1、专题6 万有引力定律一、单项选择题1【2014湖北省武汉市部分学校新高三起点调研测试】物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。关于物理学发展过程中的认识，下列说法不正确的是：A牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证B开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础C自然界的电荷只有两种，库仑把它们命名为正电荷和负电荷D纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，先后指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律1C 解析：牛顿第一定律
2、是牛顿总结伽利略等物理学家研究的成果，并利用逻辑思维对事实进行分析，抽象而总结出的产物，它不是实验定律所以也不可能用实验直接验证；开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础，牛顿根据开普勒行星运动定律和严密的逻辑推力论证，总结出了万有引力定律；自然界的电荷只有两种，富兰克林把它们命名为正电荷和负电荷；，电磁感应现象首先是法拉第发现的，后来纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，先后指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律。选项C正确。考点：物理学史及物理学家对物理学发展的贡献。2.【2014河南省六市高中毕业班第二次联
3、考】 已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍一飞行器绕地球做匀速圆周运动的周期为3小时。若地球半径为R，则该飞行器绕地心飞行的轨道半径最接近A0.83R B1.7R C1.9R D3.3R3【2013河南省商丘市高三三模】极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极（轨道可视为圆轨道）。如图所示，若某极地卫星从北纬30的正上方按图示方向第一次运行至南纬60正上方，所用时间为t，已知地球半径为R（地球可看做球体），地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，由以上条件可知 A地球的质量为 B卫星运行的角速度为C卫星运行的线速度为 D卫星距地面的高度 3B 解析：极地卫星从北纬30的正上方按图示
4、方向第一次运行至南纬60正上方，绕过的角度为900，所用时间为t，角速度为；根据，解得；卫星运行的线速度为（r为卫星的轨道半径）；，解得r=,卫星距地面高度为-R。选项B正确。考点：圆周运动及万有引力定律。4.【2014湖北省武汉市部分学校高三起点调研测试】 2013年6月13日，神舟十号与天宫一号成功实现自动交会对接。假设神舟十号与天宫一号都在各自的轨道做匀速圆周运动。已知引力常量G，下列说法正确的是：A由神舟十号运行的周期和轨道半径可以求出地球的质量B由神舟十号运行的周期可以求出它离地面的高度C若神舟十号的轨道半径比天宫一号大，则神舟十号的周期比天宫一号小D漂浮在天宫一号内的宇航员处于平衡
5、状态5【2014河北省唐山一中高三第一次调研考试】 2011年11月3日，我国发射的“天宫一号”目标飞行器与发射的“神舟八号”飞船成功进行了第一次无人交会对接。假设对接前“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的轨道如图所示，虚线A代表“天宫一号”的轨道，虚线B代表“神舟八号”的轨道，由此可以判断（ ）AB地球A.“天宫一号”的运行速率小于“神舟八号”的运行速率B.“天宫一号”和“神舟八号”的运行速率均大于第一宇宙速度C.“天宫一号”的周期小于“神舟八号”的周期D.“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度6.【2013河南省平顶山、许昌、新乡高三第三次调研】 在海洋资源、环境
6、、减灾和科学研究等方面，海洋卫星发挥了不可替代的重要作用。目前世界各国的海洋卫星和以海洋观测为主的在轨卫星已有30多颗。我国分别于2002年5月，2007年4月，2011年8月成功发射海洋一号A、海洋一号B、海洋二号三颗海洋卫星。三颗海洋卫星都在圆轨道上运行。两颗海洋一号卫星运行周期约为100.8分钟，海洋二号卫星运行周期约为104.46分钟。由上述信息可以断定A三颗海洋卫星的运行速度都大于同步卫星的运行速度B海洋一号卫星比海洋二号运行更慢C海洋一号卫星的运行轨道比海洋二号离地更高D三颗海洋卫星的运行高度可能超过同步卫星6A 解析：据T=可知：天体高度越高，它的环绕周期越大，而海洋二号卫星比海
7、洋一号A、海洋一号B的周期更大，所以C错误；据v=可知：天体高度越高，它的环绕速度越小，所以B错误；同步卫星的周期更大、高度更高，同步卫星的运行速度比它们的更小，所以A正确，D错误。考点：本题考查万有引力定律及其应用，主要考查环绕天体周期、环绕速度与高度的关系。 二、多项选择题7【2013河南省豫东、豫北十所名校高三毕业班阶段性测试】北京时间2013年2月16日凌晨，直径约45米、质量约13万吨的小行星“2012DA14”，以大约每小时28万公里的速度由印度洋苏门答腊岛上空掠过，与地球表面最近距离约为 27万公里，这一距离已经低于地球同步卫星的轨道。但它对地球没有造成影响，对地球的同步卫星也几
8、乎没有影响这颗小行星围绕太阳飞行，其运行轨道与地球非常相似，根据天文学家的估算，它下一次接近地球大约是在2046年假设图中的P、Q是地球与小行星最近时的位置，下列说法正确的是A小行星对地球的轨道没有造成影响，地球对小行星的轨道也不会造成影响B只考虑太阳的引力，地球在P点的加速度大于小行星在Q点的加速度C只考虑地球的引力，小行星在Q点的加速度大于同步卫星在轨道上的加速度D小行星在Q点没有被地球俘获变成地球的卫星，是因为它在Q点的速率大于第二宇宙速度速率大于第一宇宙速度，D错。考点：万有引力定律，第一宇宙速度 8【2013湖北省华中师大附中高三期中检测】 已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，
9、地球同步卫星质量为m，引力常量为G。有关同步卫星，下列表述正确的是A卫星距离地面的高度为 B卫星的线速度为 C.卫星运行时受到的向心力大小为D卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度9【2013陕西五校高三第三次模拟考试】太空中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设这三个星体的质量均为M，并设两种系统的运动周期相同，则MLLLMMA
10、直线三星系统运动的线速度大小为 B此三星系统的运动周期为C三角形三星系统中星体间的距离为 D三角形三星系统的线速度大小为 9BC 解析：直线三星系统，解得，选项A错误。根据，可得选项B正确。三角形三星系统，三角形系统的周期等于直线系统的周期，联立解得，选项C正确。根据，若按照R计算，就会得到，这样做是错误的，选项D错误。考点：本题考查万有引力定律、三星问题。10【2014江西省江西师大附中高三开学摸底考试】如图所示，如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为1，金星转过的角度为2(1、2均为锐角)，则由此条件可求得
