北京高三物理一模二模汇编万有引力Word文档下载推荐.docx

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A．卫星在轨道Ⅱ运行时的速度大于7.9km/s

B．卫星在轨道Ⅱ运行时不受地球引力作用

C．卫星在椭圆轨道Ⅰ上的P点处减速进入轨道Ⅱ

D．卫星在轨道Ⅱ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大

6．（2018•石景山区一模）双星是两颗相距较近的天体，在相互间万有引力的作用下，绕连线上某点做匀速圆周运动。

对于两颗质量不等的天体构成的双星，下列说法中正确的是（　　）

A．质量较大的天体做匀速圆周运动的向心力较大

B．质量较大的天体做匀速圆周运动的角速度较大

C．两颗天体做匀速圆周运动的周期相等

D．两颗天体做匀速圆周运动的线速度大小相等

7．（2018•延庆县一模）已知某星球的质量是M，一颗卫星绕该星球做匀速圆周运动，卫星的轨道半径是r，万有引力常量是G．根据所给的条件可求出的物理量是（　　）

A．卫星所受的向心力B．卫星的向心加速度

C．星球的密度D．卫星的密度

8．（2018•密云县一模）GPS导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，它是由周期约为12h的卫星群组成．则GPS导航卫星与地球同步卫星相比（　　）

A．地球同步卫星的角速度大

B．地球同步卫星的轨道半径小

C．GPS导航卫星的线速度大

D．GPS导航卫星的向心加速度小

9．（2018•丰台区一模）2018年2月12日我同以“一箭双星”方式成功发射“北斗三号工程’的两颗组网卫星。

已知某北斗导航卫星在离地高度为21500千米的圆形轨道上运行，地球同步卫星离地的高度约为36000干米。

下列说法正确的是（　　）

A．此北斗导航卫星绕地球运动的周期大于24小时

B．此北斗导航卫星的角速度大于地球同步卫星的角速度

C．此北斗导航卫星的线速度小于地球同步卫星的线速度

D．此北斗导航卫星的加速度小于地球同步卫星的加速度

10．（2018•大兴区一模）2018年2月12日，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星。

这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，是中国北斗三号工程第五、六颗组网卫星，其距离地表的高度为地球半径的3倍。

已知地球的半径为R，地表的重力加速度为g，根据以上信息可以知道，这两颗卫星（　　）

A．线速度为B．角速度为

C．周期为D．向心加速度为g

11．（2018•通州区一模）由我国自主研发建设的北斗卫星导航系统，将在2020年左右实现全球覆盖，它计划由35颗人造卫星组网形成，其中包括5颗静止轨道卫星，27颗中轨道卫星，它们都绕地球做匀速圆周运动。

已知静止轨道卫星与地球之间的距离大于中轨道卫星与地球之间的距离，则与中轨道卫星相比，下列说法正确的是（　　）

A．静止轨道卫星运行的线速度小

B．静止轨道卫星运行的周期小

C．静止轨道卫星运行的加速度大

D．静止轨道卫星运动的角速度大

12．（2018•西城区二模）一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重，其环形座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下。

落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。

在上述过程中，关于座舱中的人所处的状态，以下判断正确的是（　　）

A．座舱在自由下落的过程中人处于超重状态

B．座舱在自由下落的过程中人处于失重状态

C．座舱在减速运动的过程中人处于失重状态

D．座舱在整个运动过程中人都处于超重状态

13．（2018•朝阳区二模）北斗卫星导航系统（BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，其空间段由5颗静止轨道卫星和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。

