1、2013届高三物理一轮复习专题精练5.2 万有引力定律的成就或应用2一、选择题1（江西省师大附中2012届高三下学期开学考试物理试题）美国航空航天局(NASA)于2009年2月11日晚宣布，美国一颗通信卫星10日与一颗已报废的俄罗斯卫星在太空中相撞，撞击地点位于西伯利亚上空约500英里处（约805公里）。发生相撞的分别是美国1997年发射的“铱33”卫星和俄罗斯1993年发射的“宇宙2251”卫星。前者重约560千克，后者重约900千克。假设两颗卫星相撞前都在离地805公里的轨道上做匀速圆周运动，结合中学物理的知识，下面对于两颗卫星说法正确的是（ ）A二者线速度均大于7.9 km/s B二者同
2、方向运行，由于速度大小不同而相撞C二者向心力大小相等 D二者向心加速度大小相等1.D2（吉林省长春十一中2012届高三下学期期初考试理综卷）假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则A根据公式v=r，可知卫星运动的线速度增大到原来的2倍B根据公式F=GMm/r2可知卫星所需向心力将减小到原来的1/2C根据公式F=mv2/r可知卫星所需向心力将减小到原来的1/2D卫星运动的线速度将减小到原来的2D3（浙江省宁波市2012届高三第一学期期末考试物理试卷）某人在一星球上以速度v0竖直上抛一物体，经时间t后物体落回手中，若星球的半径为R，要将物体从星球表面抛出，并使物体
3、不再落回星球表面，那么至少要用的速度大小是（ ）A B C D3.B4. （江西省宜春市2012届高三上学期期末统考理综试卷）2011年11月3日凌晨1时29分，经历近43小时飞行和五次变轨的“神舟八号”飞船飞抵距地面343公里的近圆轨道，与在此轨道上等待已久的“天宫一号”成功对接；11月16日18时30分，“神舟八号”飞船与“天宫一号”成功分离，返回舱于11月17日19时许返回地面。下列有关“天宫一号”和“神舟八号”说法正确的是（ ）A. 对接前“天宫一号”的运行速率约为11.2km/sB. 若还知道“天宫一号”运动的周期，再利用万有引力常量，就可算出地球的质量C. 在对接前，应让“天宫一号
4、”与“神舟八号”在同一轨道上绕地球做圆周运动，然后让“神舟八号”加速追上“天宫一号”并与之对接D.“神舟八号”返回地面时应先减速4.D5（湖北省荆门市2012届高三元月调研考试理综卷）未来我国将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站。如图所示，关闭发动机的航天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站实现对接。已知空间站绕月做匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R，那么以下选项正确的是A月球的平均密度为 B月球的第一宇宙速度为C图中的航天飞机正在减速地飞向B处 D航天飞机到达B处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须减速5.D6（江苏省
5、扬州中学2012届高三第二学期开学质量检测）我国发射神舟号飞船时，先将飞船发送到一个椭圆轨道上，其近地点M距地面200km，远地点N距地面340km。进入该轨道正常运行时，周期为T1，通过M、N点时的速率分别是v1、v2。当某次飞船通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340km的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，周期为T2，这时飞船的速率为v3。比较飞船在M、N、P三点正常运行时（不包括点火加速阶段）的速率大小和两个轨道上运行的周期，以及在N点点火前后的加速度a和a的大小。下列结论正确的是 Av1v3 Bv1v2 Ca=a DT1T26.ABC
6、7（湖北省黄冈中学2012届高三下学期理综模拟测试）均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极等少数地区外的“全球通信”。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自传周期为T，三颗卫星中任意两颗卫星间距离为s0，下面列出的是同步卫星所在位置处的重力加速度，其中正确的是ABCD7AC8.（贵州省五校联盟2012届高三下学期第三次联考理综卷）中国国家航天局决定：中国将在2013年或稍后一个合适的时间对火星及其卫星“火卫一”进行探测“火卫一”在火星赤道正上方运行，若其绕行轨道可简化为圆轨道，如图中A轨道所示假如我们国家发射的“火星探测器”环绕火星的轨道B稳定后如图所示，
7、万有引力常量G已知则下列说法正确的是（ ） 火星 A“火卫一”的周期大于“火星探测器”的周期. B“火卫一”的线速度大于“火星探测器”的线速度.C若想测出火星的质量只要测出“火星探测器”的运行周期即可.D“火卫一”的向心加速度小于“火星探测器”的向心加速度.8.AD9（河南省开封高中2012届高三定位测试）我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”，1970年4月24日发射成功，开创了我国航天事业的新纪元。“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M和远地点N的高度分别为439km和2384km（如图所示），则（ ）A卫星在M点的势能大于在N点的势能B卫星在M点的角速度大于在N点的
8、角速度 C卫星在M点的加速度大于在N点的加速度D卫星在N点的速度大于79kms9.BC 10（北师大附属实验中学2012届高三上学期期中试卷）如图所示，半径为R的光滑圆形轨道竖直固定放置，小球m在圆形轨道内侧做圆周运动。对于半径R不同的圆形轨道，小球m通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力。下列说法中正确的是A半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越大B半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越小C半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越大D半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越小10.AD 二、非选择题11.我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成，
9、这极大地提高了同学们对月球的关注程度。以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：（1）若已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，月球绕地球运动的周期为，且把月球绕地球的运动近似看作是匀速圆周运动。试求出月球绕地球运动的轨道半径。（2）若某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球某水平表面上方h高处以速度v0水平抛出一个小球，小球落回到月球表面的水平距离为s。已知月球半径为，万有引力常量为G。试求出月球的质量。11.解析：（1）假设地球质量为M，有g=GM/R2 ， 设月球绕地球运动的轨道半径为r，有GMm月/r2=m月r（2/T）2 由上面可知：r= （2）设下落到月面的时间为t，有h
10、=g月t2/2，s=v0t，可得：g月=2hv02/s2，又g月=GM月/R月2，故 M月=2hR月2v02/Gs2。12（2012届浙江省金华十校高三期末考试）2011年l1月，我国第一个火星探测器“萤火一号”火星探测器搭载俄罗斯“天顶号”运载火箭发射升空后变轨失败。专家透露，我国将在2012年建成深空探测网部分，并于2013年独立发射火星探测卫星，这一消息让人充满期待。以下是某同学就有关火星的知识设计的问题，请你解答：若某位宇航员随飞船登陆火星后，在火星的表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回了抛出点。已知火星的半径R，引力常量G，“萤火号”绕火星运动的周期T，且把“萤火号”绕火星的运动近似看作是匀速圆周运动。试求：（1）火星的质量M。（2）“萤火号”绕火星运动的轨道半径r。12.解析：（1）设火星表面的重力加速度为g，由竖直上抛运动规律得，所以g=2v0/t；在火星表面，万有引力近似等于重力，所以有，联立上式，解得：。（2）设“萤火号”卫星的质量为m，卫星绕火星做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，所以有，又由第（1）问计算结果有，联立可得：。