综)年 2 月 11 日，俄罗斯的“宇宙2251”卫星和美国的“铱33”卫星在西伯利亚上空约 805发生碰撞这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境假定 3、有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是 ()A甲的运行周期一定比乙的长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】本题考查的是万有引力与航天的有关知识，意在考查考生对绕地卫星的线速度与半径、周期、向心力等之间关系的理解和应用能力；根据公式 T2 可知：A 错误；v 可知：B 错误；由于甲离地球较近，故向心力较大，所以 C 错误，D 正答案】高考广东卷)发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图所示这样选址的优点是，在赤道附近 ()A地球的引力较大B地球自转线速度较大 4、C重力加速度较大D地球自转角速度较大2【解析】本题考查圆周运动和万有引力定律，意在考查考生将所学的知识应用到实际问题中的能力地球的自转角速度是一定的，根据线速度与角速度的关系 v知，离赤道近的地方地球表面的线速度较大，所以发射人造地球卫星较容易，故正确答案为 B.【答案】高考全国)天文学家新发现了太阳系外的一颗行星这颗行星的体积是地球的 量是地球的 25 倍已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为 时，引力常量G0 11 Nm2/此估算该行星的平 均密度约为 ()A0 3kg/ B0 3kg/0 4kg/D0 4kg/析】本题考查万有引力定律在天文学上的应用和人造地球卫星问题，意在考查考生对天体运 5、动问题的处理能力近地卫星绕地球做圆周运动时，所受万有引力充当其做圆周运动的向心力，即：G m ( )2R，由密度、质量和体积关系 M T 430 3kg/5/，即 0 330 4kg/ 正确案】高考重庆理综)据报道， “嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形工作轨道距月球表面分别约为 200 100行速率分别为 v 1 和 比值为( 月球半径取 1700()A. B. C. 918 1819 1819【解析】本题考查天体运动中卫星的速度问题，意在考查考生对天体运动的认识和匀速圆周运动的基本知识根据卫星运动的向心力由万有引力提供，有 G m ，那Mm(r h)2 有 r 819【答案】高考山东 6、理综)年 9 月 25 日至 28 日，我国成功实施了“神舟七号”载人航天飞行并实现了航天员首次出舱飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点 343 千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为 343 千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为 90 分钟下列判断正确的是 ()A飞船变轨前后的机械能相等B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度【解析】本题考查对圆周运动、万有引力定律和航天知识、牛顿第二定律及对超重、失重概念的理解，意在考查考生灵活运用物理知识和规律处理紧密联系生活 7、实际、科技发展等问题的能力飞船在椭圆轨道的远地点点火加速，发动机对飞船做正功，所以飞船的机械能应增加，A 错误；宇航员出舱前后，其受到的万有引力全部提供他做圆周运动的向心力，处于完全失重状态，B 正确；飞船做圆周运动的轨道半径比同步卫星的小，由 G ，所以飞船的角速度大，C 正确；由牛顿第二定律知，飞船的加速度取决于在以飞船在椭圆轨道的远地点变轨前后加速度相同，D 错误【答案】高考江苏卷)英国新科学家 (杂志评选出了年度世界 8 项科学之最，在 00 双星系统中发现的最小黑洞位列其中若某黑洞的半径 R 约为 45量 M 和半径 R 的关系满足 (其中 c 为光速，G 为引力常量 )，则该黑洞表 8、面重力加速度MR )A10 8m/B10 10m/0 12m/D10 14m/析】本题考查的知识点为万有引力与天体运动，在能力的考查上突出考查了万有引力、天体与新发现的结合，属于信息题，在解题时要认真审题，读懂题意，此类试题是高考的热点星球表面的物体满足 ，即 2g，由题中所给条件 推出R 2g 入数据解得 g10 12m/ 正确12 12【答案】高考海南卷)近地人造卫星 1 和 2 绕地球做匀速圆周运动的周期分别为 、卫星 2 各自所在的高度上的重力加速度大小分别为 g1、g 2，则 ()A. ( )4/3 B. ( )4/31T2 2( )2 D. ( )21T2 2析】本题考查万有引力和 9、人造卫星，意在考查考生对人造卫星相关的物理量之间关系的理解和应用；因为近地卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力全部用来提供向心力，即有 G m r，可得 r ，又可认为万有引力与重力相等，故有 G 2mgm r，由此可得：g r，将 r 代入得： g 4222，即 g ，所以 ( ) ，B 正确3(f(42,31642案】2010河北衡水中学调研) 我国在今、明两年将发射 10 颗左右的导航卫星，预计在2015 年建成由 30 多颗卫星组成的“北斗二号”卫星导航定位系统，此系统由中轨道、高轨道和同步轨道卫星等组成现在正在服役的“北斗一号”卫星定位系统的三颗卫星都定位在距地面 36000地球同步轨 10、道上而美国的全球卫星定位系统(简称 24 颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均为 ()A “北斗一号”系统中的三颗卫星的质量必须相等B卫星比“北斗一号”系统中的卫星周期短C “北斗二号”中的每颗卫星一定比 “北斗一号”中的每颗卫星的加速度大D “北斗二号”中的中轨道卫星的线速度大于高轨道卫星的线速度【解析】“北斗一号”卫星系统中的三颗卫星的质量可以不相等，选项 A 错误；斗一号”中的卫星，轨道半径较小，卫星比“北斗一号”的卫星周期短，选项 B 正确；卫星的加速度大小与卫星距地面高度有关，距地面越高，加速度越小， “北斗二号”卫星导航定位系统的卫星距地面高度不同，因此“北斗二号”中的每4颗卫星的加 11、速度不一定比“北斗一号”中的每颗卫星的加速度大，选项 C 错误；由r 2mv 2/r 得 v ， “北斗二号”中的中轨道卫星的轨道半径 r 小于高轨道卫星以“北斗二号”中的轨道卫星的线速度大于高轨道卫星的线速度，选项 D 正确【答案】述、计算题(本题共 3 小题，共 40 分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)11如图所示，A 是地球的同步卫星另一卫星 B 的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为 ，地球自转角速度为0，地球表面的重力加速度为 g，O 为地球中心(1)求卫星 B 的运行周期(2)如果卫星 B 绕行 12、方向与地球自转方向相同，某时刻 A、 B 两卫星相距最近( O、B、A 在同一直线上 )，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近。 【解析】(1)由万有引力定律和向心力公式得G m (Rh) h)2 42 解得：2 (R h)3)由题意得：( B 0)t2由得： B h)3将代入得：t h)3 0【答案】(1)2 (2)(R h)3 h)3 012(2010河北正定中学月考) 年 3 月 1 日，完成使命的“嫦娥一号”卫星成功撞击月球 “嫦娥一号”卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下，15 时 36 分，卫星启动发动机开始变轨，然后关闭发动机沿抛物线下落，16 时 13 分 10 秒成功落在月球的丰富海区域撞击产生了高达 10尘埃层，设尘埃在空中时只受到月球的引力模拟撞击实验显示，尘埃能获得的速度可达到撞击前卫星速度的 11%；在卫星变轨过程中，航天飞行控制中心还测得，卫星在离月球表面高 176圆轨道上运行的周期为 25近月(高度不计) 圆轨道上运行的周期 ：(1)月球半径 R 和月球表面重力加速度 g；(2)空中尘埃层存在的时间【解析】(1)由万有引力定律得 G m (Rh)m月 m(R h)2 42m Rm月 2得 (R h)321h0 6m 33Rs 242)上升最高的尘埃做竖直上抛运动，因此由 H 12 2下t2t 下。