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‎2015高考物理二轮万有引力定律复习试卷（人教版）‎ 物理 ‎1.(2014江苏，2，3分)已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为(　　)‎ A.‎3.5‎ km‎/sB.5.0 km/sC.‎17.7 km/sD.‎35.2 km/s ‎[答案] 1.A ‎[解析] 1.航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动,由火星对航天器的万有引力提供航天器的向心力得 ‎=‎ 同理 =,所以 ·=‎ v火=·v地,而v地=‎7.9 km/s 故v火= km/s≈‎3.5 km/s,选项A正确。‎ ‎2.(2014福建，21，6分)如图13所示,飞行器P绕某星球做匀速圆周运动,星球相对飞行器的张角为θ,下列说法正确的是(　　)‎ 图13‎ 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 ‎[答案] 2.AC ‎[解析] 2.由G=mR得T=·2π,可知A正确。由G=m得v=,可知B错误。设轨道半径为R,星球半径为R0,由M=和V=π得ρ==,可判定C正确。当测得T和R而不能测得R0时,不能得到星球的平均密度,故D错误。‎ ‎3.(2014福建，14，6分)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.倍　　B.倍　　C.倍　　D.倍 ‎[答案] 3.C ‎[解析] 3.对于中心天体的卫星,G=m,v=,设行星卫星的环绕速度为v',地球卫星的环绕速度为v,则==,C正确。‎ ‎4.(2014安徽，14，6分)在科学研究中,科学家常将未知现象同已知现象进行比较,找出其共同点,进一步推测未知现象的特性和规律。法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时,曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。已知单摆摆长为l,引力常量为G,地球质量为M,摆球到地心的距离为r,则单摆振动周期T与距离r的关系式为(　　)‎ A.T=2πr　　B.T=2πr　　C.T=　　D.T=2πl ‎[答案] 4.B ‎[解析] 4.由单摆周期公式T=2π及黄金代换式GM=gr2,得T=2πr。‎ ‎5.(2014浙江，16，6分)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r1=19 ‎600 km,公转周期T1=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=48 ‎000 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 ‎[答案] 5.B ‎[解析] 5.由G=mr,解得T=2π,所以=,解得T2≈24.49天,所以B项正确。‎ ‎6.(2014山东，20，6分)2013年我国相继完成“神十”‎与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程。某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想:如图,将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到h高度的轨道上,与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接,然后由飞船送“玉兔”返回地球。设“玉兔”质量为m,月球半径为R,月面的重力加速度为g月。以月面为零势能面,“玉兔”在h高度的引力势能可表示为Ep=,其中G为引力常量,M为月球质量。若忽略月球的自转,从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为(　　)‎ A.(h+2R)　　B.(h+R)‎ C.　　D.‎ ‎[答案] 6.D ‎[解析] 6.对“玉兔”,由G=m得v=,动能Ek=mv2,势能Ep=且GM=R‎2g月,由功能关系知对“玉兔”做的功W=Ek+Ep=,故D项正确。‎ ‎7.(2014天津，3，6分)研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比(　　)‎ A.距地面的高度变大　　B.向心加速度变大　　C.线速度变大　　D.角速度变大 ‎[答案] 7.A ‎[解析] 7.同步卫星运行周期与地球自转周期相同,由G=m(R+h)·有h=-R,故T增大时h也增大,A正确。同理由=ma=m=m(R+h)ω2‎ 可得a=、v=、ω=,故h增大后a、v、ω都减小,B、C、D皆错误。‎ ‎8.(2014课标全国卷Ⅱ，18，6分)假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0,在赤道的大小为g;地球自转的周期为T,引力常量为G。地球的密度为(　　)‎ A. 　　B. ‎ C.　　D. ‎ ‎[答案] 8.B ‎[解析] 8.在地球两极处,G=mg0,在赤道处,G-mg=mR,故R=,则ρ==== ,B正确。‎ ‎9.(2014课标全国卷Ⅰ，19，6分)太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,天文学称为“行星冲日”。