11、（）A水星和金星绕太阳运动的周期之比 B水星和金星的密度之比C水星和金星到太阳中心的距离之比 D水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比 11.【2013湖北省黄冈中学高三下学期6月适应性考试】 设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间为t. 登月后，宇航员利用身边的弹簧秤测出质量为m的物体重力为G1. 已知引力常量为G，根据以上信息可得到（ ）A. 月球的自转周期B. 飞船的质量C. 月球的第一宇宙速度D. 月球的密度11CD 解析：设月球半径为r,由和得月球的密度,选项D对；由和得，将r代入得月球的第一宇宙速度 选项C对；飞船的质量和月
12、球的自转周期无法由已知条件求出。考点：本题考查了万有引力定律和天体的运动 12.【2014山西省忻州一中、康杰中学等四校高三第一次联考】气象卫星是用来拍摄云层照片，观测气象资料和测量气象数据的。我国先后自行成功研制和发射了“风云号”和“风云号”两颗气象卫星，“风云号”卫星轨道与赤道平面垂直并且通过两极，称为“极地圆轨道”，每12h巡视地球一周。“风云号”气象卫星轨道平面在赤道平面内，称为“地球同步轨道”，每24h巡视地球一周，则“风云号”卫星比“风云号”卫星A发射速度小 B线速度大 C万有引力小 D向心加速度大12ABD 解析：“风云号”的周期为12h，“风云号”的周期为24h，说明“风云号”
13、的轨道半径R较小；据机械能守恒定律，发射速度小，能达到的高度较低，所以A正确；据v=可知，轨道半径较小的运行速度较大，所以B正确；据可知，高度越低，万有引力越大，所以C错误；据a=v2/R可知，轨道半径越小，向心加速度越大，所以D正确。考点：本题考查对万有引力定律的理解。三、非选择题13.【2014河南省十所名校高三第一次阶段测试题】2013年6月11日下午，神舟十号载人飞船进入近地点距地心为r1、远地点距地心为r2的椭圆轨道正常运行。已知地球质量为M，引力常量为G，地球表面处的重力加速度为g，飞船在近地点的速度为v1，飞船的质量为m。若取距地球无穷远处为引力势能零点，则距地心为r、质量为m的
14、物体的引力势能表达式为，求：（1）地球的半径；（2）飞船在远地点的速度。14.【2014江西省新余一中、宜春中学高三9月联考】已知某星球的自转周期为T，在该星球赤道上以初速度v竖直上抛一物体，经t时间 后物体落回星球表面，已知物体在赤道上随星球自转的向心加速度为a，要使赤道上的物体 “飘”起来，则该星球的转动周期T要变为多大？1415. 【2014浙江省嘉兴市第一中学高三上学期摸底】2008年9月28日傍晚我国自行研制的神舟七号载人飞船经历68个多小时的太空飞行，在预定轨道绕地球飞行45圈后成功返回。设 “神舟”七号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t，若地球表面的重力加速度为g，地
15、球半径为R，求：(1)飞船的圆轨道离地面的高度；(2)飞船在圆轨道上运行的速率。15（1）；（2）解析：（1）， ， ，联立得圆轨道离地高度为：（2）考点：万有引力与航天16【2014安徽省六校教育研究会高三素质测试】在半径R5 000 km的某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量m0.2 kg的小球，从轨道AB上高H处的某点由静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应的F大小，F随H的变化关系如图乙所示求：（1）圆轨道的半径及星球表面的重力加速度（2）该星球的第一宇宙速度。 专题6 万有引
16、力定律一、单项选择题1.【2014江西长治二中高三第二次月考】如图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨道上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为。万有引力常量为G，则A.发射卫星b时速度要大于11.2km/sB.卫星a的机械能大于卫星b的机械能C.卫星a和b下一次相距最近还需经过D.若要卫星c与b实现对接，可让卫星c加速【来源：全,品中&高*考+网】2.【2014江西重点中学盟校高三第二次联考】在四川汶川的抗震救灾中，我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统，在抗震救灾中发挥了巨大作用北斗导航
17、系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能“北斗”系统中两颗工作星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置（如图所示）若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R不计卫星间的相互作用力则以下判断中正确的是（ ）A.这两颗卫星的加速度大小相等，均为 B.卫星1向后喷气就一定能追上卫星2C.卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为 D.卫星1中质量为m的物体的动能为2.C解析：对于地球表面的物体，根据万有引力等于重力，则有，对于绕地球运行3.【2014江西南昌三中高三第二次月考】如图所示，如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运
18、动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为1，金星转过的角度为2(1、2均为锐角)，则由此条件不可求得（）A水星和金星绕太阳运动的周期之比 B水星和金星的密度之比C水星和金星到太阳中心的距离之比 D水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比考点： 天体运动知识4.【2014江西南昌三中高三第二次月考】关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( )A.伽利略发现了行星运动的规律 B牛顿发现了万有引力定律，并计算出太阳与地球之间的引力大小C.笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献D亚里士多德认为必须有力的作用物体才能运动；哥白尼发现了行星沿椭圆轨道运行5.【201
19、3湖南五市十校高三联考】（2012福建）一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N已知引力常量为G，则这颗行星的质量为（）A. B. C. D. 6.【2014湖南长沙市四所一中高三11月联考】最近美国宇航局公布了开普勒探测器最新发现的一个奇特的行星系统，命名为“开普勒-11行星系统”，该系统拥有6颗由岩石和气体构成的行星围绕一颗叫做“kepler-11”的类太阳恒星运行。经观测，其中被称为“kepler-11b”的行星与“kepler-11”之间的距离是地日距离的，“kepler-11
20、”的质量是太阳质量的倍，则“kepler-11b”的公转周期和地球公转周期的比值是：（ ）A B C D7.【2013湖北黄冈等七市高三联考】不久前欧洲天文学家在太阳系外发现了一颗可能适合人类居住的行星，该行星的质量是地球质量的5倍，直径是地球直径的1.5倍。设想在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为Ek1，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为Ek2，则Ek1:Ek2为A. 7.5 B. 3.33 C. 0.3 D. 0.138.【2013湖北重点中学高三联考】关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是A分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的
