1、一、选择题1【2016全国新课标卷】关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是A开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律【答案】B【解析】开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了开普勒天体运动三定律，找出了行星运动的规律，而牛顿发现了万有引力定律，ACD错误，B正确。【考点定位】考查了物理学史【方法技巧】平时学习应该注意积累对物理学史的了解，知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛努力，对于物理学上的重大发现、发明、著名理论
2、要加强记忆，这也是考试内容之一。2【2016北京卷】如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是A不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同C卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量【答案】B方向不同，D错误。【考点定位】考查了万有引力定律的应用【方法技巧】在万有引力这一块，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式 ，在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量非常大的，
3、所以需要细心计算。3【2016四川卷】国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2 060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为Aa2a1a3 Ba3a2a1 Ca3a1a2 Da1a2a3【答案】D考点：同步卫星；万有引力定律的应用【名师点睛】此
4、题主要考查同步卫星的特点及万有引力定律的应用；要知道同步卫星与地球具有相同的角速度和周期；这里放到赤道上的物体和卫星两者受力情况是不同的，要区别对待，不能混淆.4【2016天津卷】我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是A使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实
5、现对接D飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接【答案】C【考点定位】变轨问题【名师点睛】此题考查了卫星的变轨问题；关键是知道卫星在原轨道上加速时，卫星所受的万有引力不足以提供向心力而做离心运动，卫星将进入较高轨道；同理如果卫星速度减小，卫星将做近心运动而进入较低轨道。5【2016全国新课标卷】利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前，地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为A1h B4h C8h D16h【答案】B
6、【解析】设地球的半径为R，周期T=24h，地球自转周期的最小值时，三颗同步卫星的位置如图所示，所以此时同步卫星的半径r1=2R，由开普勒第三定律得：，可得，故A、C、D错误，B正确。【考点定位】万有引力定律、开普勒第三定律、同步卫星【名师点睛】本题主要考查万有引力定律、开普勒第三定律、同步卫星。重点是掌握同步卫星的特点，知道同步卫星的周期等于地球的自转周期。本题关键是要知道地球自转周期最小时，三个同步卫星的位置。6【2016海南卷】通过观测冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是A卫星的
7、速度和角速度 B卫星的质量和轨道半径C卫星的质量和角速度 D卫星的运行周期和轨道半径【答案】AD【考点定位】万有引力定律的应用【名师点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系。7【2016江苏卷】如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积下列关系式正确的有ATATBBEkAEkBCSA=SBD【答案】AD【解析】根据知，轨道半径越大，周期越大，所以TATB，故A正确；由知，所以vBvA，又因为质量相等，所以EkBEkA，故B错误；根据开
8、普勒第二定律可知，同一行星与地心连线在单位时间内扫过的面积相等，所以C错误；由开普勒第三定律知，D正确【考点定位】考查天体运动【方法技巧】重点是要掌握天体运动的规律，万有引力提供向心力。选项C容易错选，原因是开普勒行星运动定律的面积定律中有相等时间内行星与太阳的连线扫过的面积相等。这是针对某一行星的，而不是两个行星。二、非选择题8【2016上海卷】两颗卫星绕地球运行的周期之比为27:1，则它们的角速度之比为_，轨道半径之比为_。【答案】1:27；9:1【考点定位】圆周运动关系、万有引力定律【方法技巧】先通过圆周运动关系分析两颗卫星的角速度关系，再通过万有引力关系，计算轨道半径关系。1【2016