据报道,2014年各行星冲日时间分别是:‎1月6日木星冲日;‎4月9日火星冲日;‎5月11日土星冲日;‎8月29日海王星冲日;‎10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示,则下列判断正确的是(　　)‎ 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径(AU)‎ ‎1.0‎ ‎1.5‎ ‎5.2‎ ‎9.5‎ ‎19‎ ‎30‎ A.各地外行星每年都会出现冲日现象 B.在2015年内一定会出现木星冲日 C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半 D.地外行星中,海王星相邻两次冲日的时间间隔最短 ‎[答案] 9.BD ‎[解析] 9.设地球和地外行星的公转周期分别为T地和T星,公转轨道半径分别为r地和r星,由G=mr解得T=2π ‎,所以=,结合题给数据得T火≈1.84T地,T木≈11.86T地,T土≈29.28T地,T天王≈82.82T地,T海王≈164.32T地。设地外行星连续两次冲日的时间间隔为t,则t-t=2π,解得t==>T地=1年,故各地外行星不会每年都出现冲日现象,A项错误;t木==≈1.09年,而2014年木星冲日时间为‎1月6日,下次冲日时间应为2015年2月,B项正确;t天王==年≈1.01年,t土==年≈1.04年,C项错误;由t=知T星越大,t越小,故D项正确。‎ ‎10.（2014重庆杨家坪中学高三下学期第一次月考物理试题，2）“嫦娥一号” 于‎2009年3月1日下午4时13分成功撞月，从发射到撞月历时433天，标志我国一期探月工程圆满结束．其中，卫星发射过程先在近地圆轨道绕行3周，再长途跋涉进入近月圆轨道绕月飞行．若月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，月球半径为地球半径的，根据以上信息，下列说法错误的是(　　) ．‎ A．绕月与绕地飞行向心加速度之比为1∶6‎ B．绕月与绕地飞行周期之比为∶‎ C．绕月与绕地飞行周期之比为∶‎ D．月球与地球质量之比为1∶96‎ ‎[答案] 10.2．C ‎[解析] 10.：根据近地（近月）飞行时，重力提供圆周运动的向心力可得：a向=g，所以，故A正确；根据近地（近月）飞行时，重力提供圆周运动的向心力可得mg=mR（）2可得：周期T=，所以周期之比为：‎ ‎，故B正确、C错误；在星球表面重力和万有引力相等可知=mg，所以M=，所以月球和地球的质量之比为：，故D正确。‎ ‎11.（2014重庆名校联盟高三联合考试物理试题，2）火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（  ）‎ A．火星与木星公转周期相等 B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C．太阳位于木星运行椭圆轨道的某焦点上 D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 ‎[答案] 11.2．C ‎[解析] 11.：根据开普勒第三定律，，K为常数，火星与木星公转的半长轴不等，所以火星与木星公转周期不相等，故A错误；第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，故B错误；第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故C正确；第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，是对同一个行星而言，故D错误。‎ ‎12.（2014天津蓟县第二中学高三第一次模拟考试理科综合试题，7）地球同步卫星到地心的距离r可由求出，已知式中a的单位是m，b的单位是S，c的单位是m/s2，则（  ）‎ A、a是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的重力加速度 B、a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度 C、a是赤道周长，b是地球自转周期，c是同步卫星的加速度 D、a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面处的重力加速度 ‎[答案] 12.7．AD ‎[解析] 12.：物体在万有引力作用下做匀速圆周运动，其所需的向心力由万有引力提供，由G＝mr，整理得到r3=①，此表达式和题目所给的表达式还有不同之处，那么我们可以用黄金代换GM=gR2（R是地球半径）代入①得到：r3=‎ ‎；结合题目所给单位，a的单位是米，则a对应地球半径R，b的单位是秒，则b对应同步卫星的周期T，也是地球自转周期T，c的单位米每二次方秒，则c对应重力加速度g；故①④正确，②③错误。‎ ‎13.（2014天津蓟县邦均中学高三模拟理科综合能力测试，4）美国天文学家宣布，他们发现了可能成为太阳系第十大行星的以女神“塞德娜” 命名的红色天体，如果把该行星的轨道近似看作圆轨道，则它绕太阳公转的轨道半径约为地球绕太阳公转轨道半径的470倍，是迄今为止发现的离太阳最远的太阳系行星。该天体半径约为‎1000km，约为地球半径的，由此可以估算出它绕太阳公转的周期最接近（   ）‎ A．104年             B．470年 C．60年               D．15年 ‎[答案] 13.４．Ａ ‎[解析] 13.：根据开普勒周期定律有：所以得：T＝=×1年＝10189≈104年。‎ ‎14.（2014山西忻州一中、康杰中学、临汾一中、长治二中四校高三第三次联考理科综合试题，17）我国于‎2013年12月2日凌晨成功发射了“嫦娥三号” 月球探测器，‎12月10日21时20分，“嫦娥三号” 在环月轨道成功实施变轨控制，从‎100km×‎100km的环月圆轨道，降低到近月点‎15km、远月点‎100km的椭圆轨道，进入预定的月面着陆准备轨道，并于‎12月14日21时11分实现卫星携带探测器在月球的软着陆。