21、周期B沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同D沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合9.【2014河南豫东、豫北十所名校高三二次联考】假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，不考虑地球自转的影响，距离地球球心为r处的重力加速度大小可能为如下图像中的哪一个进而结合万有引力公式求解10.【2014河南豫东、豫北十所名校高三二次联考】2012年10月25日，我国第16颗北斗导航卫星升空，北斗卫星导航系统是继美GPS和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航
22、系统。这些卫星中含有地球轨道卫星、地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星，其中地球静止轨道卫星是位于赤道上空的同步卫星，倾斜地球同步轨道卫星的轨道平面与赤道平面有一定的夹角，其周期与地球自转周期相同。这些卫星的轨道均可看做圆。以下关于倾斜地球同步轨道卫星的说法正确的是A如果它受到意外撞击速度变小，其轨道将变大B它的运行速度比第一宇宙速度大C它的向心加速度大小和位于赤道上空的同步卫星的向心加速度大小相等D若倾斜角度适当，该卫星可以始终位于河南郑州的正上方11.【2013河南河大附中高三11月月考】万有引力定律和库仑定律都遵循平方反比律，在处理有关问题时可以将它们进行类比。例如电场中反映各点电场强
23、弱的物理量是电场强度，其定义式为E=F/q，在引力场中可以有一个类似的物理量来反映各点引力场的强弱，设地球质量为M，半径为R，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G，如果一个质量为m的物体位于距离地心2R处的某点，则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是A B C D 12.【2014河南长葛三中高三上学期第一次考试】在汶川地震的抗震救灾中，我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统发挥了巨大作用，该系统具有导航、定位等功能，“北斗”系统中两颗质量不相等的工作卫星沿同一轨道绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，如图所示，若卫星均沿顺时针方向运行，地球
24、表面的重力加速度为g，地球半径为R，AOB60，则以下判断不正确的是( )A.这两颗卫星的加速度大小相等 B.卫星1向后喷气就一定能追上卫星2C.卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为D.卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做功为零 13.【2014河北正定中学高三第三次月考】太阳围绕银河系中心的运动可视为匀速圆周运动，其运动速度约为地球公转速度的7倍，轨道半径约为地球公转轨道半径的2109倍，为了粗略估算银河系中恒星的数目，可认为银河系中所有恒星的质量都集中在银河系中心，且银河系中恒星的平均质量约等于太阳质量，则银河系中恒星数目约为A109B1011C1013D101515.【2013
25、河北唐山高三4月二模】海王星有13颗已知的天然卫星。现认为海卫二绕海王星沿圆轨道匀速运转，已知海卫二的质量2.0l019kg，轨道半径为5.5106km，运行的周期为360天，万有引力常量G=6.67l01lNm2/kg2。则海王星的质量大约为A1.01017kg Bl.0l026kg C2.0l01lkg D2.0l019kg16.【2014河北衡水2014高三上学期期中】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GB第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行
26、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牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础二、多项选择题18.【2013陕西西安一中高三下学期期中考试】我国已成功发射多颗卫星，为实现国人的飞天梦想提供了大量的信息、科技支持。嫦娥一号的成功发射，标志着我国新的航天时代的到来。已知发射的卫星中，卫星A是极地圆形轨道卫星，卫星B是地球同步卫星，二者质量相同，且卫星A的运行周期是卫星B的一半。根据以上相关信息，比较这两颗卫星，下列说法中正确的是（ ）A.卫星B离地面较近，卫星A离地面较远B.正常运行
27、时卫星A的线速率比卫星B的线速率大C.卫星A和卫星B由西昌卫星发射中心发射时卫星A比卫星B的发射难度大D.卫星A对地球的观测范围比卫星B的观测范围大19.【2014江西南昌三中高三第二次月考】“神舟”十号载人航天发射控制中心的大屏幕上出现的一幅飞船运行轨迹图如下，它记录了飞船在地球表面垂直投影的位置变化；图中表示一段时间内飞船绕地球沿圆周飞行四圈，依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹、，图中分别标出了各地点的经纬度。通过观察此图，某同学发现，飞船绕地球环绕一周的过程中，地球大约自转22.5o。已知地球半径为6.4103km，依据上述信息可估算出：( )A该卫星比地球同步卫星距离地面的高度要高 B
28、该卫星离地高度大约6.4103kmC该卫星离地高度大约300km D该卫星周期约为1.5小时20.【3013河南十所名校高三第三次联考】2012年8月25日23时27分，经过77天的飞行，“嫦娥二号”在世界上首次实现从月球轨道出发，受控准确进入距离地球约150万公里远的太阳与地球引力平衡点拉格朗日L2点的环绕轨道。拉格朗日L2点位于太阳与地球连线的延长线上，“嫦娥二号”位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，下列说法正确的是A“嫦娥二号”在该点处于平衡状态B“嫦娥二号”需要的向心力仅由太阳提供C“嫦娥二号”运动的周期等于地球的周期D“嫦娥二号”如果想到离太阳更远的深空进行
29、探测必须继续加速21.【2014河北唐山一中高三第二次调研】为了迎接太空时代的到来，美国国会通过一项计划：在2050年前建造成太空升降机，就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上，另一端系住升降机，放开绳，升降机能到达地球上，科学家可以控制卫星上的电动机把升降机拉到卫星上。已知地球表面的重力加速度g=10m/s2，地球半径R6400km，地球自转周期为24h。某宇航员在地球表面测得体重为800N，他随升降机垂直地面上升，某时刻升降机加速度为10m/s2，方向竖直向上，这时此人再次测得体重为850N，忽略地球公转的影响，根据以上数据( )A可以求出升降机此时所受万有引力的大小 B可以求出此时宇航员的动
30、能 C可以求出升降机此时距地面的高度 D如果把绳的一端搁置在同步卫星上，可知绳的长度至少有多长22.【2014河北衡水2014高三上学期期中】发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于A点，轨道2、3相切于B点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）A卫星在轨道1上的运行速率大于轨道3上的速率B卫星在轨道1上的角速度小于在轨道3上的角速度C卫星在椭圆轨道2上经过A点时的速度大于7.9 km/sD卫星在椭圆轨道2上经过B点时的加速度等于它在轨道3上经过B点时的加速度23.
