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
2、的是（）A二者线速度均大于 7.9 km/s B二者同方向运行，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 2/2 2D 3（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
3、 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，并使物体不再落回星球表面，那么至少要用的速度大小是（）ARtv0BtRv02CtRv0DRtv03.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
4、”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”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
5、 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23GT B月球的第一宇宙速度为2 rvTC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
6、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Av1v3Bv1v2Ca=aDT1T26.ABC7（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 g，其中正确的是A2203R gsB03RgsC20
7、24 33sTD20233sT7AC8.（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，万有引力常量 G 已知则下列说法正确的是（）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.AB火星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
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
9、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，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 g，月球绕地球运动的周期为 T
10、，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 R 月，万有引力常量为 G。试求出月球的质量 M月。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=32224TgR（2）设下落到月面的时间为 t，有 h=g 月t2/2，s=v0t，可得：g 月=2hv02/s2，又g 月=GM 月/R 月 2，故 M 月=2hR
11、 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gvt02，所以g=2v0/t；在火星表面，万有引力近似等于重力，所以有mgRGMm 2，联立上式，解得：GtRvM202。（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rTmrGMm222，又由第（1）问计算结果有GtRvM202，联立可得：3222032224tTRvGMTr。