下列说法正确的是（  ）‎ A．如果不考虑地球大气层的阻力，则“嫦娥三号” 的发射速度可以小于‎7.9km/s B．若已知“嫦娥三号” 在‎100km的环月圆轨道上飞行的周期及万有引力常量，则可求出月球的平均密度 C．若已知“嫦娥三号” 、“嫦娥一号” 各自绕月球做匀速圆周运动的高度（高度不同）、周期和万有引力常量，则可求出月球的质量、半径 D．“嫦娥三号” 为着陆准备而实施变轨控制时，需要通过发动机使其加速 ‎[答案] 14.17．C ‎[解析] 14.：在地球表面发射卫星的速度不得小于地球的第一宇宙速度‎7.9km/s，故A错误；根据万有引力等于向心力G＝mr，已知周期和轨道高度，不知道月球半径，无法计算月球质量，也无法计算月球体积，不能计算月球的密度，故B错误；设“嫦娥三号” 、“嫦娥一号” 各自绕月球做匀速圆周运动的高度（高度不同）分别为h3和h1、周期分别为T3和T1，月球的半径为R、质量为M，对“嫦娥一号” ，根据万有引力提供向心力有：，化简得GM＝(R+h1) 3；同理，对于“嫦娥三号”‎ ‎ ，有GM＝(R+h3) 3，以上两式中只有M和R两个未知数，故能计算出来，故C正确；“嫦娥三号” 为着陆准备而实施变轨控制时，需要通过发动机减速，使其受到的万有引力大于向心力做近心运动，故D错误。‎ ‎15.（2014山东潍坊高三3月模拟考试理科综合试题，16）如图所示，人造卫星A、B在同一平面内绕地心O做匀速圆周运动．已知A、B连线与A、O连线间的夹角最大为，则卫星A、B的角速度之比等于（  ）‎ ‎ ‎ ‎   A．‎ ‎   B．‎ ‎   C． ‎ ‎   D．‎ ‎[答案] 15.16．C ‎[解析] 15.：人造卫星A、B在同一平面内绕地心O做匀速圆周运动．已知A、B连线与A、O连线间的夹角最大为θ，如图：根据几何关系有RB=RAsinθ，根据开普勒第三定律有：，所以：，故选C．‎ ‎16.（2014山东青岛高三第一次模拟考试理综物理，16）‎2013年12月6日17时47分，在北京飞控中心工作人员的精密控制下，嫦娥三号开始实施近月制动，进入100公里环月轨道Ⅰ，‎2013年12月10日晚21: 20分左右，嫦娥三号探测器将再次变轨，从100公里的环月圆轨道Ⅰ，降低到近月点（B点）15公里、远月点（A点）100公里的椭圆轨道Ⅱ，为下一步月面软着陆做准备．关于嫦娥三号卫星下列说法正确的是（  ）‎ A．卫星在轨道Ⅱ上A点的加速度小于在B点的加速度 B．卫星沿轨道Ⅰ运动的过程中，卫星中的科考仪器处于失重状态 C．卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，在A点应加速 D．卫星在轨道Ⅱ经过A点时的动能小于在轨道Ⅱ经过B点时的动能 ‎[答案] 16.16. ABD ‎[解析] 16.： 卫星在轨道II上运动，A为远月点，B为近月点，卫星运动的加速度由万有引力产生a＝知，卫星在B点运行加速度大，故A正确；卫星在轨道I上运动，万有引力完全提供圆周运动向心力，故卫星中仪器处于完全失重状态，故B正确；卫星从轨道I变轨到轨道II的过程中卫星轨道要减小做近心运动，提供的向心力大于所需向心力G> m，又因在轨道I上运动时万有引力和向心力相等，故变轨时需在A点做减速运动，使得卫星满足G> m做近心运动，故C正确；卫星在轨道I上运动有：，在轨道II上经过A点有，由于万有引力大小相同，故在轨道II上的速度小于在轨道I上经过A点的速度，故D正确．‎ ‎17.（2013辽宁大连高三第一次模拟考试理科综合试题，20）如图所示，两个质量相同的物体A和B（可视为质点）用轻绳相连，分别以r和2r为半径围绕一个质量为M的天体做匀速圆周运动，两个物体与天体中心始终在同一直线上。已知万有引力常量为G，则下列说法正确的是（  ）‎ ‎  A．A、B运行的角速度 ‎  B． AB运行的角速度 ‎  C．由于两物体角速度相同，所以轻绳对A和B都有拉力的作用 ‎  D．由于物体处于完全失重状态，所以轻绳对A和B没有作用力 ‎[答案] 17.20．BC ‎[解析] 17.：设绳的拉力为T，天体质量为M，A的质量为m，B的质量为m′，由于两个物体与天体中心始终在同一直线上．可知周期相等，故角速度相等． 对A由万有引力提供向心力： −−T＝mrω2 对B由万有引力提供向心力可得：++T＝m′2rω2 解得，故A错误，B正确；由于两物体角速度相同，所以轻绳对A和B都有拉力的作用，故C正确，D错误。‎ ‎18.（2014江西重点中学协作体高三年级第一次联考，16）‎2013年12月15日4时35分，嫦娥三号着陆器与巡视器分离，“玉兔号” 巡视器顺利驶抵月球表面。如图所示是嫦娥三号探测器携“玉兔号” 奔月过程中某阶段运动示意图，关闭动力的嫦娥三号探测器在月球引力作用下向月球靠近，并将沿椭圆轨道在P处变轨进入圆轨道，已知探测器绕月做圆周运动轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，下列说法中正确的是（  ）‎ A．图中嫦娥三号探测器在P处由椭圆轨道进入圆轨道前后机械能守恒 B．嫦娥三号携玉兔号绕月球做圆周运动的过程中，玉兔号所受重力为零 C．嫦娥三号经椭圆轨道到P点时和经圆形轨道到P点时的加速度相等 D．由题中所给条件，可以求出月球的质量和密度 ‎[答案] 18.16．C ‎[解析] 18.：变轨的时候点火，发动机做功，所以“嫦娥三号” 卫星点火变轨，前后的机械能不守恒，而圆轨道上的各个位置机械能相等，A错；嫦娥三号携玉兔号绕月球做圆周运动的过程中处于完全失重状态，玉兔号所受重力完全提供其做圆周运动的向心力，B错；根据万有引力提供向心力G＝ma，得a＝，由此可知嫦娥三号经椭圆轨道到P点时和经圆形轨道到P点时的加速度相等 ，C正确；根据万有引力提供向心力得G＝mr，得月球的质量M=，因月球的半径未知，故无法求得月球的半径，即月球的密度不可求，D错。