31、【2013河北沧州五校第二次高三联考】2012年6月18日，“神舟九号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实现自动交会对接。设地球半径为R，地面重力加速度为g 。对接成功后“神州九号”和“天宫一号”一起绕地球运行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面高度约为，运行周期为T，则A对接成功后，“神舟九号”飞船里的宇航员受到的重力为零B对接成功后，“神舟九号”飞船的加速度为gC对接成功后，“神舟九号”飞船的线速度为D地球质量为3R324.【2014河北邯郸馆陶一中高三上学期期中】同步卫星离地球球心的距离为r，运行速率为v1，加速度大小为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a2，第一宇宙速度为v2
32、，地球半径为R，则( ). (A)a1:a2=r:R (B)a1:a2=R2:r2 (C)v1:v2=R2:r2 (D)三、非选择题25.【2014河北邯郸馆陶一中高三上学期期中】（10分）宇航员站在某一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球。经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L。若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为L。已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常数为G。求该星球的质量M。26.【2013湖北重点中学高三联考】物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为的质点距离质量为M0的
33、引力源中心为时。其引力势能（式中G为引力常数）。现有一颗质量为的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行，由于受高空稀薄空气的阻力作用，卫星的圆轨道半径从缓慢减小到。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，求此过程中卫星克服空气阻力做功。（用m、R、g、 表示）26.解析：27.【2013湖南五市十校高三联考】两个行星各有一个卫星绕其表面运行，已知两个卫星的周期之比为1：3，两行星半径之比为3：1，则：（1）两行星密度之比为多少？（2）两行星表面处重力加速度之比为多少？解得：g= ； 所以两行星表面处重力加速度之比为27：1。考点：万有引力定律的应用；人造卫星。28.【2014江西南昌三中高三
34、第二次月考】伽利略”木星探测器，从1989年10月进入太空起，历经6年，行程37亿千米，终于到达木星周围。此后在t秒内绕木星运行N圈后，对木星及其卫星进行考察，最后坠入木星大气层烧毁。设这N圈都是绕木星在同一个圆周上运行，其运行速率为V，探测器上的照相机正对木星拍摄到整个木星时的视角为（如图所示），设木星为一球体。求： （1）木星探测器在上述圆形轨道上运行时的轨道半径；（2）若人类能在木星表面着陆，至少以多大的速度将物体从其表面水平抛出，才不至于使物体再落回木星表面。 专题6 万有引力定律全国新课标卷有其特定的命题模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其
35、他省市的地方卷。为了给新课标全国卷考区广大师生提供一套专属自己的复习备考资料，物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料。本资料以全国新课标卷考区的最新名校试题为主，借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对全国新课标卷考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排，极限命制。备注：新课标卷专版所选试题和新课标卷专版所选试题不重复，欢迎同时下载使用。一单项选择题：1.【2014湖南五市十校联考】我国发射的“天宫一号”目标飞行器与发射的“神舟八号”飞船成功进行了第一次无人交会对接.假设对接前“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的轨道如图所示，虚线A代表“天宫一号”的轨道，虚线B代表“神舟八号”
36、的轨道，由此可以判断()A.“天宫一号”的运行速率小于“神舟八号”的运行速率B.“天宫一号”和“神舟八号”的运行速率均大于第一宇宙速度C.“天宫一号”的周期小于“神舟八号”的周期D.“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度【答案】 A【解析】试题分析: 由万有引力提供向心力得，=ma则得：v=；T=；a=；可知，轨道半径越大，运行速率越小，周期越大，向心加速度越小，故A正确，CD错误；第一宇宙速度是卫星环绕地球做圆周运动最大的运行速度故“天宫一号”和“神舟八号”的运行速率均小于第一宇宙速度故B错误考点： 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系2.【2014汝城一中11月月考】火星探测项
37、目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为T1，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2，火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为q，则T1与T2之比为（ ）A. B.C. D. 3.【2014湖南四县一中高三11月联考】最近美国宇航局公布了开普勒探测器最新发现的一个奇特的行星系统，命名为“开普勒-11行星系统”，该系统拥有6颗由岩石和气体构成的行星围绕一颗叫做“kepler-11”的类太阳恒星运行。经观测，其中被称为“kepler-11b”的行星与“kepler-11”之间的距离是地日距离的，“kepl
38、er-11”的质量是太阳质量的倍，则“kepler-11b”的公转周期和地球公转周期的比值是：（ ）A B C D 4.【2014西工大附中第一次适应性训练】“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A、B两颗均匀球形天体，两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是 A天体A、B的质量一定不相等B两颗卫星的线速度一定相等C天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径之比D天体A、B的密度一定不相等【答案】C【解析】 5.【2013西工大附中第四次适应性训练】星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为该星球的第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速
39、度v1的关系是。已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为A B C D6.【2014西安铁一中国际合作学校高三11月模拟】我国已成功发射多颗卫星，为实现国人的飞天梦想提供了大量的信息、科技支持。嫦娥一号的成功发射，标志着我国新的航天时代的到来。已知发射的卫星中，卫星A是极地圆形轨道卫星，卫星B是地球同步卫星，二者质量相同，且卫星A的运行周期是卫星B的一半。根据以上相关信息，比较这两颗卫星，下列说法中正确的是A.卫星B离地面较近，卫星A离地面较远B.正常运行时卫星A的线速率比卫星B的线速率大C.卫星A和卫星B由西昌卫星发
