高中物理万有引力定律高考真题文档格式.docx

高中物理万有引力定律高考真题文档格式.docx

《高中物理万有引力定律高考真题文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理万有引力定律高考真题文档格式.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

【答案】C

【解析】由于发射过程中多次变轨，在开始发射时其发射速度必须比第一宇宙速度大，不需要达到第三宇宙速度，选项A错误。

在绕月轨道上，根据可知卫星的周期与卫星的质量无关，选项B错误，选项C正确。

由于绕月球运动，地球对卫星的引力较小，故选项D错误。

3．一探月卫星在地月转移轨道上运行，某一时刻正好处于地心和月心的连线上，卫星在此处所受地球引力与月球引力之比为4∶1．已知地球与月球的质量之比约为81∶1，则该处到地心与到月心的距离之比约为.

【答案】9:

2

【解析】由万有引力定律，卫星受到地球和月球的万有引力分别为F地=G，F月=G，代入题目给定的数据可得R地:

R月=9:

2。

4.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7.9km/s

B.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

【答案】BC

【解析】由题目可以后出“天链一号卫星”是地球同步卫星，运行速度要小于7.9,而他的位置在赤道上空，高度一定，A错B对。

由可知，C对。

由可知，D错。

【高考考点】万有引力定律在航天中的应用。

【易错提醒】D选项，不能应用，凭借直观感觉选上此选项。

5.有同学这样探究太阳的密度：

正午时分让太阳光垂直照射一个当中有小孔的黑纸板，接收屏上出现一个小圆斑；

测量小圆斑的直径和黑纸板到接收屏的距离，可大致推出太阳直径。

他掌握的数据是：

太阳光传到地球所需的时间、地球的公转周期、万有引力恒量；

在最终得出太阳密度的过程中，他用到的物理规律是小孔成像规律和（）

A.牛顿第二定律B.万有引力定律

C.万有引力定律、牛顿第二定律D.万有引力定律、牛顿第三定律

【解析】根据万有引力定律和牛顿第二定律可得太阳的质量，根据小孔成像规律和相似三角形的知识可得太阳的直径D，故可求出太阳的密度。

6．火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为

A．0.2gB．0.4gC．2.5gD．5g

【解析】考查万有引力定律。

星球表面重力等于万有引力，G=mg，故火星表面的重力加速度==0.4，故B正确。

7．1990年4月25日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600km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6.4×

106m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×

107m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

A．0.6小时B．1.6小时C．4.0小时D．24小时

【解析】由开普勒行星运动定律可知，恒量，所以，r为地球的半径，h1、t1、h2、t2分别表示望远镜到地表的距离，望远镜的周期、同步卫星距地表的距离、同步卫星的周期（24h），代入数据得：

t1=1.6h

8．据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度200km,运用周期127分钟。

若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是

A．月球表面的重力加速度B．月球对卫星的吸引力

C．卫星绕月球运行的速度D．卫星绕月运行的加速度

【解析】因为不知道卫星的质量，所以不能求出月球对卫星的吸引力。

9．某行星绕太阳运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为R，周期为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度大小为＿＿＿＿＿；

太阳的质量可表示为＿＿＿＿＿。

【答案】，

【解析】该行星的线速度v=；

由万有引力定律G=，解得太阳的质量M=。

10．（20分）我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆形轨道绕月飞行。

为了获得月球表面全貌的信息，让卫星轨道平面缓慢变化。

卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球。

设地球和月球的质量分别为M和m，地球和月球的半径分别为R和R1，月球绕地球的轨道半径和卫星绕月球的轨道半径分别为r和r1，月球绕地球转动的周期为T。

假定在卫星绕月运行的一个周期内卫星轨道平面与地月连心线共面，求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间（用M、m、R、R1、r、r1和T表示，忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响）。

【解析】如图所示：

设O和分别表示地球和月球的中心．在卫星轨道平面上，A是地月连心线与地月球表面的公切线ACD的交点，D、C和B分别是该公切线与地球表面、月球表面和卫星轨道的交点．过A点在另一侧作地月球面的公切线，交卫星轨道于E点．卫星在圆弧上运动时发出的信号被遮挡．