‎ ‎19.（2014江西省红色六校高三第二次联考，17）我国自主研制的“嫦娥三号” ，携带“玉兔” 月球车已于‎2013年12月2日1时30分在西昌卫星发射中心发射升空，落月点有一个富有诗意的名字——“广寒宫” 。若已知月球质量为M，半径为R，引力常量为G，以下说法正确的是（  ）‎ A．若在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最大运行速度为 B．若在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最小周期为2π C．若在月球上以较小的初速度v0竖直上抛一个物体，则物体上升的最大高度为 D．若在月球上以较小的初速度v0竖直上抛一个物体，则物体从抛出到落回抛出点所用时间为 ‎[答案] 19.17. C ‎[解析] 19.：卫星做匀速圆周运动，卫星受到的万有引力提供向心力，G＝m v=，当r=R时，运行的卫星的速度最大，所以沿圆形轨道运行的卫星的最大运行速度为，故A错误；卫星做匀速圆周运动，卫星受到的万有引力提供向心力， G＝mr，T＝2π ，当r=R时，运行周期最小，最小周期为2πR 所以轨道半径r越大，运行周期越大，卫星的最大周期无法确定，故B错误；根据月球表面重力等于万有引力得＝mg，所以月球表面重力加速度g=，在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体，物体上升的最大高度H==，故C正确; 在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体，物体落回到抛出点所用时间t==，故D错。  20.（2014江苏南通高三2月第一次调研测试物理试题，1）关于人造地球卫星，下列说法中正确的是（  ）‎ A．卫星离地球越远，角速度越大 B．卫星运行的瞬时速度可以大于‎7.9km/s C．同一圆轨道上运行的两颗卫星，线速度大小可能不同 D．地球同步卫星可以经过地球两极上空 ‎[答案] 20.1．B ‎[解析] 20.：由ω＝可得卫星离地球越远，角速度越小，A错；‎7.9km/s为第一宇宙速度，也是卫星做圆周运动的最大环绕速度，当做离心运动时，卫星的速度可以大于‎7.9km/s，B项正确；由v＝ 可得同一圆轨道上运行的两颗卫星，线速度大小一定相同，C项错；地球同步卫星位于赤道正上方，D项错。‎ ‎21.（2014吉林实验中学高三年级第一次模拟，16）‎2013年12月15日4时35分，嫦娥三号着陆器与巡视器分离，“玉兔号” 巡视器顺利驶抵月球表面。如图所示是嫦娥三号探测器携“玉兔号” 奔月过程中某阶段运动示意图，关闭动力的嫦娥三号探测器在月球引力作用下向月球靠近，并将沿椭圆轨道在B处变轨进入圆轨道，已知探测器绕月做圆周运动轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，下列说法中正确的是（  ）‎ A．图中嫦娥三号探测器正减速飞向B处 B．嫦娥三号在B处由椭圆轨道进入圆轨道必须点火减速 ‎ C．根据题中条件可以算出月球质量和密度 D．根据题中条件可以算出嫦娥三号受到月球引力的大小 ‎[答案] 21.16．B ‎[解析] 21.：嫦娥三号探测器在沿椭圆轨道飞向B处的过程中，月球对探测器的引力对飞船做正功，根据动能定理可知，探测器正加速速飞向B处，故A错误；椭圆轨道和圆轨道是不同的轨道，航天飞机不可能自主改变轨道，只有在减速后，做近心运动，才能进入圆轨道，故B正确；万有引力提供向心力G＝mr，得： ，既根据轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G计算出月球的质量．但是不知道月球的半径，所以不能计算出月球的体积，故不能计算出月球的密度，故C错误；由于不知道嫦娥三号探测器的质量，故不能计算出嫦娥三号受到月球引力的大小，故D错误。‎ ‎22.(武汉市2014届高中毕业生二月调研测试) ‎2013年12月2日1时30分，嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示。假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力。则：‎ A．若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可以计算出月球的密度 B．嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，应让发动机点火使其加速 C．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度 D．嫦娥三号在动力下降阶段，其引力势能减小 ‎[答案] 22.16．D ‎[解析] 22.A、根据万有引力提供向心力G＝mr，可以解出月球的质量M=，由于不知道月球的半径，无法知道月球的体积，故无法计算月球的密度．故A错误；嫦娥三号在环月段圆轨道上P点减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入进入环月段椭圆轨道，故B错误；嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点向Q点运动中，距离月球越来越近，月球对其引力做正功，故速度增大，即嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度小于Q点的速度，故C错误；嫦娥三号在动力下降阶段，高度下降，引力做正功，故引力势能减小，故D正确。‎ ‎23.(湖北省八校2014届高三第二次联考) 如图为嫦娥三号登月轨迹示意图。图中M点为环地球运动的近地点，N为环月球运动的近月点。