1、山东理综物理三年高考及 2010 一模分类汇编万有引力定律在天体运动中的应用三年高考1. （2009 年）18. 2008 年 9 月 25 日至 28 日我国成功实施了“ 神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点 343 千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为 343 千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为 90 分钟。下列判断正确的是A飞船变轨前后的机械能相等B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C 飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度2. （2008 年）
2、18. 据报道，我国数据中继卫星“天链一号 01 星”于 2008 年 4 月 25 日在西昌卫星发射中心发射升空，经过 4 次变轨控制后，于 5 月 1 日成功定点在东经 77 赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号 01 星”，下列说法正确的是A. 运行速度大于 7.9 km/sB. 离地面高度一定，相对地面静止C. 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D. 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等3. （2007 年）22. 2007 年 4 月 24 日，欧洲科学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星 Gliese581c。这颗围绕红矮星 Gli
3、ese 581 运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为 20 光年，直径约为地球的 1.5 倍，质量约为地球的 5 倍.绕红矮星 Gliese 581 运行的周期约为 13 天。假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确的是A. 飞船在 Gliese 581c 表面附近运行的周期约为 13 天B. 飞船在 Gliese 581c 表面附近运行时的速度大于 7.9km/sC. 人在 Gliese 581c 上所受重力比在地球上所受重力大D. Gliese 581c 的平均密度比地球平均密度小2010 山东各地模拟4. （2010 德州一模）我国于 2010 年
4、 1 月 17 日凌晨在西昌成功发射第三颗北斗导航卫星，此前，我国已成功发射了两颗北斗导航卫星，这次发射的北斗导航卫星（COMPASSG2）是一颗地球同步卫星。如图所示，假若第三颗北斗导航卫星先沿椭圆轨道 1 飞行，后在远地点 P 处点火加速，由椭圆轨道 1 变成地球同步圆轨道 2。下列说法正确的是：A. 第三颗北斗导航卫星在轨道 2 运行时的速度大于 7.9km/sB. 第三颗北斗导航卫星在轨道 2 运行时不受重力作用C. 第三颗北斗导航卫星在轨道 2 运行时的向心加速度比在赤道上相对地球静止的物体的向心加速度小D. 第三颗北斗导航卫星在轨道 1 上的 P 点和轨道 2 上的 P 点的加速度
5、大小相等5. （2010 济南单科）美国太空总署（ NASA）为探测月球是否存在水分，于 2009 年 10 月 9 日利用一支火箭和一颗卫星连续撞击月球据天文学家测量，月球的半径约为 l 800 km,月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的 1/6，月球表面在阳光照射下的温度可达 127 ，而此时水蒸气分子的平均速率达 2 km/s，下列说法正确的是 （ ）A卫星撞月前应先在原绕月轨道上减速B卫星撞月前应先在原绕月轨道上加速C由于月球的第一宇宙速度大于 2 kms ，所以月球表面可能有水D由于月球的第一宇宙速度小于 2 kms，所以月球表面在阳光照身下不可能有水6. （2010 济宁一
6、模）2008 年 9 月 27 日， “神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务，他的第一次太空行走（如图所示）标志着中国航天事业全新时代的到来若“神舟七号”绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为 r，另有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的半径为 2r，则可以确定（ ）A翟志刚出舱后不再受地球引力B翟志刚出舱取回外挂实验样品，若样品脱手，则样品做自由落体运动C “神舟七号”与卫星的加速度大小之比为 4：lD “神舟七号”与卫星的线速度大小之比为 1：47. （2010 临沂单科）随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点假设深太空中有一颗外星球，质量是地球质量的 2 倍，半径是地球半
7、径的l/2则下述判断正确的有( )A在地面上所受重力为 G 的物体，在该外星球表面上所受重力变为 2 GB该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的 2 倍C该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期D该外星球上从某高处自由落地时间是地面上同一高处自由落地时间的一半8. （2010 青岛一模） 设地球同步卫星离地面的距离为 R ，运行速率为 v，加速度为 a ，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为 a ，第一宇宙速度为 v ，地球半径为 R0则以下关系式正确的是A B C D9. （2010 日照一模）万有引力作用下的物体具有引力势能，取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为 时
