高中物理万有引力与航天练习题（含解析）.pdf

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1、高 中 物 理 万 有 引 力 与 航 天 练 习 题 学 校:一、单 选 题.姓 名:班 级:1.如 图 所 示，两 球 间 的 距 离 为 r,两 球 的 质 量 分 布 均 匀，质 量 大 小 分 别 为 期、半 径 大 小 分 别 为 八、门，则 两 球 间 的 万 有 引 力 大 小 为（）C.C 班 慢(fi+r2)2m1m2班 加 2D O-r(4+弓+rK2.2021年 5 月 1 5日，我 国 首 次 火 星 探 测 任 务 天 间 一 号 探 测 器 在 火 星 乌 托 邦 平 原 南 部 预 选 着 陆 区 成 功 软 着 陆。用 力 表 示 着 陆 器 与 火 星 表

2、面 的 距 离，用 尸 表 示 它 所 受 的 火 星 引 力 大 小，则 在 着 陆 器 从 火 星 上 空 向 火 星 表 面 软 着 陆 的 过 程 中，能 够 描 述 厂 随 为 变 化 关 系 的 大 致 图 像 是（）3.发 现 万 有 引 力 定 律 和 测 出 引 力 常 量 的 科 学 家 分 别 是（）A.牛 顿、卡 文 迪 许 B.开 普 勒、卡 文 迪 许 C.开 普 勒、库 仑 D.牛 顿、库 仑 4.经 典 力 学 有 一 定 的 局 限 性。当 物 体 以 下 列 速 度 运 动 时，经 典 力 学 不 再 适 用 的 是（）A.2.9xl03m/sC.2.9x1

3、0m/sB.2.9x10m/sD.2.9x10,m/s5.有 a、b、c、d 四 颗 地 球 卫 星，a 还 未 发 射，在 地 球 赤 道 上 随 地 球 一 起 转 动，8 在 近 地 轨 道 做 匀 速 圆 周 运 动，c 是 地 球 同 步 卫 星，是 高 空 探 测 卫 星，各 卫 星 排 列 位 置 如 图所 示。关 于 这 四 颗 卫 星，下 列 说 法 正 确 的 是（)a 的 向 心 加 速 度 等 于 重 力 加 速 度 gir。在 4 h 内 转 过 的 圆 心 角 是 当 C.在 相 同 时 间 内，这 四 颗 卫 星 中。转 过 的 弧 长 最 长 D.d做 圆 周

4、运 动 的 周 期 有 可 能 是 20小 时 6.2019年 10月 28日 发 生 了 天 王 星 冲 日 现 象，即 太 阳、地 球、天 王 星 处 于 同 一 直 线，此 时 是 观 察 天 王 星 的 最 佳 时 间。已 知 日 地 距 离 为 q,天 王 星 和 地 球 的 公 转 周 期 分 别 为 7和，则 天 王 星 与 太 阳 的 距 离 为（）C 唇。D.际 7.如 图 所 示，两 颗 人 造 卫 星 绕 地 球 逆 时 针 运 动，卫 星 1、卫 星 2 分 别 沿 圆 轨 道、椭 圆 轨 道 运 动，圆 的 半 径 与 椭 圆 的 半 长 轴 相 等，两 轨 道 相

5、交 于 4、8 两 点，某 时 刻 两 卫 星 与 地 球 在 同 一 直 线 上，如 图 所 示，下 列 说 法 中 正 确 的 是（）、地 球 A.两 卫 星 在 图 示 位 置 的 速 度 B.两 卫 星 在/处 的 加 速 度 大 小 不 相 等 C.两 颗 卫 星 可 能 在 或 6 点 处 相 遇 D.两 卫 星 永 远 不 可 能 相 遇 8.我 们 的 银 河 系 的 恒 星 中 大 约 四 分 之 一 是 双 星。某 双 星 是 由 质 量 不 等 的 星 体 酬 和 S?构 成，两 星 在 相 互 之 间 的 万 有 引 力 作 用 下 绕 两 者 连 线 上 某 一 定

6、点，做 匀 速 圆 周 运 动。由 天 文 观 察 测 得 其 运 动 周 期 为 A 到。点 的 距 离 为 彳，S1和 工 的 距 离 为，己 知 引 力 常 量 为 G。由 此 可 求 出 S2的 质 量 为（）试 卷 第 2 页，共 5 页4乃 2户（-4）GFB.4万、3GT2r4 3C-GTD.4万、2耳 GT2二、多 选 题 9.2018年 12月 8 日，肩 负 着 亿 万 中 华 儿 女 探 月 飞 天 梦 想 的 嫦 娥 四 号 探 测 器 成 功 发 射,实 现 了 人 类 航 天 器 首 次 在 月 球 背 面 巡 视 探 测，率 先 在 月 背 刻 上 了 中 国 足