a为环月运行的圆轨道, b为环月球运动的椭圆轨道，下列说法中正确的是 A．嫦娥三号在环地球轨道上的运行速度大于‎11.2km/s B．嫦娥三号在M点进入地月转移轨道时应点火加速 C．设嫦娥三号在圆轨道a上经过N点时的加速度为a1，在椭圆轨道b上经过N点时的加速度为a2，则a1＞ a2‎ D．嫦娥三号在圆轨道a上的机械能小于在椭圆轨道b上的机械能 ‎[答案] 23.19．BD ‎[解析] 23.地球的第二宇宙速度是‎11.2km/s，达到此值时，卫星将脱离地球的束缚，绕太阳运动，故嫦娥三号在环地球轨道上的运行速度不可能大于‎11.2km/s，故A错误； 嫦娥三号在M点点火加速，使万有引力小于向心力做离心运动，才能进入地月转移轨道，故B正确；根据万有引力和牛顿第二定律得G＝ma，有a＝，由此可知a1=a2．故C错误；嫦娥三号在圆轨道b上减速做近心运动才能进入轨道a，即b上的机械能大于a上的机械能，故D正确。‎ ‎24.(2014年哈尔滨市第三中学第一次高考模拟试卷) 我国于‎1986年2月1日成功发射了一颗地球同步卫星，于‎1999年12月20日又成功发射了“神舟号” 试验飞船，飞船在太空中飞行了21h，环绕地球运动了14圈，又顺利返回地面。假设卫星和飞船都做匀速圆周运动，那么卫星与飞船在各自轨道上运行时：‎ A．卫星离地面高度比飞船低 B．卫星运行周期比飞船大 C．卫星运动线速度比飞船大 D．卫星运动的加速度比飞船大 ‎[答案] 24.14．B ‎[解析] 24.根据万有引力提供向心力G＝mr得r＝，因为卫星运行周期比飞船大，所以卫星的轨道半径比飞船大，即卫星离地面高度比飞船大，故A错误；飞船的太空中飞行了21h，环绕地球运动了14圈，可以求出运动的周期为1.5h，而地球同步卫星的周期为24h，故B正确；根据万有引力提供向心力G＝m得v＝ ，卫星的轨道半径比飞船大，所以卫星的运动速度比飞船小，故C错误；根据万有引力提供向心力=ma得a=，卫星的轨道半径比飞船大，所以卫星的运动的加速度比飞船小，故D错误。‎ ‎25.（河南省豫东豫北十所名校2014届高中毕业班阶段性测试（四））‎2013年12月2日，我国成功发射“嫦娥三号” 探月卫星，如图所示为“嫦娥三号” 飞行轨道示意图。“嫦娥三号” 任务全过程主要经历5个关键飞控阶段，分别是：发射及入轨段；地月转移段；环月段；动力下降段；月面工作段。其中在环月段时要从圆轨道变换到椭圆轨道。下列 说法正确的是 ‎  A．“嫦娥三号” 的发射速度大于‎11.2 km/s ‎  B．由圆轨道变换到椭圆轨道时，“嫦娥三号” 要加速 ‎  C．由圆轨道变换到椭圆轨道时，“嫦娥三号” 绕月球运动的周期减小 ‎  D．“嫦娥三号” 在动力下降段处于失重状态 ‎[答案] 25.16．C ‎[解析] 25.嫦娥三号发射出去后绕地球做椭圆运动，没有离开地球束缚，故嫦娥三号的发射速度大于‎7.9km/s，小于‎11.2km/s，故A错误；嫦娥三号在圆轨道上做圆周运动万有引力等于向心力，要进入椭圆轨道需要做近心运动，使得在交界点所受万有引力大于圆周运动向心力，因为同在交界点万有引力不变，故嫦娥三号只有通过减速减小向心力而做近心运动进入椭圆轨道，故B错误；根据开普勒第三定律得 ‎，由圆轨道变换到椭圆轨道时，“嫦娥三号” 绕月球运动的周期减小，故C正确；“嫦娥三号” 在动力下降段做减速下降，即加速度方向向上，处于超重状态，故D错误。‎ ‎26.（桂林中学2014届三年级2月月考）太阳系的第二大行星土星的卫星很多，其中土卫五和土卫六绕土星的运动可近似看作圆周运动，下表是关于土卫五和土卫六两颗卫星的资料。两卫星相比：‎ 卫星 发现者 发现年份 距土星中心距离/km 质量/kg 直径/km 土卫五 卡西尼 ‎1672年 ‎527 000‎ ‎2.31×1021‎ ‎765‎ 土卫六 惠更斯 ‎1655年 ‎1 222 000‎ ‎1.35×1023‎ ‎2 575‎ A．土卫五绕土星运动的周期较小 B．土卫五绕土星运动的线速度较小 C．土卫六绕土星运动的角速度较大 D．土卫六绕土星运动的向心加速度较大 ‎[答案] 26.18．A ‎[解析] 26.设土星的质量为M，由开普勒第三定律，半径越大，周期越大，所以土卫五的公转周期小，故A正确；由卫星速度公式v＝ ，公转半径越大，卫星的线速度越小，则土卫六的公转线速度小，故B错误；由卫星角速度公式=，公转半径越小，角速度越大，则土卫五的公转角速度大，故C错误；由卫星向心加速度公式a=，公转半径越小，向心加速度越大，则土卫五的向心加速度大，故D错误。‎ ‎27.(河北省石家庄市2014届高中毕业班教学质量检测（二）) 太阳系中某行星A运行的轨道半径为R，周期为T，但科学家在观测中发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t发生一次最大的偏离。天文学家认为形成这种现象的原因可能是A外侧还存在着一颗未知行星B，它对A的万有引力引起A行星轨道的偏离，假设其运动轨道与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同，由此可推测未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为 ‎[答案] 27.18．A ‎[解析] 27.由题意可知：A、B相距最近时，B对A的影响最大，且每隔时间t发生一次最大的偏离，说明A、B相距最近，设B行星的周期为T0，未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为R0，则有（-）t=2π，解得T0=，据开普勒第三定律，得R0=,   故A正确，BCD错误。‎ ‎28.