9、开封市5月质检（最后一卷）】北斗卫星导航系统（BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，该系统将由35颗卫星组成，卫星的轨道有三种：地球同步轨道、中地球轨道和倾斜轨道。其中，同步轨道半径大约是中轨道半径的15倍，那么同步卫星与中轨道卫星的周期之比约为 A B C D 【答案】C【解析】同步轨道半径大约是中轨道半径的1.5倍，根据开普勒第三定律得所以同步卫星与中轨道卫星的周期之比约为，故选项C正确。考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【名师点睛】解决该题关键要掌握开普勒第三定律的应用，已知同步卫星和中轨道卫星的周期关系，根据开普勒第三定律求解。2【2016淮安市5月最后一卷】科学家预测银河系
10、中所有行星的数量大概在2万亿-3万亿之间。日前在银河系发现一颗类地行星，半径是地球半径的两倍，质量是地球质量的三倍。卫星a、b分别绕地球、类地行星做匀速圆周运动，它们距中心天体表面的高度均等于地球的半径。则卫星a、b的A线速度之比为1B角速度之比为3C周期之比为 D加速度之比为43【答案】B【解析】设地球的半径为R，质量为M，则类地行星的半径为2R，质量为3M，卫星a的运动半径为考点：考查了万有引力定律的应用【名师点睛】在万有引力这一块，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量一是非常
11、大的，所以需要细心计算3【2016郑州市5月质检（最后一卷）】如图所示，a、b为环绕某红矮星运行的行星，a行星的运行轨道为圆轨道，b行星的运行轨道为椭圆轨道，两轨道和红矮星都在同一平面内。已知a行星的公转周期为18天，则下列说法正确的是 Ab行星的公转周期大于18天 Bb行星在轨道上运行的最大速度小于a行星的速度 C若已知b行星轨道半长轴，可求得红矮星的密度D若已知a行星的轨道半径，可求得红矮星的质量【答案】D【解析】根据开普勒第三定律，行星半长轴的三次方与公转周期二次方成正比，即半长轴越长，周期D对。考点：万有引力与航天【名师点睛】椭圆轨道不比圆周轨道，除了开普勒第三定律，没有相关的计算公式
12、，所以比较椭圆周期大小就用开普勒第三定律，其二根据近地卫星周期可计算中心天体密度，注意相关条件。椭圆轨道和圆轨道比线速度可以先借助一个和椭圆轨道相切的圆来作为桥梁。4【2016安徽师大附中最后一卷】据英国每日邮报报道，科学家发现了一颗距离地球仅14光年的“另一个地球”沃尔夫（Wolf）1061c。沃尔夫1061c的质量为地球的4倍，围绕红矮星沃尔夫1061运行的周期为5天，它是迄今为止在太阳系外发现的距离最近的宜居星球。设想从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c表面运行已知万有引力常量为G，天体的环绕运动可看作匀速圆周运动。则下列说法正确的是A从地球发射该卫星的速度应该小于第三宇宙速度
13、B卫星绕行星沃尔夫1061c运行的周期与该卫星的密度有关C沃尔夫1061c和地球公转轨道半径的三次方之比等于D若已知探测卫星的周期和地球的质量，可近似求出沃尔夫1061c的半径【答案】D【解析】从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c表面运行，发射的速度应大于第三宇宙速度， 考点：考查了万有引力定律的应用【名师点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，以及知道开普勒第三定律的适用条件，即对同一中心天体而言5【2016商丘市5月三模】地质勘探发现某地区表面的重力加速度发生了较大的变化，怀疑地下有空腔区域。进一步探测发现在地面p点的正下方有一球形空腔区域储藏有天然气，如图所示。
14、假设该地区岩石均匀分布且密度为，天然气的密度远小于，可忽略不计。如果没有该空腔，地球表面正常的重力加速度大小为g；由于空腔的存在，现测得p点处的重力加速度大小为kg（k1）。已知引力常量为G，球形空腔的球心深度为d，则此球形空腔的体积是 A B C D【答案】D【解析】如果将近地表的球形空腔填满密度为的岩石，则该地区重力加速度便回到正常值，因此，如果将空腔填满，地面质量为m的物体的重力为mg，没有填满时是kmg，故空腔填满后引起的引力为（1-k）mg；由万有引力定律，有：，解得：，D对。考点：万有引力定律。【名师点睛】万有引力定律的适用条件：（1）公式适用于质点间的相互作用当两个物体间的距离远
15、远大于物体本身的大小时，物体可视为质点；（2）质量分布均匀的球体可视为质点，r是两球心间的距离。6【2016哈尔滨师范大学附属中学第三次模拟】有研究表明，目前月球远离地球的速度是每年。则10亿年后月球与现在相比A绕地球做圆周运动的周期变小B绕地球做圆周运动的加速度变大C绕地球做圆周运动的线速度变小D地月之间的引力势能变小【答案】C考点：万有引力定律的应用【名师点睛】本题是万有引力定律与圆周运动知识的综合，关键要建立模型，抓住探测器绕月球做匀速圆周运动时，由月球的万有引力提供向心力。7【2016襄阳市第五中学5月模拟最后一卷】暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命。
16、为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星。已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运动周期），运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为（弧度），引力常量为G，则下列说法中正确的是A“悟空”的线速度大于第一宇宙速度 B“悟空”的环绕周期为C“悟空”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度D“悟空”的质量为 【答案】B【解析】该太空电站经过时间t（t小于太空电站运行的周期），它运动的弧长为s，它与地球中心连线扫过的角度为（弧度），则太空站运行的线速度为；角速度为： ；根据v=r得轨道半径为： ；人类第一台太空电