7、 迹。已 知 月 球 的 质 量 为 以 半 径 为 此 探 测 器 的 质 量 为 期 引 力 常 量 为 G。嫦 娥 四 号 探 测 器 围 绕 月 球 做 半 径 为 r 的 匀 速 圆 周 运 动 时，探 测 器 的（）C.周 期 为 D.向 心 加 速 度 为 竽 G M R一 1 0.美 国“新 地 平 线”号 探 测 器，已 于 美 国 东 部 时 间 2006年 1 月 1 7日 1 3时（北 京 时 间 1 8日 1时）借 助“宇 宙 神 5”火 箭，从 佛 罗 里 达 州 卡 纳 维 拉 尔 角 肯 尼 迪 航 天 中 心 发 射 升 空，开 始 长 达 九 年 的 飞 向

8、 冥 王 星 的 太 空 之 旅。拥 有 3 级 发 动 机 的“宇 宙 神 5”重 型 火 箭 将 以 每 小 时 5.7 6万 千 米 的 惊 人 速 度 把“新 地 平 线”号 送 离 地 球，这 个 冥 王 星 探 测 器 因 此 将 成 为 人 类 有 史 以 来 发 射 速 度 最 高 的 飞 行 器，此 速 度（）A.大 于 第 一 宇 宙 速 度 B.大 于 第 二 宇 宙 速 度 C.大 于 第 三 宇 宙 速 度 D.小 于 并 接 近 第 三 宇 宙 速 度 11.2021年 7 月 和 1 0月，SpaceX公 司 星 链 卫 星 两 次 侵 入 中 国 天 宫 空 间

9、 站 轨 道，为 保 证 空 间 站 内 工 作 的 三 名 航 天 员 生 命 安 全，中 方 不 得 不 调 整 轨 道 高 度，紧 急 避 碰。2021年 10月 1 9日 至 2 3日，美 国 星 链 2305持 续 轨 道 变 化，中 国 空 间 站 于 10月 2 1日 3 点 16分 进 行 变 轨 规 避 风 险。图 示 为 1 0月 2 0日 至 2 3日 期 间 星 链 2305和 中 国 空 间 站 的 轨 道 距 离 地 面 高 度 数 据 图。假 设 除 开 变 轨 过 程，中 国 空 间 站 在 不 同 高 度 轨 道 上 都 是 绕 地 球 进 行 匀 速 圆 周

10、 运 动，则 下 列 说 法 正 确 的 是（）400；390-中 国 空 间 站 一-:二:；：1380L.高 度 匚 星 链 2303370：360；350：.i.1.）10月 20日。时 10月 21日 0时 10月 2 2日 0时 10月 23日。时 A.10月 21日 3 点 16分，发 动 机 向 前 喷 气 使 得 中 国 空 间 站 速 度 减 小 B.中 国 空 间 站 在 10月 22日 运 行 的 向 心 加 速 度 小 于 其 在 10月 20日 运 行 的 向 心 加 速 度 C.中 国 空 间 站 在 10月 22日 运 行 轨 道 的 周 期 大 于 其 在 10

11、月 20日 运 行 轨 道 的 周 期 D.中 国 空 间 站 与 地 球 的 连 线 和 星 链 2305与 地 球 的 连 线 在 相 同 时 间 内 扫 过 相 同 的 面 积 12.如 图 是 在 同 一 平 面 不 同 轨 道 上 运 行 的 两 颗 人 造 地 球 卫 星，设 它 们 运 行 的 周 期 分 别 是 尔 乙（本 乙），且 某 时 刻 两 卫 星 相 距 最 近，则 下 列 说 法 正 确 的 是（）A.两 卫 星 再 次 相 距 最 近 的 时 间 是，=尹 7TTB.两 卫 星 相 距 最 远 的 时 间 是 宇=2（1:珀 TTC.两 卫 星 再 次 相 距 最

12、 近 的 时 间 是=2（）D.两 卫 星 相 距 最 远 的 时 间 是 一 丁 丁，（其 中 左=0,1,2）2 72-/1三、填 空 题 13.人 造 地 球 卫 星 在 运 行 过 程 中 由 于 受 到 微 小 的 阻 力，轨 道 半 径 将 缓 慢 减 小。在 此 运 动 过 程 中，卫 星 所 受 万 有 引 力 大 小 将（填“减 小”或“增 大”）；其 动 能 将（填“减 小”或“增 大”）o14.设 探 测 器 绕 月 球 做 匀 速 圆 周 运 动 时，轨 道 半 径 为 r,速 度 大 小 为 外 已 知 月 球 半 径 为 R,引 力 常 量 为 G,忽 略 月 球