40、射中心发射时卫星A比卫星B的发射难度大D.卫星A对地球的观测范围比卫星B的观测范围大 7.【2014西安一中高三第一学期期末试题】经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线速度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1m232。则可知（ ）Am1、m2做圆周运动的角速度之比为23Bm1、m2做圆周运动的线速度之比为32Cm1做圆周运动的半径为Dm2做圆周运动的半径为【答案】C【解析】试题分
41、析：因双星系统的周期相同，根据可知双星的角速度相同，故A错误；根据万有引力定律及圆周运动公式可知，同时，故解得、，故C正确、D错误；根据可知，双星的线速度正比于半径之比为2:3，所以B错误；考点：万有引力定律及应用8.【2014西安一中高三第一学期期末试题】2011年11月3日，“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与“神州九号”交会对接。变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为R1、R2，线速度大小分别为、。则等于 ( )9.【2014新余高三上学期期末质检】科学家并不比常人有太多的
42、身体差异，只是他们善于观察，勤于思考，有更好的发现问题探究问题的毅力。下列规律或定律与对应的科学家叙述正确的是（ ）A伽利略与自由落体定律B开普勒与万有引力定律C爱因斯坦与能量守恒定律D牛顿与相对论10.【2014江西稳派名校学术联盟高三调研】 2013年12月2日1时30分，由月球车（如图甲）和着陆器组成的嫦娥三号月球探测器从西昌卫星发射中心升空，飞行约18min后，嫦娥三号进入如图乙所示的地月转移轨道AB，A为入口点，B为出口点。嫦娥三号在B点经过近月制动，进入距离月面100公里的环月圆轨道，然后择机在月球虹湾地区实现软着陆，展开月面巡视勘察。已知月球和地球的质量之比约为，图乙中环月圆轨道
43、的半径与地球半径之比约为，地球的第一宇宙速度约为7.9km/s，下列说法正确的是A. 嫦娥三号进入地月转移轨道前，在近地圆轨道运行的速度大于7.9km/sB. 嫦娥三号在图乙中环月圆轨道上做匀速圆周运动的线速度约为1.8km/sC. 携带月球车的着陆器在月球上着陆过程中一定处于失重状态D. 由于月球表面重力加速度较小，故月球车在月球上执行巡视探测任务时处于失重状态11.【2013临川二中、上高二中高三联考】欧洲天文学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住类地行星，命名为“格利斯581c”。该行星的质量约是地球的5倍，直径约是地球的1.5倍，现假设有一艘宇宙飞船临该星球表面附近轨道做匀速圆
44、周运动，下列说法正确的是（ ）A“格利斯581c”的平均密度比地球平均密度小B“格利斯581c”表面处的重力加速度小于9.8m/s2C飞船在“格利斯581c”表面附近运行时的速度小于7.9km/sD飞船在“格利斯581c”表面附近运行时的周期要比绕地球表面运行的周期小【答案】D【解析】试题分析：A、密度公式 得 ，所以“格利斯518c”的平均密度大于地球平均密度 故A错误；由mg得：g 得12.【2014吉安白鹭洲高三上学期期中考试】地球赤道地面上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）所受
45、的向心力为F2 ，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为2；地球同步卫星所受的向心力为F3 ，向心加速度为a3，线速度为v3 ，角速度为3；地球表面重力加速度为g ，第一宇宙速度为v ，假设三者质量相等，则下列结论正确的是 （ ）AF1F2F3 Ba1a2ga3 Cv1v2vv3 D132 ，又据可知环绕半径越大则万有引力越小，则故A选项错误。考点：本题考查对万有引力定律的应用。13.【2014桑植一中高三联考】“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟。已知引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2，月球半径约为1.7410
46、3km。利用以上数据估算月球的质量约为（ ）A8.11010kg B7.41013 kg C5.41019 kg D7.41022 kg14.【2013湖南怀化高三期末】2012年6月16日18时37分，神舟九号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。2012年6月18日11时左右转入自主控制飞行，14时左右与天宫一号实施自动交会对接。这是中国实施的首次载人空间交会对接。开始对接前,天宫一号在高轨道绕地球做匀速圆周运动,神舟九号飞船在低轨道以7.9/s的速度绕地球做匀速圆周运动。要实现成功对接以下说法正确的是A.“天宫一号”在停泊点对地的速度一定为零B.“神舟九号飞船”的运行周期是1小时C.“神舟九号
47、飞船”先加速再减速才可能与“天宫一号”对接D.“神舟九号飞船”返回过程中满足机械能守恒15.【2014怀化高三第一次调研】万有引力定律和库仑定律都遵循距离平方反比规律，在处理有关问题时可以将它们进行类比。例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度，其定义式为EF/q，F、q为检验点电荷受到的电场力和电量。在引力场中也可以有一个类似的物理量来反映各点引力场的强弱，设地球质量为M，半径为R，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G，如果一个质量为m的物体位于距离地心2R处的某点，则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是AB CD二多选题：16.【2013西安一中第一学期期末考试题】 假设太阳系中天
48、体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是（ ）A地球的向心力变为缩小前的一半B地球的向心力变为缩小前的C地球绕太阳公转周期与缩小前的相同D地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半17.【2014山西高三四校联考】气象卫星是用来拍摄云层照片，观测气象资料和测量气象数据的。我国先后自行成功研制和发射了“风云号”和“风云号”两颗气象卫星，“风云号”卫星轨道与赤道平面垂直并且通过两极，称为“极地圆轨道”，每12h巡视地球一周。“风云号”气象卫星轨道平面在赤道平面内，称为“地球同步轨道”，每24h巡视地球一周，则“风云号”卫星比“风云号
49、”卫星 A发射速度小 B线速度大 C万有引力小 D向心加速度大18.【2013山西沂州一中高三联考】一行星绕恒星作圆周运动。由天文观测可得，其运动周期为T，速度为v，引力常量为G，则A恒星的质量为 B行星的质量为C行星运动的轨道半径为 D行星运动的加速度为19.【2014太原五中12月高三月考】随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想；假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点。已知月球的半径为R,万有引力常量为G,则下列说法正确的是：A.月球表面的重力加速度为v0/t B.月球的质量为C.宇航员在月球表面获得的速度就可能离开月球表