(河北衡水中学2013-2014学年度下学期二调考试) “北斗”‎ ‎ 卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星(同步卫星) 和30颗非静止轨道卫星组成，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星的高度约为‎21500Km，同步卫星的高度约为‎36000Km，下列说法正确的是（    ）‎ A．同步卫星的向心加速度比中轨道卫星向心加速度大 B．同步卫星和中轨道卫星的线速度均小于第一宇宙速度 C．中轨道卫星的周期比同步卫星周期小 D．赤道上随地球自转的物体向心加速度比同步卫星向心加速度大 ‎[答案] 28.15．BC ‎[解析] 28.向心加速度a=，由此可知，半径越大，加速度越小，同步卫星的轨道半径大于中轨道卫星的轨道半径，所以同步卫星的加速度比中轨道卫星的加速度小，故A错误；线速度v=，第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，中轨道卫星的高度约为‎21500Km，同步卫星的高度约为‎36000Km，所以同步卫星和中轨道卫星的线速度均小于第一宇宙速度，故B正确；周期T=2π ，由此可知，轨道半径越大，周期越大，同步卫星的轨道半径大于中轨道卫星的轨道半径，所以同步卫星的周期比中轨道卫星的周期大，故C正确；赤道上随地球自转的物体与同步卫星具有相同的角速度，由表达式a=ω2r得赤道上随地球自转的物体向心加速度比同步卫星向心加速度小，故D错误。‎ ‎29.(汕头市2014年普通高考模拟考试试题) “嫦娥三号” 卫星在距月球100公里的圆形轨道上开展科学探测，其飞行的周期为118分钟，若已知月球半径和万有引力常量，由此可推算 A．“嫦娥三号” 卫星绕月运行的速度     B．“嫦娥三号” 卫星的质量　　   ‎ C．月球对“嫦娥三号” 卫星的吸引力     D．月球的质量 ‎[答案] 29.19. AD ‎[解析] 29.轨道半径r=R+H，则卫星运行的线速度v=＝，故A正确；由于嫦娥三号卫星是环绕天体，根据万有引力提供向心力只能求出中心天体的质量，所以无法求出嫦娥三号的质量，故B错误；因为嫦娥三号的质量无法求出，所以无法得出月球对嫦娥三号的引力，故C错误；根据G＝mr得，月球的质量M=‎ ‎＝，故D正确。‎ ‎30.(2014年福州市高中毕业班质量检测) 质量为m的人造卫星绕地球做匀速圆周运动，已知轨道半径为r，引力常量为G，地球质量为M。该卫星的动能为 A．        B．        C．        D．‎ ‎[答案] 30.13．B  ‎ ‎[解析] 30.  G＝m可解得，卫星运行的动能为，B正确。‎ ‎31.(重庆市五区2014届高三学生学业调研抽测) 在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动的三颗卫星m1、m2、m3，轨道半径分别为r1、r2、r3，且，其中m2为同步卫星，若三颗卫星在运动过程中受到的向心力大小相等，则 A．三颗卫星中，m3的质量最小 B．三颗卫星中，m3的向心加速度最大 C．m1绕地球运动的周期可以是1小时 D．相同的时间内，m1通过的路程最大 ‎[答案] 31.3．D ‎ ‎[解析] 31.由于F万=可得，在向心力大小相等的情况下，由于r1< r2< r3，故m1< m2< m3．故A项错；由于F万=ma，由于万有引力相等，而m1< m2< m3，故a1> a2> a3，即卫星m3的加速度最小，故B项错；据万有引力提供向心力可得G＝mr，得T＝2π ，显然轨道半径越大，卫星运动的周期越大，故卫星m1的周期小于卫星m2的周期，而星2的周期为24小时，故卫星m1的周期小于24小时，C项错；根据万有引力提供向心力可得G＝m，得v＝ ，由于r1< r2< r3，故V1> V2> V3，，故相同的时间内，m1通过的路程最大, D 项正确。‎ ‎32.(浙江省金丽衢十二校2014届高三第一次联考) 搭载着3名航天员的神舟十号飞船，2013年6月13号13时18分与天宫一号目标飞行器在离地面‎343km的近圆形轨道上成功实现自动交会对接。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 C神舟十号飞船运行在离地面较高的近圆形轨道上，然后降低高度与天宫一号对接 D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 ‎[答案] 32.3．D ‎[解析] 32.神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器的运行速度均小于第一宇宙速度，A项错；航天员在天宫一号中受到的地球引力完全提供其做圆周运动的向心力，处于失重状态，B项错；神舟十号飞船运行在离地面较低的近圆形轨道上，然后加速与天宫一号对接，C项错；如不加干预，在运行一段时间后，由于空气阻力作用，天宫一号可能做向心运动，万有引力对其做正功，其动能可能会增加，D项正确。‎ ‎33.(四川省成都市2014届高中毕业班第一次诊断性检测) “嫦娥三号” 探月卫星于‎2013年12月2日1点30分在西昌卫星发射中心发射，将实现“落月” 的新阶段。若已知引力常量G，月球绕地球做圆周运动的半径r1、周期T1“嫦娥三号” 探月卫星绕月球做圆周运动的环月轨道(见图) 半径r2、周期T2，不计其他天体的影响，则根据题目条件可以(     )‎ ‎  A. 求出“嫦娥三号” 探月卫星的质量    B. 求出地球与月球之间的万有引力 ‎  C. 求出地球的密度　　      D. 得出 ‎[答案] 33.4. B ‎[解析] 33.“嫦娥三号” 探月卫星绕月球做圆周运动，由万有引力提供向心力得：=m，可得月球的质量M月=，而无法求得探月卫星的质量，故A错；与上题相似，根据月球绕地球做圆周运动的半径为r1、周期为T1得=m，可求得地球的质量M地=，但地球的半径未知，不能求出地球的密度，故C错误；由上求出月球和地球的质量，又月球绕地球做圆周运动的半径为r1，根据万有引力定律可求得地球与月球之间的引力，故B正确；由A、B两项结果可得：与中心天体的质量成正比，所以，故D错误．