13、自 转 的 影 响，则 月 球 的 平 均 密 度 为，月 球 表 面 的 重 力 加 速 度 为。四、实 验 题 15.地 球 和 水 星 绕 太 阳 运 转 的 轨 道 可 近 似 看 作 是 圆 形，已 知 地 球 到 太 阳 的 距 离 为 水 星 到 太 阳 距 离 的 1 倍，那 么 地 球 和 水 星 绕 太 阳 运 转 的 线 速 度 之 比 为 多 少？16.下 列 3个 图 片 说 明 了 什 么 问 题 或 者 干 什 么 用，请 在 画 线 处 写 出 来：试 卷 第 4 页，共 5 页五、解 答 题 17.天 文 学 家 发 现 一 颗 小 行 星 沿 近 似 圆 形

14、 轨 道 绕 太 阳 运 行，测 得 该 轨 道 的 平 均 半 径 约 为 地 球 公 转 轨 道 半 径 的 3倍。这 颗 小 行 星 绕 太 阳 运 行 的 周 期 大 约 是 多 少 年？18.我 国 的 航 空 航 天 事 业 取 得 了 巨 大 成 就。根 据 新 闻 报 道 2025年 前 后，我 国 将 发 射 了“嫦 娥 六 号”探 月 卫 星。假 设“嫦 娥 六 号”的 质 量 为 加，它 将 绕 月 球 做 匀 速 圆 周 运 动 时 距 月 球 表 面 的 距 离 为 仇 已 知 引 力 常 量 G、月 球 质 量 材、月 球 半 径 见 求：(1)求 月 球 表 面

15、的 重 力 加 速 度 g;(2)“嫦 娥 六 号”绕 月 球 做 匀 速 圆 周 运 动 的 周 期 7；(3)求 月 球 的 第 一 宇 宙 速 度 分 19.如 图 所 示，有 A、B两 颗 卫 星 绕 同 颗 质 量 未 知，半 径 为”的 行 星 做 匀 速 圆 周 运 动，旋 转 方 向 相 同，其 中 A 为 近 地 轨 道 卫 星，周 期 为 刀，B 为 静 止 轨 道 卫 星，周 期 为&在 某 一 时 刻 两 卫 星 相 距 最 近，试 用 已 知 量 求 解 下 列 问 题：(引 力 常 量。为 已 知)(1)经 过 多 长 时 间，两 行 星 再 次 相 距 最 近？(

16、2)同 步 卫 星 离 地 面 的 高 度 A=?(3)该 行 星 的 平 均 密 度。=?:、M A;B参 考 答 案:1.D【详 解】两 球 质 量 分 布 均 匀，可 认 为 质 量 集 中 于 球 心，由 万 有 引 力 定 律 可 知 两 球 间 的 万 有 引 力 应 为 6+4+rY故 选 D o2.C【详 解】由 万 有 引 力 定 律 可 得（R+疗 着 陆 器 从 火 星 上 空 向 火 星 表 面 软 着 陆 的 过 程 中，随 着 为 减 小，尸 非 线 性 增 大，对 比 图 线 可 知，C选 项 的 图 像 符 合 题 意。故 选 C o3.A【详 解】牛 顿 根

17、据 行 星 的 运 动 规 律 推 导 出 了 万 有 引 力 定 律。经 100多 年 后，由 英 国 物 理 学 家 卡 文 迪 许 在 实 验 室 里 利 用 扭 秤 装 置 巧 妙 的 测 量 出 了 几 个 铅 球 间 的 引 力，从 而 第 一 次 较 为 准 确 的 得 到 万 有 引 力 常 量，A正 确，BCD错 误。故 选 A o4.D【详 解】经 典 力 学 只 适 用 于 宏 观、低 速 运 动 的 物 体，对 微 观、高 速（接 近 光 速）运 动 的 物 体 不 再 适 用，故 ABC错 误，D正 确。故 选 D。5.C【详 解】A.对 于 卫 星 a,根 据 万

18、有 引 力 定 律、牛 顿 第 二 定 律 可 得 G厂 Mm=mrco2+mg所 以 a 的 向 心 加 速 度 小 于 重 力 加 速 度 g,故 A 项 错；B.由 c 是 同 步 卫 星，可 知 c 在 4 方 内 转 过 的 圆 心 角 是 八 f c 4 c 7 10 2%=27r=T 24 3故 B 项 错；C.由 万 有 引 力 提 供 向 心 力，有 答 案 第 1页，共 2 4页 Mm mvG-r=-r r解 得 v=GM故 轨 道 半 径 越 大，线 速 度 越 小，故 卫 星 b 的 线 速 度 大 于 卫 星 C 的 线 速 度，卫 星 C 的 线 速 度 大 于 卫