中轨道卫星高度约为2.15×

104km，静止轨道卫星的高度约为3.60×

104km．下列说法正确的是（　　）

A．中轨道卫星的周期一定小于静止轨道卫星的周期

B．中轨道卫星的加速度一定小于静止轨道卫星的加速度

C．中轨道卫星的动能一定小于静止轨道卫星的动能

D．中轨道卫星的轨道平面与地球赤道平面一定重合

14．（2018•东城区二模）由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（　　）

A．周期可以不同B．离地高度可以不同

C．动能可以不同D．运行速率可以不同

15．（2018•丰台区二模）天体演变的过程中，红巨星发生“超新星爆炸”后，可以形成中子星，中子星具有极高的密度。

若已知某中子星的半径为R，密度为ρ，引力常量为G．则（　　）

A．该中子星的卫星绕它做匀速圆周运动的最小周期为

B．该中子星的卫星绕它做匀速圆周运动的最大加速度为

C．该中子星的卫星绕它做匀速圆周运动的最大角速度为

D．该中子星的卫星绕它做匀速圆周运动的最大线速度为

16．（2018•昌平区二模）“天宫一号”目标飞行器于2011年9月29日发射升空，先后与神舟飞船进行6次交会对接，为中国载人航天发展做出了重大贡献。

2018年4月，“天宫一号”完成其历史使命，离开运行轨道，进入大气层，最终其主体部分会在大气层中完全烧毁。

在燃烧前，由于稀薄空气阻力的影响，“天宫一号”的运行半径逐渐减小。

在此过程，下列关于“天宫一号”的说法，正确的是（　　）

A．受到地球的万有引力逐渐减小

B．运行速率逐渐减小

C．动能逐渐增大

D．机械能逐渐增大

17．（2018•门头沟区二模）我国计划于2020年登陆火星，若测出了探测器绕火星做圆周运动的轨道半径和运行周期。

A．火星的质量

B．火星的半径

C．火星的绕太阳公转的半径

D．火星的绕太阳公转周期

物理试题答案

1．【分析】行星绕恒星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力列式，再进行分析即可。

【解答】解：

行星绕恒星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：

Gmr，得恒星的质量M

则知，知道行星的轨道半径r和周期T，可以求出恒星的质量M，行星是环绕天体，在分析时质量约去，不能求出行星的质量，也不能求出恒星和行星的半径。

故C正确，A、B、D错误。

故选：

C。

【点评】解决本题的关键是建立模型，找到行星向心力的来源，根据万有引力提供向心力列式分析。

2．【分析】地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距离地球的高度约为36000km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，即24h，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1公里/秒，其运行角速度等于地球自转的角速度。

根据万有引力提供向心力，根据轨道半径展开讨论。

A、地球同步卫星相对于地球静止，其运行周期等于地球自转的周期，地球同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，故A正确；

B、由万有引力等于向心力，则有：

ma，；

在地球表面物体重力等于万有引力，有：

，地球表面重力加速度为：

，同步卫星的半径大于地球半径，同步卫星绕地球运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故B错误；

C、第一宇宙速度是最大的运行速度，所以同步卫星的线速度小于第一宇宙速度，故C错误；

D、根据得：

，同步卫星轨道半径小于月球的轨道半径，所以运行周期小于月球绕地球运动的周期，故D错误；

A。

【点评】本题考查了地球卫星轨道相关知识点，地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，万有引力提供向心力，轨道的中心一定是地球的球心；

同步卫星有四个“定”：

定轨道、定高度、定速度、定周期。

本题难度不大，属于基础题。

3．【分析】根据开普勒第二定律分析速度的大小。

由牛顿第二定律和万有引力定律分析加速度的大小。

“天宫二号”沿椭圆轨道运行的过程中，只受到地球的引力，只有地球的引力做功，故机械能守恒。

根据引力与速度的夹角分析引力做功正负。

A、根据开普勒第二定律知，“天宫二号”在近地点的速度大于远地点的速度，即在M点的速度大于在N点的速度，故A错误。

B、“天宫二号”在M点受到的地球引力大于在N点的引力，由牛顿第二定律知在M点的加速度大于在N点的加速度。

故B正确。

C、“天宫二号”沿椭圆轨道运行的过程中，只有地球的引力做功，故其机械能守恒，故C错误。

D、从M点运动到N点的过程中引力与速度的夹角为锐角，所以引力做负功，故D错误。

B。

【点评】解决本题的关键是掌握开普勒运动定律和万有引力定律，要知道只有引力做功时卫星的机械能是守恒的。

4．【分析】地球表面的重力加速度由重力产生，月球绕地球做圆周运动的向心加速度由万有引力产生，根据牛顿第二定律列式，有g，a，故。

设地球半径为R，月球的向心加速度为a，由题意知月球向心力与月球在地面上的重力之比：

；

故：

a；

【点评】万有引力定律通过理论进行科学、合理的推导，再由实际数据进行实践证明，从而进一步确定推导的正确性。

5．【分析】北斗导航卫星为地球同步卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，卫星距离地球的高度约为36000km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，即23时56分4秒，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1公里/秒，其运行角速度等于地球自转的角速度。

A、7.9km/s即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度。

而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据v的表达式可以发现同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故A错误；

B、北斗导航卫星绕地球做匀速圆周运动时所受重力作用提供向心力，处于失重状态，故B错误；

C、卫星在椭圆轨道Ⅰ上的P点处加速实现提供的力小于需要的向心力，进入轨道Ⅱ．故C错误；

D、同步卫星的角速度与赤道上物体的角速度相等，根据a＝rω2，同步卫星的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度。

故D正确；

D。

6．【分析】双星系统是一个稳定的结构，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，角速度相等，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式分析即可。

两颗行星在两者之间的万有引力作用下做匀速圆周运动，根据牛顿第三定律可知，两行星做匀速圆周运动的向心力相等，故A错误；

BC、两行星绕同一圆心转动，角速度相等，周期相等，故B错误，C正确；

C、根据万有引力提供向心力可得：

可知，两星质量不等，转动半径不等，则根据v＝ωr可知，线速度大小不等，故D错误；

【点评】本题的关键是理解双星系统的特点：

双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的周期和角速度，运用动力学思路列式进行分析

7．【分析】根据万有引力提供向心力进行分析．

A、因为卫星的质量未知，无法求出卫星所受的向心力。

故A错误。

B、根据万有引力提供向心力，a．故B正确。

C、星球的半径未知，无法求出星球的体积，故无法求出星球的密度。

故C错误。

D、卫星是环绕天体，无法求出其质量，也不知道其半径，故无法知道其密度。

故D错误。

【点评】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力．以及知道环绕天体的质量在计算时会约去，故无法求出．