‎ ‎34.(四川省成都市2014届高中毕业班第一次诊断性检测) 下列说法正确的是(     )‎ A. 对运动员“大力扣篮” 过程进行技术分析时，可以把运动员看做质点 B. “和谐号” 动车组行驶‎313 km从成都抵达重庆，这里的“‎313 km" 指的是位移大小 C. 高台跳水运动员腾空至最高位置时，处于超重状态 D. 绕地球做匀速圆周运动且周期为24 h的卫星，不一定相对于地面静止 ‎[答案] 34.2. D ‎[解析] 34.对运动员“大力扣篮” 过程进行技术分析时，运动员的自身大小不可忽略，A项错；“和谐号” 动车组行驶‎313 km从成都抵达重庆，这里的“‎313 km" 指的是路程，B项错；高台跳水运动员腾空至最高位置时，处于失重状态，C项错；绕地球做匀速圆周运动且周期为24 h的卫星，其轨道所在平面不一定与赤道平面重合，故不一定是地球同步卫星，D项正确。‎ ‎35.(山东省济南市2014届高三上学期期末考试) ‎2012年10月25日，我国第16颗北斗导航卫星发射成功。它是一颗地球静止轨道卫星（即地球同步卫星），现已与先期发射的15颗北斗导航卫星组网运行并形成区域服务能力。在这16颗北斗导航卫星中，有多颗地球静止轨道卫星，下列关于地球静止轨道卫星的说法中正确的是 A．它们的运行速度都小于‎7.9km/s B．它们运行周期的大小可能不同 C．它们离地心的距离可能不同 D．它们的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度 ‎[答案] 35.9．AD ‎[解析] 35.设地球半径为R，质量为M。由G＝m可得v＝ ，可知轨道半径越大，卫星的运行速度越小，第一宇宙速度v1＝ ，因（地球静止轨道卫星）同步卫星的轨道半径r> R, 故地球静止轨道卫星的运行速度都小于‎7.9km/s　　，A项正确；（地球静止轨道卫星）同步卫星的运行周期均为24h，故B项错；由G＝m(R＋h) 可知地球静止轨道卫星离地心的距离相同，C项错；地球静止轨道卫星的角速度与静止在赤道上物体的角速度相同，由a＝rω2知关于地球静止轨道卫星的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度，D项正确。‎ ‎36.(山东省济南市2014届高三上学期期末考试) 人类对行星运动规律的认识漫长而曲折。牛顿在前人研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。对万有引力的认识，下列说法正确的是：‎ A．行星观测记录表明，行星绕太阳运动的轨道是圆，而不是椭圆 B．太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星 C．地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球之间的吸引力不是同一种力 D．卡文迪许在实验室里较为准确地得出了引力常量G的数值 ‎[答案] 36.1．D ‎[解析] 36.行星观测记录表明，行星绕太阳运动的轨道是椭圆，而不是圆　　，A项错；太阳与行星之间引力的规律也适用于行星与它的卫星，B项错；地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球之间的吸引力是同一种力，C项错；卡文迪许在实验室里较为准确地得出了引力常量G的数值，D项正确。‎ ‎37.(2014年沈阳市高中三年级教学质量监测(一)) 已知万有引力常量为G，地球半径为R，地球表面重力加速度g和地球自转周期T，不考 ‎  虑地球自转的影响，利用以下条件可求出的物理量是 ‎  A、地球的质量      B．地球与其同步卫星之间的引力 ‎  C．第一宇宙速度    D．地球同步卫星的高度 ‎[答案] 37.9．ACD ‎[解析] 37.地球表面的物体受到的重力等于万有引力，∴＝mg，∴地球的质量M=，A项正确；因同步卫星的质量未知，故无法解得地球与其同步卫星之间的引力，B项错；地球的近地卫星所受的万有引力提供向心力，∴‎ ‎＝，代入地球的质量得第一宇宙速度：v＝，故C选项正确；地球的同步卫星的万有引力提供向心力：，代入地球的质量得卫星的高度：，D项正确。‎ ‎38. (江西省七校2014届高三上学期第一次联考) 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Ⅰ号” 和“风云Ⅱ号” 两颗气象卫星，“风云Ⅰ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Ⅱ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Ⅰ号” 卫星比“风云Ⅱ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 ‎[答案] 38.20．ABD ‎[解析] 38.由题意，“风云Ⅰ号” 卫星比“风云Ⅱ号” 卫星运行周期小，借助于开普勒定律可知，“风云Ⅰ号” 卫星的轨道半径小，要向更高轨道发射卫星需要克服重力做更多的功，故高轨道卫星比低轨道的卫星需要更大的发射速度，所以可知“风云Ⅰ号” 卫星发射速度小，故A正确； 由卫星所受万有引力提供向心力，得，v=，可知轨道半径越大，线速度越小，所以“风云Ⅰ号” 卫星线速度大，故B正确；万有引力F=G，因为两卫星质量关系不清楚，不能判断万有引力的大小，故C错误；由 G=ma，得向心加速度 a=，可知“风云Ⅰ号” 卫星向心加速度大，故D正确，故选ABD。‎ ‎39.