19、 星 d 的 线 速 度，而 卫 星 a 与 同 步 卫 星 c 的 周 期 相 同，所 以 卫 星 c 的 线 速 度 大 于 卫 星 a 的 线 速 度，所 以 b 的 线 速 度 最 大，在 相 同 时 间 内，这 四 颗 卫 星 中 6转 过 的 弧 长 最 长,故 C 正 确;D.由 万 有 引 力 提 供 向 心 力，有 解 得 轨 道 半 径 r 越 大，周 期 越 长，故 卫 星 d 的 周 期 大 于 同 步 卫 星 c 的 周 期，故 D 项 错。故 选 C。6.A【详 解】根 据 题 意 可 知，天 王 星、地 球 绕 太 阳 做 匀 速 圆 周 运 动，由 开 普 勒

20、第 三 定 律 T2*解 得 天 王 星 与 太 阳 的 距 离 为 故 选 Ao7.D【详 解】A.匕 为 椭 圆 轨 道 的 远 地 点 速 度，加 速 做 离 心 运 动，才 能 达 到 以 匕 所 在 点 与 地 心 连 线 为 半 径 的 圆 周 轨 道，故 匕 速 度 小 于 对 应 圆 轨 道 的 环 绕 速 度，v,表 示 做 匀 速 圆 周 运 动 的 速 度,根 据 GMm答 案 第 2 页，共 24页可 知 匕 匕 故 A 错 误；B.两 个 轨 道 上 的 卫 星 运 动 到 4 点 时，所 受 的 万 有 引 力 产 生 加 速 度 GMr加 速 度 大 小 相 等，

21、故 B 错 误；CD.椭 圆 的 半 长 轴 与 圆 轨 道 的 半 径 相 同，根 据 开 普 勒 第 三 定 律 知，两 颗 卫 星 的 运 动 周 期 相 等,则 不 会 相 遇，故 D 正 确，C 错 误。故 选 D。8.D【详 解】设 星 体 Si和 S2的 质 量 分 别 为 见 和/所 以 C 呵 瓶 2r2得 m2-故 选 Do9.BC【详 解】A.根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力，有 G-得 线 速 度 v=故 A 错 误；B.根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力，有 MiG-2得 角 速 度 如 Si星 体 做 圆 周 运 动 的 向 心 力 由 万 有 引

22、 力 提 供,2 兀、2=式 T)44九 产 GT2v2=I D r GMn-二 m 3 2r GM故 B 正 确;答 案 第 3 页，共 24页C.根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力，有 得 周 期 故 C正 确；D.根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力，有 Mm得 向 心 加 速 度 GMa=p故 D错 误。故 选 BC。10.A B D【详 解】由 题 意 可 知 探 测 器 的 发 射 速 度 为 5.76xlO4,v=-km/s=1 okm/s3600而 第 一、二、三 宇 宙 速 度 分 别 为 7.9km/h、11.2km/m、16.7 k m/h,由 此 可 知

23、r 大 于 第 一、二 宇 宙 速 度，小 于 并 接 近 第 三 宇 宙 速 度，故 ABD正 确，C错 误。故 选 A B D o11.B C【详 解】A.1 0月 2 1日 3 点 16分，空 间 站 向 更 高 轨 道 变 轨 发 动 机 向 后 喷 气 使 得 中 国 空 间 站 速 度 增 大，A错 误；B C.中 国 空 间 站 在 1 0月 2 2日 运 行 的 高 度 大 于 在 10月 2 0日 运 行 的 高 度，向 心 加 速 度 小 于 其 在 1 0月 2 0日 运 行 的 向 心 加 速 度，周 期 大 于 其 在 1 0月 2 0日 运 行 轨 道 的 周 期，

24、BC正 确；D.变 轨 过 程 中 空 间 站 有 动 力 飞 行，故 中 国 空 间 站 与 地 球 的 连 线 和 星 链 2305与 地 球 的 连 线 在 相 同 时 间 内 扫 过 的 面 积 不 同，D错 误；故 选 BC。12.A D【详 解】A C.两 卫 星 再 次 相 距 最 近 时，运 行 周 期 短 的 卫 星 比 周 期 长 的 卫 星 正 好 多 运 行 一 圈,答 案 第 4 页，共 2 4页即 转 动 的 角 度 相 差 2 n,所 以 有 解 得 2%2万,t-1=2兀 工 T2肛 T T 故 A 正 确，C 错 误;BD.两 卫 星 相 距 最 远 时，运

25、行 周 期 短 的 卫 星 比 周 期 长 的 卫 星 正 好 多 运 行 4 圈 加 半 圈，即 转 动 的 角 度 相 差（2A+1）万（其 中=0,1,2）,所 以 有 2 万 273r/_.、t-1=(24+1)不 7；n/解 得 2k+,丁 音（其 中 f）故 B 错 误，D 正 确。故 选 AD。增 大 增 大【详 解】1 根 据 万 有 引 力 公 式 尸=GM，n,当 轨 道 半 径 r 减 小 的 过 程 中，万 有 引 力 增 大。2 根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力 有 GMm v2-=tnr r根 据 动 能 表 达 式 有 Ek=-m v2k 2联 立 解