50、面围绕月球做圆周运动D.宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为考点：竖直上抛运动 万有引力定律 牛顿第二定律20.【2014新余高三上学期期末质检】某同学画出“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的假想图如图所示，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道。由此假想图，可以判定下列选项错误的是( ) A“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率 B“天宫一号”的周期小于“神舟八号”的周期 C“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度 D“神舟八号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接21.【2013景德镇高三第二次质检】一宇宙飞船沿椭圆轨道绕
51、地球运行，机械能为E，通过远地点P时，速度为v，加速度大小为a，如图所示，当飞船运动到P时实施变轨，转到圆形轨道上运行，则飞船在轨道上运行时()A速度大于v B加速度大小为aC机械能等于E D机械能大于E【答案】ABD【解析】试题分析：当飞船运动到P时要加速实施变轨，所以速度大于v，AD正确；根据万有引力定律，加速度由飞船到地球的距离决定，所以加速度大小均为a，B选项正确。考点：ABD22.【2014桑植一中高三联考】2011年，我国计划在酒泉卫星发射中心用“长征二号F”运载火箭将“神舟八号卫星”送入太空预定轨道卫星的运动轨道为一椭圆，如图所示，地球的球心位于该椭圆的一个焦点上，A、B两点分别
52、是卫星运行轨道上的近地点和远地点若A点在地面附近，且卫星所受阻力可以忽略不计，则（ ）A运动到B点时其速率可能等于79km/sB运动到A点时其速率一定大于79km/sC若要卫星在B点所在的高度做匀速圆周运动,需在B点加速D若要卫星在B点所在的高度做匀速圆周运动，需在A点加速23.【2014吉林一中高三11月月考】1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”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，则（ ）A卫星在N点的速度小于79km/sB卫星在N点的速度大于79km/sC卫星
53、在M点的加速度大于N点的加速度D卫星在N点若再适当加速则可进入过N点的圆轨道运行【答案】ACD【解析】试题分析：79km/s是最小的发射速度，但是最大的环绕速度，所以卫星在N点的速度小于79km/s，A正确，B错误；卫星的加速度是由万有引力提供的，与地球的距离越大万有引力越小，加速度越小，所以M点的加速度大于N点的加速度，C正确；卫星在N点时做近心运动，要满足两者相等做圆周运动，可以适当加速，D正确。考点：本题考查了万有引力定律和圆周运动 24.【2014吉林一中高三11月月考】我国“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空，并获得了圆满成功发射的大致过
54、程是：先将卫星送入绕地椭圆轨道，再点火加速运动至月球附近被月球“俘获”而进入较大的绕月椭圆轨道，又经三次点火制动“刹车”后进入近月圆轨道，在近月圆轨道上绕月运行的周期是118分钟又知月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度（g=10m/s2）的1/6则（ ）A仅凭上述信息及数据能算出月球的半径B仅凭上述信息及数据能算出月球上的第一宇宙速度C仅凭上述信息及数据能算出月球的质量和密度D卫星沿绕地椭圆轨道运行时，卫星上的仪器处于完全失重状态三计算题：25.【2014怀化高三第一次调研】嫦娥三号将于今年12月发射，嫦娥三号及其月球车实现一系列重大突破，将完成在月球表面软着陆和巡视探测，实现中华民族五千
55、年来九天揽月的梦想。一位勤于思考的同学为探月机械人设计了如下实验：在月球表面以初速度v0竖直上抛出一个物体，测得物体的经过t时间落回。通过查阅资料知道月球的半径为R，引力常量为G，若物体只受月球引力的作用，上抛高度很小。求：(1)月球的质量(2)嫦娥三号在距月球表面高R处绕月球圆周运行的速率【答案】（1）；（2）26.【2014桑植一中高三联考】2009年12月，我国自主研制的第一颗为青少年服务的科学实验卫星“希望一号”在太原卫星发射中心升空“希望一号”卫星主要飞行任务是搭载青少年提出的“天圆地方”科学实验方案、建立业余无线电空间通讯及进行太空摄影由于是为我国青少年研制的第一颗科学实验卫星，有
56、关方面专门邀请了来自全国的50位热爱航天事业的中小学生到现场观看卫星发射的全过程（1）右图是某监测系统每隔25s拍摄的关于起始匀加速阶段火箭的一组照片已知火箭的长度为40m，用刻度尺测量照片上的长度,结果如图所示求火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大小（2）假设“希望一号”卫星整体质量2350千克，图示时段长征三号甲运载火箭质量200吨取g= 10 m/s2 ,求火箭的推力（3）已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，“希望一号”卫星在距地球表面高为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动求“希望一号”卫星环绕地球运行的周期（3）（4分）设“希望一号”卫星环绕地球运行的周期为T，由：G=联立（
57、1）（2）有 T= 考点：万有引力定律及其应用；牛顿第二定律；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系 专题6 万有引力定律（解析版）全国新课标卷有其特定的命题模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。为了给新课标全国卷考区广大师生提供一套专属自己的复习备考资料，物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料。本资料以全国新课标卷考区的最新名校试题为主，借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对全国新课标卷考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排，极限命制。备注：新课标卷专版所选试题和新课标卷专版所选试题不重复，欢迎同时下载使用。一、单项选择题：1.【
58、2013新洲一中等三校高三联考】北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，如图所示。若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力。以下判断中正确的是（ ）A这两颗卫星的向心加速度大小相等，均为 B卫星l由位置A运动至位置B所需的时间为C如果使卫星l加速，它就一定能追上卫星2D.如果卫星2减速，就一定能够与1对接接，C、D错误.考点：本题考查了万有引力与卫星问题。2.【2013武汉武昌区高三期末调研】以下叙述正确的是
59、A库仑在前人工作的基础上，通过定量实验研究，确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律 B电流通过导体产生的热量与电流、导体电阻和通电时间的规律是由欧姆最先发现的 C最先通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因的是牛顿 D万有引力定律是由开普勒发现的 3.【2013黄冈高三上学期期末考试】2012年10月，美国耶鲁大学的研究人员发现一颗完全由钻石组成的星球，通过观测发现该星球的半径是地球的2倍，质量是地球的8倍，假设该星球有一颗近地卫星，下列说法正确的是A该星球的密度是地球密度的2倍B该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍C该星球的近地卫星周期跟地球的近地卫星周期相等D