设探月卫星的质量为m0，万有引力常量为G，根据万有引力定律有：

……………………①（4分）

……………………②（4分）

②式中，T1表示探月卫星绕月球转动的周期．

由以上两式可得：

…………③

设卫星的微波信号被遮挡的时间为t，则由于卫星绕月球做匀速圆周运动，

应有：

……………………④（5分）

上式中，．

由几何关系得：

………………⑤（2分）

…………………………⑥（2分）

由③④⑤⑥得：

11.（15分）

天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。

双星系统在银河系中很普遍。

利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。

已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量。

（引力常量为G）

【答案】r3

【解析】设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为w1,w2。

根据题意有

w1=w2①

r1+r2=r②

根据万有引力定律和牛顿定律，有

G③

G④

联立以上各式解得

⑤

根据解速度与周期的关系知

⑥

联立③⑤⑥式解得

⑦

2007年高考题

1．据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N，由此可推知该行星的半径与地球半径之比约为

A．0.5B2C．3.2D．4

【答案】B

2．假定地球，月球都静止不动，用火箭从地球沿地月连线向月球发射一探测器。

假定探测器在地球表面附近脱离火箭。

用W表示探测器从脱离火箭处飞到月球的过程中克服地球引力做的功，用Ek表示探测器脱离火箭时的动能，若不计空气阻力，则

A．Ek必须大于或等于W，探测器才能到达月球

B．Ek小于W，探测器也可能到达月球

C．Ek＝W，探测器一定能到达月球

D．Ek＝W，探测器一定不能到达月球

【答案】BD

3．不久前欧洲天文学就发现了一颗可能适合人类居住的行星，命名为“格利斯581c”。

该行星的质量是地球的5倍，直径是地球的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，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的形同质量的人造卫星的动能为，则为　

A．0.13B．0.3C．3.33D．7.5

4．土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星，都沿近似为圆周的轨道线土星运动。

其参数如表：

卫星半径（m）

卫星质量（kg）

轨道半径（m）

土卫十

8.90×

104

2.01×

1018

1.51×

土卫十一

5.70×

5.60×

1017

108

两卫星相比土卫十

A．受土星的万有引力较大B．绕土星的圆周运动的周期较大

C．绕土星做圆周运动的向心加速度较大D．动能较大

【答案】AD

5．现有两颗绕地球匀速圆周运动的人造地球卫星A和B，它们的轨道半径分别为rA和rB。

如果rA<

rB，则

A．卫星A的运动周期比卫星B的运动周期大

B．卫星A的线速度比卫星B的线速度大

C．卫星A的角速度比卫星B的角速度大

D．卫星A的加速度比卫星B的加速度大

【答案】A

6．假设太阳系中天体的密度不变，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

7．天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期。

由此可推算出

A．行星的质量B．行星的半径C．恒星的质量D．恒星的半径

8．2007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Gliest581c.这颗星绕红Gliese581运行的星球有类似的星球的温度，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Gliese581运行的周期约为13天。

假设有一艘宇宙飞船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Gliest581c表面附近运行的周期约为13天

B．飞船在Gliest581c表面附近运行时的速度大于7.9km/s

C．人在liese581c上所受重力比在地球上所受重力大

D．Gliest581c的平均密度比地球平均密度小

【答案】B、C

9．我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球。

假如宇航员在月球上测得摆长为l的单摆做小振幅振动的周期为T，将月球视为密度均匀、半径为r的球体，则月球的密度为

10．我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展。

设地球、月球的质量分别为m1、m2，半径分别为R1、R2，人造地球卫星的第一宇宙速度为v，对应的环绕周期为T，则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为

A．，B．，

C．，D．，

11．设地球绕太阳做匀速圆周运动，半径为R，速率为v，则太阳的质量可用v、R和引力常量G表示为。

太阳围