26、得 _ GMm当 轨 道 半 径 r 减 小 的 过 程 中，卫 星 动 能 增 大。.4 3v2r v r14.-T 4-GR3 R2【详 解】口 2 根 据 万 有 引 力 定 律 和 牛 顿 第 二 定 律 可 得 GMm mv2又 答 案 第 5 页，共 24页4,M=3解 得 3v2rp=-r由 于 GMmRi=mg联 立 可 得 v2r【详 解】设 地 球 绕 太 阳 运 转 的 半 径 为 凡，周 期 为 工，水 星 绕 太 阳 运 转 的 半 径 为 冬,周 期 为“，由 开 普 勒 第 三 定 律 得 邛 T；因 为 地 球 与 水 星 均 绕 太 阳 做 匀 速 圆 周 运

27、 动，可 得 W%联 立 可 得 A=IK=1 1v2 N R vi316.研 究 小 球 做 平 抛 运 动 的 规 律 物 体 的 速 度 足 够 大 时，将 不 会 落 回 地 面 探 究 弹 力 做 的 功 与 速 度 的 关 系【详 解】图（1）是 研 究 小 球 做 平 抛 运 动 的 规 律 描 出 的 点 迹；图（2）是 说 当 物 体 的 速 度 足 够 大 时，将 不 会 落 回 地 面；图（3）是 探 究 弹 力 做 的 功 与 速 度 的 关 系 实 验 的 装 置.17.5.2 年【详 解】根 据 开 普 勒 第 三 定 律 有 解 得 鼠 一 R 行 7 2 rp2

28、/地/行 答 案 第 6 页，共 2 4页4=3 6 年 a 5.2年 好 攀；7 号 户 GM【详 解】（1）月 球 表 面，根 据 万 有 引 力 等 于 重 力 Mm解 得，月 球 表 面 的 重 力 加 速 度 GMg=F(2)“嫦 娥 六 号”绕 月 球 做 匀 速 圆 周 运 动，由 万 有 引 力 提 供 向 心 力 得 GMm=年 4万 2解 得(3)在 月 球 表 面 环 绕 月 球 做 匀 速 圆 周 的 速 度 为 月 球 第 一 宇 宙 速 度，由 万 有 引 力 提 供 向 心 力 得 GMm _ mv2解 得 V=GM19.(1)3n y 一%。=近【详 解】（1）

29、卫 星 绕 行 星 做 匀 速 圆 周 运 动，设 行 星 质 量 为 也 根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力 有 GMm 4/r得 周 期 T=2/r.GM某 时 刻 两 卫 星 相 距 最 近，则 可 知 经 过 时 间 力 两 卫 星 再 次 相 距 最 近 时:A 卫 星 比 B 卫 星 多 转 过 2）弧 度，有 答 案 第 7 页，共 24页2 24、-)r=2/解 得 57-（2）卫 星 做 匀 速 圆 周 运 动 万 有 引 力 提 供 向 心 力 有 GMm 4病 rA 为 近 地 轨 道 卫 星，周 期 为 刀,对 行 星 有 GT；同 步 卫 星 周 期 为 心，

30、有=R+h所 以 同 步 卫 星 离 地 面 的 高 度 仁“R（3）根 据 密 度 的 定 义 得 行 星 的 平 均 密 度 M 34PVG7高 考 物 理 一 轮 复 习 天 体 运 动 专 题 检 测（带 答 案）1.（2014 福 建 高 考）若 有 一 颗“宜 居”行 星，其 质 量 为 地 球 的 p 倍，半 径 为 地 球 的 q 倍，则 该 行 星 卫 星 的 环 绕 速 度 是 地 球 卫 星 环 绕 速 度 的（）A.1倍 B.3倍 C 7 倍 D5.倍 2.（2015 宜 春 模 拟）2014年 3 月 8 日 凌 晨，从 吉 隆 坡 飞 往 北 京 的 马 航 MH3

31、70航 班 起 飞 后 与 地 面 失 去 联 系，机 上 有 1 5 4名 中 国 人。之 后，中 国 紧 急 调 动 了 海 洋、风 云、高 分、遥 感 等 4 个 型 号 近 1 0颗 卫 星 为 地 面 搜 救 行 动 提 供 技 术 支 持。假 设 答 案 第 8 页，共 24页“高 分 一 号”卫 星 与 同 步 卫 星、月 球 绕 地 球 运 行 的 轨 道 都 是 圆，它 们 在 空 间 的 位 置 示 意 图 如 图 1所 示。下 列 有 关“高 分 一 号”的 说 法 正 确 的 是（）A.其 发 射 速 度 可 能 小 于 7.9 km/sB.绕 地 球 运 行 的 角