60、该星球近地卫星的速度是地球近地卫星速度的4倍考点：本题考查万有引力定律。4.【2014河南周口中英文学校高三月考】某星球与地球的质量比为a，半径比为b，则该行星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为 Aa/bBa/b2C ab2Dab【答案】B【解析】试题分析：若不考虑星球自转的影响，根据万有引力定律可得：，得，则故B正确考点：万有引力定律的应用。5.【2014河南周口中英文学校高三月考】下列说法正确的是A牛顿发现万有引力定律并精确测出了引力常量B哥白尼提出日心说，认为行星以椭圆轨道绕太阳运行C牛顿在归纳总结了伽利略、笛卡尔等科学家结论的基础上，得出了牛顿第一定律D亚里士多德提出了力是改变
61、物体运动状态的原因【答案】C【解析】试题分析：牛顿发现万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验精确测出了引力常量；哥白尼提出日心说，认为太阳是宇宙的中心；牛顿在归纳总结了伽利略、笛卡尔等科学家结论的基础上，得出了牛顿第一定律；亚里士多德提出了力是使物体运动的原因。选项C正确。考点：物理学史。6.【2014郑州高三第一次质量预测】一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度大小减小为原来的，则变轨前后卫星的A向心加速度大小之比为4：1 B角速度大小之比为2：1C周期之比为1：8 D轨道半径之比为1：2 7.【2014河南实验中学高三上学期物理】了解物理规律的发现过程，学会
62、像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合史实的是( )A伽利略在研究自由落体运动时采用了微量放大的方法B开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了万有引力定律C卡文迪许利用扭秤装置测定了引力常量的数值D牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动 8.【2013南阳五校高三联谊】一同学为探月宇航员估算环绕月球做匀速圆周运动的卫星的最小周期，想出了一种方法：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度为h，假设物体只受月球引力作用，又已知该月球的直径为d，则卫星绕月球做圆周运动的最小周期为（ ） A B C D 9.【2014开封高三第一次
63、模拟】哈勃望远镜被称作足人类观察宇宙的眼睛在l 990年4月25日哈勃天文望远镜被科学家送上距地球表面约600 km的高空使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行已知地球半径为64m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为36这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期以下数据中最接近其运行周期的是A0.6小时 B. 1.6小时 C. 4.0小时 D. 24小时【答案】B【解析】试题分析：不管是哈勃望远镜还是地球同步卫星，都是依靠地球对他们的万有引力提供向心力，即，周期，所以哈勃望远镜和同步卫星的周期比，整理可得，选项B对。考点：万有引力与航天10.【2014长葛
64、市第三实验高中第三次考试】关于同步卫星(它相对于地面静止不动)，下列说法中不正确的是().(A)它一定在赤道上空 (B)同步卫星的高度和速率是确定的值(C)它运行的线速度一定小于第一宇宙速度 (D)它运行的线速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 11.【2014唐山高三12份月考】已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍一飞行器绕地球做匀速圆周运动的周期为3小时。若地球半径为R，则该飞行器绕地心飞行的轨道半径最接近（ ）A0.83R B1.7R C1.9R D3.3R【答案】B【解析】试题分析：将开普勒第三定律用到地球系统，所有的卫星的轨道半径的三次方与公转周期的平方的比值都相等
65、，故：，解得：故选：B考点：开普勒第三定律.12.【2014河北冀州中学高三期中考试】物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。关于物理学发展过程中的认识，下列说法不正确的是（ ）A牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证B开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础C由于牛顿在万有引力定律方面的杰出成就，所以被称为能“称量地球质量”的人D19世纪40年代前后，不同国家、不同领域的十几位科学家，以不同的方式，各自独立地提出能量守恒定律，其中，迈尔、焦耳、亥姆霍兹的工作最有成效 13.【2
66、014河北冀州中学高三期中考试】太阳围绕银河系中心的运动可视为匀速圆周运动，其运动速度约为地球公转速度的7倍，轨道半径约为地球公转轨道半径的2109倍，为了粗略估算银河系中恒星的数目，可认为银河系中所有恒星的质量都集中在银河系中心，且银河系中恒星的平均质量约等于太阳质量，则银河系中恒星数目约为（ ）A109B1011C1013D1015二、多选题、14.【2013武汉武昌区高三期末调研】假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法，正确的是A飞船在轨道I上运动时的机械能大于在轨道II上运动时的机械能B飞船在轨道II上运
67、动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度 C飞船在轨道III上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道II上运动到P点时的加速度D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轨道I同样的轨道半径运动的周期相同 15.【2013黄梅一中高三理综测试】中俄联合火星探测器，2009年10月出发，经过3.5亿公里的漫长飞行，在2010年8月29日抵达了火星。双方确定对火星及其卫星“火卫一”进行探测。火卫一在火星赤道正上方运行，与火星中心的距离为9450km，绕火星1周需7h39min。若其运行轨道可看作圆形轨道，万有引力常量为G=6.6710-11Nm2/kg2，则由以上信息能确定的物理量
68、是 （ ）A火卫一的质量B火星的质量C火卫一的绕行速度D火卫一的向心加速度 16.【2013黄梅一中高三适应训练】2012年6月18日，神舟九号飞船与天官一号目标发生器在离地面343km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气。下列说法正确的是（ ）A为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用 17.【2014河南中原名校上学期联考】我国发射的探月卫星有一类为绕月极地
69、卫星。利用该卫星可对月球进行成像探测。如图8所示，设卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面的高度为H,绕行周期为TM; 月球绕地球公转的周期为TE，公转轨道半径为R0；地球半径为RE，月球半径为RM. 忽略地球引力、太阳引力对绕月卫星的影响，则下列说法正确的是A月球与地球的质量之比为B若光速为C，信号从卫星传输到地面所用时间为C由开普勒第三定律可得D由开普勒第三定律可得 18.【2014长葛市第三实验高中第三次考试】以下关于宇宙速度的说法中正确的是().(A)第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度(B)第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最小速度(C)人造地球卫星运行时的速度一定小于第二