(江苏省苏北四市2014届高三上期末统考) ‎2013年12月11日，“嫦娥三号” 从距月面高度为‎100km的环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入近月点为‎15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q成功落月，如图所示。关于“嫦娥三号” ，下列说法正确的是 A．沿轨道Ⅰ运动至P时，需制动减速才能进入轨道Ⅱ B．沿轨道Ⅱ运行的周期火于沿轨道Ⅰ运行的周期 C．沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度 D．在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做负功 ‎[答案] 39.2．A ‎[解析] 39.沿轨道Ⅰ运动至P时，需制动减速做向心运动才能进入轨道Ⅱ，A项正确；嫦娥三号探测器由轨道Ⅰ变轨进入轨道Ⅱ后，由＝k可知，其运行的周期变短，B项正确；根据万有引力定律及牛顿第二定律可知G＝ma，故沿轨道Ⅰ运行时P点的加速度小于沿轨道Ⅱ运行时Q点的加速度，C项错；在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对“嫦娥三号” 做正功， D项错。‎ ‎40.(江苏省南京市、盐城市2014届高三第一次模拟考试) ‎2013年12月2日，我国探月卫星“嫦娥三号” 在西昌卫星发射中心成功发射升空，此飞行轨道示意图如图所示，地面发射后奔向月球，在P点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，Q为轨道Ⅱ上的近月点。关于“嫦娥三号” 运动正确的说法是 A．发射速度一定大于‎7.9km/s B．在轨道Ⅱ上从P到Q的过程中速率不断增大 C．在轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度 D．在轨道Ⅱ上经过P的加速度小于在轨道Ⅰ上经过P的加速度 ‎[答案] 40.７．ＡＢＣ ‎[解析] 40.“嫦娥三号” 的发射速度大于第一宇宙速度‎7.9km/s ‎，A项正确；“嫦娥三号” 在轨道Ⅱ上从P到Q的过程中万有引力对其做正功，其速率不断增大，B项正确；“嫦娥三号” 在轨道Ⅰ上经刹车进入轨道Ⅱ，故其在轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度，C项正确；由＝ma可得“嫦娥三号” 在轨道Ⅱ上经过P的加速度等于其在轨道Ⅰ上经过P的加速度，D项错。‎ ‎41.(湖北省黄冈中学2014届高三上学期期末考试) 下列说法正确的是(    )‎ A．对运动员“大力扣篮” 过程进行技术分析时，可以把运动员看做质点 B．“和谐号” 动车组行驶‎313 km从成都抵达重庆，这里的“‎313 km" 指的是位移大小 C．高台跳水运动员腾空至最高位置时，处于超重状态 D．绕地球做匀速圆周运动且周期为24 h的卫星，不一定相对于地面静止 ‎[答案] 41.14．D ‎[解析] 41.对运动员“大力扣篮” 过程进行技术分析时，运动员身体的形状不可忽略，故不可以把运动员看做质点，A项错；和谐号” 动车组行驶‎313 km从成都抵达重庆，这里的“‎313 km" 指的是路程，B项错；高台跳水运动员腾空至最高位置时，处于失重状态，C项错；绕地球做匀速圆周运动且周期为24 h的卫星，不一定是同步卫星，故不一定相对于地面静止，D项正确。‎ ‎42.(河南省郑州市2014届高中毕业班第一次质量预测) 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: 1‎ ‎    C．周期之比为1: 8　　 D．轨道半径之比为1: 2‎ ‎[答案] 42.7．C ‎[解析] 42.由G＝m可得v＝ ，速度大小减小为原来的，则轨道半径变为原来的4倍，故D项错；由G＝ma可得变轨后卫星的向心加速度为原来的，故A项错；由G＝mr，得T＝2π ，可知变轨后卫星的周期为变轨前的8倍，C项正确；由G＝mω2r得ω＝，可知变轨后卫星的角速度为变轨前的倍，B项错。‎ ‎43.（广东省广州市2014届高三1月调研测试物理试题）由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步卫星，这些卫星的 A．质量可以不同　　     B．轨道半径可以不同 C．轨道平面可以不同　　 D．绕行方向可以不同 ‎[答案] 43.13．A ‎[解析] 43.地球同步卫星的轨道平面和赤道平面重合，C项错；距离地面高度一定：据G＝mr得r＝＝4.24×‎104 km，卫星离地面高度h＝r－R≈6R(为恒量) ，B项错；绕行方向相同，D项错；同步卫星的质量可以不同，A项正确。‎ ‎44.(安徽省合肥市2014届高三上学期第一次质量检测) “北斗” 系统中两颗工作卫星1和2在同一轨道上绕地心O沿顺时针方向做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻它们分别位于轨道上的A、B两位置，如图所示，已知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，以下判断正确的是 A、这两颗卫星的向心加速度大小为 B、这两颗卫星的角速度大小为 C、卫星1由位置A运动至位置B所需时间为 D、如果使卫星1 加速，它就一定能追上卫星2‎ ‎[答案] 44.5. C ‎[解析] 44.：由＝ma及GM＝gR2可得这两颗卫星的向心加速度大小为，A项错；由解得这两颗卫星的角速度大小为，B项错；卫星1由位置A运动至位置B所需时间为，C项正确；使卫星1 加速，它将做离心运动，故它不可能追上卫星2，D项错。‎ ‎45.(2014大纲全国，26，22分)已知地球的自转周期和半径分别为T和R,地球同步卫星A的圆轨道半径为h。卫星B沿半径为r(r