32、速 度 比 月 球 绕 地 球 运 行 的 大 C.绕 地 球 运 行 的 周 期 比 同 步 卫 星 的 大 D.在 运 行 轨 道 上 完 全 失 重，重 力 加 速 度 为 0对 点 训 练：卫 星 运 行 参 量 的 分 析 与 比 较 3.（2014 浙 江 高 考）长 期 以 来“卡 戎 星（Charon）”被 认 为 是 冥 王 星 唯 一 的 卫 星，它 的 公 转 轨 道 半 径 rl=19 600 km,公 转 周 期 Tl=6.39天。2006年 3 月，天 文 学 家 新 发 现 两 颗 冥 王 星 的 小 卫 星，其 中 一 颗 的 公 转 轨 道 半 径 r2=48

33、 000 km,则 它 的 公 转 周 期 T2最 接 近 于（）A.15 天 B.25 天 C.35 天 D.45 天 4.（2015 赣 州 模 拟）如 图 2 所 示，轨 道 是 近 地 气 象 卫 星 轨 道，轨 道 是 地 球 同 步 卫 星 轨 道，设 卫 星 在 轨 道 和 轨 道 上 都 绕 地 心 做 匀 速 圆 周 运 动，运 行 的 速 度 大 小 分 别 是 vl和 v2,加 速 度 大 小 分 别 是 al和 2则（）图 2A.vlv2 alB.vlv2 ala2C.vlD.vla25.（多 选）截 止 到 2014年 2 月 全 球 定 位 系 统 GPS已 运 行

34、 了 整 整 25年，是 现 代 世 界 的 奇 迹 之 一。GPS全 球 定 位 系 统 有 24颗 卫 星 在 轨 运 行，每 个 卫 星 的 环 绕 周 期 为 12小 时。GPS系 统 的 卫 星 与 地 球 同 步 卫 星 相 比 较，下 面 说 法 正 确 的 是（）A.GPS系 统 的 卫 星 轨 道 半 径 是 地 球 同 步 卫 星 半 径 的 倍 B.GPS系 统 的 卫 星 轨 道 半 径 是 地 球 同 步 卫 星 半 径 的 倍 C.GPS系 统 的 卫 星 线 速 度 是 地 球 同 步 卫 星 线 速 度 的 倍 答 案 第 9 页，共 2 4页D.GPS系 统

35、的 卫 星 线 速 度 是 地 球 同 步 卫 星 线 速 度 的 倍 6.如 图 4 建 筑 是 厄 瓜 多 尔 境 内 的“赤 道 纪 念 碑”。设 某 人 造 地 球 卫 星 在 赤 道 上 空 飞 行，卫 星 的 轨 道 平 面 与 地 球 赤 道 重 合，飞 行 高 度 低 于 地 球 同 步 卫 星。已 知 卫 星 轨 道 半 径 为 r,飞 行 方 向 与 地 球 的 自 转 方 向 相 同，设 地 球 的 自 转 角 速 度 为 30,地 球 半 径 为 R,地 球 表 面 重 力 加 速 度 为 g,某 时 刻 卫 星 通 过 这 一 赤 道 纪 念 碑 的 正 上 方，该

36、卫 星 过 多 长 时 间 再 次 经 过 这 个 位 置？（）A.1B.2C.3 D.5对 点 训 练：卫 星 变 轨 问 题 分 析 7.我 国“嫦 娥 一 号”探 月 卫 星 发 射 后，先 在“24小 时 轨 道”上 绕 地 球 运 行（即 绕 地 球 一 圈 需 要 24小 时）；然 后，经 过 两 次 变 轨 依 次 到 达“48小 时 轨 道”和“72小 时 轨 道”；最 后 奔 向 月 球。如 果 按 圆 形 轨 道 计 算，并 忽 略 卫 星 质 量 的 变 化，则 在 每 次 变 轨 完 成 后 与 变 轨 前 相 比（）A.卫 星 动 能 增 大，引 力 势 能 减 小

37、B.卫 星 动 能 增 大，引 力 势 能 增 大 C.卫 星 动 能 减 小，引 力 势 能 减 小 D.卫 星 动 能 减 小，引 力 势 能 增 大 8.（多 选）（2013 全 国 卷）2012年 6 月 18日，神 舟 九 号 飞 船 与 天 宫 一 号 目 标 飞 行 器 在 离 地 面 343 km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

38、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 9.（多 选）（2015 青 岛 模 拟）我 国 于 2013年 12月 发 射 了“嫦 娥 三 号”卫 星，该 卫 星 在 距 月 球 表 面 H 处 的 环 月 轨 道 上 做 匀 速 圆 周 运 动，其 运 行 的 周 期 为 T,随 后“嫦