70、宇宙速度(D)地球上的物体无论具有多大的速度都不可能脱离太阳的束缚 19.【2014河南实验中学高三上学期物理】如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨1然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1和2相切于Q点，轨道2和3相切于P点，设卫星在1轨道和3轨道正常运行的速度和加速度分别为v1、v3和a1、a3，在2轨道经过P点时的速度和加速度为v2和a2，且当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时周期分别为T1 、T2 、T3，以下说法正确的是( )A v1 v3 v2 B v1 v2 v3 C a1 a2 a3 D T1 T2 T3 【来源：全,品中
71、&高*考+网】 20.【2013黄冈高三6月适应考试】设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间为t. 登月后，宇航员利用身边的弹簧秤测出质量为m的物体重力为G1. 已知引力常量为G，根据以上信息可得到（ ）A. 月球的密度B. 飞船的质量C. 月球的第一宇宙速度D. 月球的自转周期 21.【2014河南实验中学高三上学期物理】根据观察，在土星外层有一个环，为了判断环是土星的连续物还是小卫星群。可测出环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系。下列判断正确的是：( )A.若v与R成反比，则环为连续物 B.若v2与R成正比，则环为小卫
72、星群【来源：全,品中&高*考+网】C.若v与R成正比，则环为连续物 D.若v2与R成反比，则环为小卫星群 22.【2014河北冀州中学高三期中考试】如图所示，如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为1，金星转过的角度为2(1、2均为锐角)，则由此条件可求得（）A水星和金星绕太阳运动的周期之比B水星和金星的密度之比C水星和金星到太阳中心的距离之比D水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比 23.【2014河北冀州中学高三期中考试】最近我国连续发射了多颗“北斗一号”导航定位卫星，预示着我国通讯技术的不断提高。该卫星处
73、于地球的同步轨道，假设其离地高度为h，地球半径为R，地面附近重力加速度为g，则有（ ）A该卫星运行周期为24h B该卫星所在处的重力加速度是C该卫星周期与近地卫星周期之比是 D该卫星运动动能是 24.【2013保定高三上学期调研】北京时间2012年2月25日凌晨O时12分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号 丙”运载火箭，将第十一颗“北斗”导航卫星成功送入太空预定转移轨道，这是一 颗地球静止轨道卫星.“北斗”导航卫星定位系统由静止轨道卫星（同步卫星)、中 轨道卫星和倾斜同步卫星组成，中轨道卫星轨道半径约为27900公里，静止轨道卫星的半径约为42400公里.（可供应用）.下列说法正确的是A.
74、静止轨道卫星的向心加速度比中轨道卫星向心加速度小B. 静止轨道卫星和中轨道卫星的线速度均大于地球的第一宇宙速度C. 中轨道卫星的周期约为12. 7hD. 地球赤道上随地球自转物体的向心加速度比静止轨道卫星向心加速度大 25.【2014衡水高三第四次调研】中国首颗月球探测卫星“嫦娥一号”简化后的路线示意图如图所示卫星由地面发射后，先经过地面发射轨道进入地球附近的停泊轨道做匀速圆周运动；然后从停泊轨道经过调控进入地月转移轨道；到达月球附近时，再次调控进入工作轨道做匀速圆周运动这时卫星将开始对月球进行探测已知地球与月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道与工作轨道的轨道半径之比为b则下列说法中正确的是（
75、）A卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为B卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为C卫星在停泊轨道运行的速度小于地球的第一宇宙速度D卫星从停泊轨道调控进入地月转移轨道过程卫星机械能守恒【答案】AC【解析】试题分析：卫星圆周运动的向心力由万有引力提供，则，可知A对B错；地球的第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，是地球卫星的最大运行速度，故C对；卫星从停泊轨道进入地月转移轨道过程中有其他形式的能量转化为机械能，机械能不守恒，D错。考点：万有引力定律及其应用、环绕速度三、计算题：26.【2014唐山高三12份月考】天文工作者观测到某行星的半径为R1，自转周期为T1，它有一颗卫星，轨道半径为R2，绕
76、行星公转周期为T2。若万有引力常量为G，求：（1）该行星的平均密度；（2）要在此行星的赤道上发射一颗质量为m的近地人造卫星，使其轨道平面与行星的赤道平面重合，且设行星上无气体阻力，则对卫星至少应做多少功？ 27.【2014河南周口中英文学校高三月考】“嫦娥一号” 的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似圆周，距月球表面的高度为H，飞行周期为T,月球的半径为R，万有引力常量为G，假设宇航员在飞船上,飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲， 在最低点附近作半径为r的圆周运动，宇航员质量是m，飞船经过最低点时的速度是v；。求：(1)月球的质量M是多大？
77、(2)经过最低点时，座位对宇航员的作用力F是多大？【来源：全,品中&高*考+网】 28.【2014武汉新洲区高三期末检测】(13分)2013年12月2日1时30分我国发射的“嫦娥三号”探月卫星于12月14日晚9时11分顺利实现了“月面软着陆”，该过程的最后阶段是:着陆器离月面h高时速度减小为零,为防止发动机将月面上的尘埃吹起,此时要关掉所有的发动机，让着陆器自由下落着陆己知地球质量是月球质量的81倍,地球半径是月球半径的4倍，地球半径R0=6.4X106m，地球表面的重力加速度g0=10m/s2，不计月球自转的影响(结果保留两位有效数字).(1)若题中h=3.2m，求着陆器落到月面时的速度大小
78、；(2)由于引力的作用，月球引力范围内的物体具有引力势能理论证明，若取离月心无穷远处为引力势能的零势点，距离月心为r的物体的引力势能，式中G为万有引力常数，M为月球的质量，m为物体的质量求着陆器仅依靠惯性从月球表面脱离月球引力范围所需的最小速度【答案】（1）=3.6m/s（2）0=2.5103333m/s【解析】试题分析：(1)设月球质量为M、半径为R，月面附近重力加速为g，着陆器落到月面时的速度为忽略月球自转，在月球表面附近质量为m的物体满足： （2分）设地球的质量为M0，同理有： （2分）着陆器自由下落过程中有：2=2gh （2分）由式并带入数据可得：=3.6m/s （3分）(2)设着陆器以速度0从月面离开月球，要能离开月球引力范围，则至少要运动到月球的零引力处，即离月球无穷远处。在着陆器从月面到无穷远处过程中，由能量关系得： （2分）由式并带入数据可得：0=2.5103333m/s （2分）考点：考查了万有引力定律的综合应用