8、的引力势能为： ( 为万有引力常量)，rPMmEGr设宇宙中有一个半径为 的星球，星球表而无气体。宇航员在该星球上以初速度R竖直向上抛出一个质量为 的物体，经时间 落回抛出点，则0vmtA在该星球表面上以 的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面0vtB在该星球表面上以 的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面02RtC在该星球表面 的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面0vtD在该星球表面 的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面0Rt10. （ 2010 泰安一模）我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱。若飞船先沿椭圆轨道 1 飞行，
9、后在远地点 343km 处点火加速，由椭圆轨道 1 变成高度为 343km 的圆轨道 2，在圆轨道 2 上飞船的运行周期约为 90min。下列判断正确的是A飞船变轨前后的机械能相等B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C飞船在此圆轨道上运动的角速度等于同步卫星运动的角速度D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点 时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度P11. （2010 潍坊一模）2010 年 3 月 5 日，我国在酒泉卫星发射中心成功地将 “遥感卫星九号”送人太空，若“ 遥感卫星九号” 运行轨道比“遥感卫星八号“离地球更近些，且它们的运行轨道都是圆周，则“遥感九号”比“ 遥感八号”运行的A周
10、期小 B线速度小 C角速度小 D加速度小12. （2010 潍坊单科） 如图所示，地球球心为 O，半径为 R，表面的重力加速度为g一宇宙飞船绕地球无动力飞行且做椭圆运动，恰好经过距地心 2R 的 P 点，为研究方便，假设地球不自转且表面没有空气，则（ ）A飞船在 P 点的加速度一定是 4gB飞船经过 P 点的速度一定是 2gRC飞船内的物体处于完全失重状态D飞船经过 P 点时，对准地心弹射出的物体一定沿 PO 直线落向地面13. （2010 烟台一模）我国在近两年将发射 10 颗左右的导航卫星，预计在 2015 年建成由 30 多颗卫星组成的 “北斗二号”卫星导航定位系统，此系统由中轨道、高轨
11、道和同步轨道卫星等组成.现在正在服役的“北斗一号”卫星定位系统的三颗卫星都定位在距地面 36000km 的地球同步轨道上 .而美国的全球卫星定位系统 (简称 GPS)由 24 颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均为 20000km.则下列说法中正确的是A “北斗一号” 系统中的三颗卫星的质量必须相等BGPS 的卫星比“北斗一号”的卫星周期短C “北斗二号”中的每颗卫星一定比“ 北斗一号”中的每颗卫星的加速度大D “北斗二号”中的中轨道卫星的线速度小于高轨道卫星的线速度14. （2010 烟台单科）英国新科学家（New Scientist） 杂志评选出了 2008 年度世界 8 项科学之最，在 X
12、TEJ1650-500 双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径 R 约 45km，质量 M 和半径 R 的关系满足 （其中 c 为光速，大小为GM23108m/s，G 为引力常量） ，则该黑洞表面重力加速度的数量级为A.108m/s2 B.1010m/s2 C.1012m/s2 D.1014m/s2 15. （2010 枣庄一模）科学家观察到太阳系外某恒星有行星，并测得该行星绕恒星运行一周所用的时间为 1200 年。行星与恒星的距离为地球到太阳距离的 100 倍。假定行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆形轨道。则利用以上数据可以求出的量有 （ ）A行星与地球的质量之比 B
13、恒星与太阳的质量之比C恒星与太阳的密度之比 D行星与地球的运行速度之比参考答案1. 答案：BC考点：机械能守恒定律，完全失重，万有引力定律解析：飞船点火变轨，前后的机械能不守恒，所以 A 不正确。飞船在圆轨道上时万有引力来提供向心力，航天员出舱前后都处于失重状态，B 正确。飞船在此圆轨道上运动的周期 90 分钟小于同步卫星运动的周期 24 小时，根据 2T可知，飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度，C 正确。飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时只有万有引力来提供加速度，变轨后沿圆轨道运动也是只有万有引力来提供加速度，所以相等，D 不正确。提示：若物体除了重力、弹性力做功以外，还有其
14、他力(非重力、弹性力 )不做功，且其他力做功之和不为零，则机械能不守恒。根据万有引力等于卫星做圆周运动的向心力可求卫星的速度、周期、动能、动量等状态量。由22MmvGr得 Gr，由 22()MmrrT得3rGM，由22MmGr得 3GMr， 2nma可求向心加速度。2. 答案： BC解析：由题知成功定点后的“天链一号 01 星”为地球同步卫星，故其运行速度小于第一宇宙速度（7.9 km/s），故 A 错误；由 ，故 h= -R，故该卫星距地高度一定，且相对地面静止，B 正确；同步卫星的运行周期为 1 天，月球绕地球的运转周期约 30 天，由 = 知 C 正确；因“天链一号 01 星”与赤道上物体的运转周期相同，由 a= r 知 a 星 a 物 ，故 D.错误。2. 答案：BC 解析：由题知 = 则 Gliese 581c 表面的重力加速度 = =故飞船在 Gliese 581c 表面飞行的速度= = = 7.9 km/s，故 A 错误，B、C 正确。因 = = = ，故 D 错误。4. D5. AD6. C7. B8. C9. ABD10. B11. A12. AC13. B14. C15. BD