39、 娥 三 号”在 该 轨 道 上 A 点 采 取 措 施，降 至 近 月 点 高 度 为 h 的 椭 圆 轨 道 上，如 图 5所 示。若 以 R 表 示 月 球 的 半 径，忽 略 月 球 自 转 及 地 球 对 卫 星 的 影 响。则 下 述 判 断 正 确 的 是（）A.月 球 的 质 量 为 答 案 第 10页，共 2 4页B.月 球 的 第 一 宇 宙 速 度 为 C.“嫦 娥 三 号”在 环 月 轨 道 上 需 加 速 才 能 降 至 椭 圆 轨 道 D.“嫦 娥 三 号”在 图 中 椭 圆 轨 道 上 的 周 期 为 T对 点 训 练：宇 宙 多 星 系 统 问 题 10.（多

40、选）（2015 广 西 三 校 联 考）如 图 6所 示，两 颗 靠 得 很 近 的 天 体 组 合 为 双 星,它 们 以 两 者 连 线 上 的 某 点 为 圆 心，做 匀 速 圆 周 运 动，以 下 说 法 中 正 确 的 是（）A.它 们 做 圆 周 运 动 的 角 速 度 大 小 相 等 B.它 们 做 圆 周 运 动 的 线 速 度 大 小 相 等 C.它 们 的 轨 道 半 径 与 它 们 的 质 量 成 反 比 D.它 们 的 轨 道 半 径 与 它 们 的 质 量 的 平 方 成 反 比 11.（多 选）（2015 聊 城 模 拟）如 图 7所 示，甲、乙、丙 是 位 于 同

41、 一 直 线 上 的 离 其 他 恒 星 较 远 的 三 颗 恒 星，甲、丙 围 绕 乙 在 半 径 为 R 的 圆 轨 道 上 运 行，若 三 颗 星 质 量 均 为 M,万 有 引 力 常 量 为 G,则（）A.甲 星 所 受 合 外 力 为 B.乙 星 所 受 合 外 力 为 C.甲 星 和 丙 星 的 线 速 度 相 同 D.甲 星 和 丙 星 的 角 速 度 相 同 对 点 训 练：天 体 运 动 的 综 合 问 题 12.2014年 8 月 11日，天 空 出 现 了“超 级 月 亮”，这 是 月 球 运 动 到 了 近 地 点 的 缘 故。然 后 月 球 离 开 近 地 点 向

42、着 远 地 点 而 去，“超 级 月 亮”也 与 我 们 渐 行 渐 远。在 月 球 从 近 地 点 到 达 远 地 点 的 过 程 中，下 面 说 法 正 确 的 是（）A.月 球 运 动 速 度 越 来 越 大 B.月 球 的 向 心 加 速 度 越 来 越 大 C.地 球 对 月 球 的 万 有 引 力 做 正 功 D.虽 然 离 地 球 越 来 越 远，但 月 球 的 机 械 能 不 变 答 案 第 I I 页，共 2 4页13.（2015 东 北 三 省 四 市 模 拟）假 设 在 宇 宙 中 存 在 这 样 三 个 天 体 A、B、C,它 们 在 一 条 直 线 上，天 体 A 离

43、 天 体 B 的 高 度 为 某 值 时，天 体 A 和 天 体 B 就 会 以 相 同 的 角 速 度 共 同 绕 天 体 C 运 转，且 天 体 A 和 天 体 B 绕 天 体 C 运 动 的 轨 道 都 是 圆 轨 道，如 图 9 所 示。以 下 说 法 正 确 的 是（）A.天 体 A 做 圆 周 运 动 的 加 速 度 小 于 天 体 B 做 圆 周 运 动 的 加 速 度 B.天 体 A 做 圆 周 运 动 的 线 速 度 小 于 天 体 B 做 圆 周 运 动 的 线 速 度 C.天 体 A 做 圆 周 运 动 的 向 心 力 大 于 天 体 C 对 它 的 万 有 引 力 D.

44、天 体 A 做 圆 周 运 动 的 向 心 力 等 于 天 体 C 对 它 的 万 有 引 力 14.（2015 上 饶 模 拟）2013年 12月 2 日 1时 30分，搭 载 嫦 娥 三 号 探 测 器 的 长 征 三 号 乙 火 箭 点 火 升 空。假 设 为 了 探 测 月 球，载 着 登 陆 舱 的 探 测 飞 船 在 以 月 球 中 心 为 圆 心，半 径 为 rl的 圆 轨 道 上 运 动，周 期 为 T1,总 质 量 为 ml登 陆 舱 随 后 脱 离 飞 船，变 轨 到 离 月 球 更 近 的 半 径 为 r2的 圆 轨 道 上 运 动，此 时 登 陆 舱 的 质 量 为 m