17、站在地球的同步轨道上绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则考点：万有引力定律的应用【名师点睛】本题考查匀速圆周运动的线速度和角速度的定义，以及其关系人类第一台太空电站在地球的同步轨道上绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，可求得中心天体的质量，关键是熟练记忆公式。8【2016淄博市、莱芜市5月二模（最后一卷）】“超级地球”是指围绕恒星公转的类地行星。科学家发现有两颗未知质量的不同“超级地球”环绕同一颗恒星公转，周期分别为T1和T2。根据上述信息可以计算两颗“超级地球”的A角速度之比 B向心加速度之比 C质量之比D所受引力之比 【答案】AB考点：万有引力定律的应用【名师点睛】本题考查天
18、体运动，万有引力提供向心力，要注意向心力选择合适公式，同时理解无法求得旋转天体的质量，但中心天体质量可以求得。9【2016揭阳市5月二模（最后一卷）】已知地球自转周期为T0，有一颗与同步卫星在同一轨道平面的低轨道卫星，自西向东绕地球运行，其运行半径为同步轨道半径的四分之一，该卫星两次在同一城市的正上方出现的时间间隔可能是A B C D【答案】CD【解析】设地球的质量为M，卫星的质量为m，运动周期为T，因为卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，有： 解得： .同步卫星的周期与地球自转周期相同，即为T0已知该人造卫星的运行半径为同步卫星轨道半径的四分之一，所以该人造卫星与同步卫星的周期之比是： ，
19、解得：T=T0设卫星至少每隔t时间才在同一地点的正上方出现一次，根据圆周运动角速度与所转过的圆心角的关系=t得：，解得，当n=1时，n=3时，故A、B错误，C、D正确。考点：万有引力定律的应用【名师点睛】本题考查万有引力定律和圆周运动知识的综合应用能力要理解当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2的整数倍时，卫星再次出现在城市上空。10【2016济南市5月模拟（最后一卷）】2016年4月24日为首个“中国航天日”，中国航天事业取得了举世瞩目的成绩，我国于16年1月启动了火星探测计划，假设将来人类登上了火星，航天员考察完毕后，乘坐宇宙飞船离开火星时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的
20、下列说法，正确的是A飞船在轨道I上运动到P点的速度小于在轨道上运动到P点的速度B飞船绕火星在轨道I上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以与轨道I同样的轨道半径运动的周期相同C飞船在轨道III上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道上运动到P点时的加速度D飞船在轨道上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度【答案】AD考点：考查了万有引力定律的应用【名师点睛】在万有引力这一块，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量一是非常大的，所以需要细心计算11【2016苏北三市（徐州市、连云港
21、市、宿迁市）最后一卷联考】2016年1月20日，美国天文学家Michael Brown推测：太阳系有第九个大行星，其质量约为地球质量的10倍，直径约为地球直径的4倍，到太阳的平均距离约为地球到太阳平均距离的600倍，万有引力常量G已知下列说法正确的有A该行星绕太阳运转的周期在12万年之间B由题中所给的条件可以估算出太阳的密度C该行星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度D该行星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度【答案】ACD【解析】根据开普勒行星运动第三定律可知:，解得，考点：万有引力定律的应用【名师点睛】此题考查了万有引力定律的应用及开普勒行星运动定律；解题的关键是知道行星绕太阳做圆周运
22、动的向心力来自太阳对行星的万有引力，根据牛顿定律列得方程求解出重力加速度及第一宇宙速度即可讨论.12【2016威海市5月第二次模拟（最后一卷）】1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，拉开了中国人探索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕。自2016年起，我国将每年4月24日设立为“中国航天日”。继嫦娥三号之后，嫦娥四号将于2018年前后发射，首次探秘月球背面，它将实现人类航天器在月球背面的首次着陆。为“照亮”嫦娥四号“驾临”月球背面之路，一颗承载地月中转通信任务的中继卫星将在嫦娥四号发射前半年进入到地月拉格朗日L2点。在该点，地球、月球和中继卫星位于同一直线上，且中继卫星绕地球做圆周运动的轨道周期与月球绕地球做圆周运动的轨道周期相同，则A中继卫星做圆周运动的向心力由地球和月球的引力共同提供B中继卫星的线速度大小小于月球的线速度大小C中继卫星的加速度大小大于月球的加速度大小D在地面发射中继卫星的速度应大于第二宇宙速度【答案】AC考点：角速度；加速度；宇宙速度【名师点睛】本题考查万有引力的应用，题目较为新颖，在解题时要注意分析向心力的来源及题目中隐含的条件。