45、2。最 终 在 月 球 表 面 实 现 软 着 陆、无 人 探 测 及 月 夜 生 存 三 大 创 新。若 以 R 表 示 月 球 的 半 径，忽 略 月 球 自 转 及 地 球 对 卫 星 的 影 响。则 下 列 有 关 说 法 正 确 的 是（）A.月 球 表 面 的 重 力 加 速 度 g 月=B.月 球 的 第 一 宇 宙 速 度 为 C.登 陆 舱 在 半 径 为 r2轨 道 上 的 周 期 T2=T1D.登 陆 舱 在 半 径 为 rl与 半 径 为 r2的 轨 道 上 的 线 速 度 之 比 为 15.（多 选）（2014-广 东 高 考）如 图 10所 示，飞 行 器 P 绕

46、某 星 球 做 匀 速 圆 周 运 动。星 球 相 对 飞 行 器 的 张 角 为 9 o 下 列 说 法 正 确 的 是（）A.轨 道 半 径 越 大，周 期 越 长 B.轨 道 半 径 越 大，速 度 越 大 C.若 测 得 周 期 和 张 角，可 得 到 星 球 的 平 均 密 度 D.若 测 得 周 期 和 轨 道 半 径，可 得 到 星 球 的 平 均 密 度 1.选 C 卫 星 绕 中 心 天 体 做 圆 周 运 动 时，万 有 引 力 充 当 向 心 力，即 G=m,得 丫=,可 见 环 绕 速 度 与 中 心 天 体 质 量 与 半 径 比 值 的 平 方 根 成 正 比，题

47、述 行 星 卫 星 的 环 绕 速 度 是 地 球 卫 星 环 绕 速 度 的 倍，C 项 正 确。答 案 第 12页，共 2 4页万 有 引 力 与 天 体 运 动 专 题 复 习 近 几 年 来，随 着 我 国 载 人 航 天 的 成 功、探 月 计 划 的 实 施、空 间 站 实 验 的 推 进 及 宇 宙 探 索 的 进 一 步 深 入，以 此 为 题 材 的 试 题 也 成 了 高 考 中 的 热 点 内 容，试 题 注 重 把 万 有 引 力 定 律 和 圆 周 运 动 结 合 起 来 进 行 综 合 考 查，要 求 考 生 有 较 强 的 运 算 推 理、信 息 提 取 能 力

48、和 应 用 物 理 知 识 解 决 实 际 问 题 的 能 力。天 体 运 动 问 题 的 处 理 方 法 处 理 天 体 的 运 动 问 题 时，一 般 来 说 建 立 这 样 的 物 理 模 型：中 心 天 体 不 动，环 绕 天 体 以 中 心 天 体 的 球 心 为 圆 心 做 匀 速 圆 周 运 动；环 绕 天 体 只 受 到 的 中 心 天 体 的 万 有 引 力 提 供 环 绕 天 体 做 匀 速 圆 周 运 动 的 向 心 力，结 合 牛 顿 第 二 定 律 与 圆 周 运 动 规 律 进 行 分 析，一 般 来 说 有 两 个 思 路：一 是 环 绕 天 体 绕 中 心 天

49、体 在 较 高 轨 道 上 做 匀 速 圆 周 运 动，所 需 要 的 向 心 力 由 万 有 引 力 提 供，即=mw2r=m r=man,二 是 物 体 绕 中 心 天 体 在 中 心 天 体 表 面 附 近 作 近 地 运 动，物 体 受 到 的 重 力 近 似 等 于 万 有 引 力，（R 为 中 心 天 体 的 半 径）。例 题：（2011天 津）质 量 为 勿 的 探 月 航 天 器 在 接 近 月 球 表 面 的 轨 道 上 飞 行，其 运 动 视 为 匀 速 圆 周 运 动。已 知 月 球 质 量 为 团 月 球 半 径 为/?,月 球 表 面 重 力 加 速 度 为 g,引

50、力 常 量 为 G，不 考 虑 月 球 自 转 的 影 响，则 航 天 器 的 A.线 速 度 B.角 速 度 C.运 行 周 期 D.向 心 加 速 度 解 析：万 有 引 力 提 供 卫 星 做 圆 周 运 动 的 向 心 力，航 天 器 在 接 近 月 球 表 面 的 轨 道 上 飞 行，代 入 相 关 公 式 即 可，正 确 答 案 为 AC。针 对 练 习 1：（2011浙 江）为 了 探 测 X 星 球，载 着 登 陆 舱 的 探 测 飞 船 在 该 星 球 中 心 为 圆 心，半 径 为 n 的 圆 轨 道 上 运 动，周 期 为 T”总 质 量 为 叫。随 后 登 陆 舱 脱