8．【分析】同步卫星的周期为24h，GPS导航系统的周期为12h．根据开普勒定律：

，可知卫星的轨道半径R越大，周期越大，由公式ω，分析角速度的关系、半径关系．由公式v分析线速度的关系．由公式a分析向心加速度的大小．

A、由题，北斗导航系统的同步卫星周期大于GPS导航卫星的周期，由公式ω知道，北斗导航系统的同步卫星的角速度小。

B、由根据开普勒定律得到，北斗导航系统的同步卫星的轨道半径大。

故B错误。

C、由公式v分析知道，G是常量，M是地球的质量不变，则GPS导航卫星的线速度大。

故C正确。

D、由公式a分析得知，GPS导航卫星的向心加速度大。

【点评】对于卫星类型的选择题，可以利用开普勒定律理解、记忆周期与半径的关系，再结合圆周运动的公式分析其他量的关系．

9．【分析】根据万有引力提供向心力，写出线速度、角速度、周期表向心加速度达式，求解答案。

由万有引力提供向心力得：

，

解得：

北斗卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以：

北斗卫星周期小，角速度大，线速度大；

向心加速度大，故ACD错误，B正确；

【点评】本题关键根据人造卫星的万有引力等于向心力，以及地球表面重力等于万有引力列两个方程求解。

10．【分析】根据万有引力提供向心力以及万有引力等于重力，求出线速度、角速度、周期和向心加速度的大小。

A、根据，GM＝gR2得卫星的线速度v，故A错误。

B、根据，GM＝gR2得卫星的角速度ω，故B正确。

C、卫星的周期为：

T，故C错误。

D、卫星的向心加速度为：

a，故D错误。

【点评】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：

1、万有引力提供向心力，2、万有引力等于重力，并能灵活运用。

11．【分析】卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式分析，得到线速度、角速度、周期和向心加速度的表达式进行分析即可。

静止轨道卫星运行的半径大于中轨道卫星的半径，根据万有引力提供圆周运动向心力得：

A、线速度，知静止轨道卫星运行的线速度小，故A正确；

B、周期，知静止轨道卫星运行的周期大，故B错误；

C、向心加速度，知静止轨道卫星运行的加速度小，故C错误；

D、角速度，知静止轨道卫星运动的角速度小，故D错误；

【点评】本题应抓住万有引力提供卫星圆周运动向心力，能根据表达式求出相应量与半径r的关系是解决本题的关键。

12．【分析】自由下落时只受重力，加速度向下，失重；

减速下落，加速度向上，超重。

由此分析即可。

A、在自由下落的过程中人只受重力作用，做自由落体运动，处于失重状态，故A错误B正确；

C、在减速运动的过程中人受重力和座位对人向上的支持力，做减速运动，所以加速度向上，人处于超重状态，故C错误；

D、整个运动的过程中人先失重后超重。

【点评】判断一个物体处于超重和失重的条件是：

若加速度向上则超重，若加速度向下则失重。

13．【分析】根据万有引力提供向心力得出周期、加速度、线速度与轨道半径的关系，从而比较出周期、加速度、线速度的大小。

同步卫星的轨道在赤道的上方。

A、根据得，T，中轨道卫星的轨道半径小于静止轨道卫星的轨道半径，则中轨道卫星的周期一定小于静止轨道卫星的周期，故A正确。

B、根据得，a，中轨道卫星的轨道半径小于静止轨道卫星的轨道半径，则中轨道卫星的加速度一定大于静止轨道卫星的加速度，故B错误。

C、根据得，v，中轨道卫星的轨道半径小于静止轨道卫星的轨道半径，则中轨道卫星的线速度大于静止轨道卫星的线速度，由于两卫星的质量未知，无法比较动能的大小，故C错误。

D、中轨道卫星的轨道平面与地球赤道平面不一定重合，故D错误。

【点评】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，知道线速度、周期、角速度、向心加速度与轨道半径的关系，并能灵活运用。

14．【分析】解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球自转周期相同。

物体做匀速圆周运动，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向轨道平面的中心。

通过万有引力提供向心力，列出等式通过已知量确定未知量。

A、因为同步卫星要和地球自转同步，即这些卫星周期都是24h，是相同的，故A错误；

B、即这些卫星ω相同，根据万有引力提供向心力得：

mω2r，因为ω一定，所以r必须固定，可知它们距离地面的高度是相等的；

故B错误；

C、许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的质量可以不同，所以它们的动能可以不相同。

D、根据万有引力提供向心力得：

，因为r一定，所以这些卫星速率相等。

故D错误

【点评】此题要了解地球同步卫星是相对地球静止的卫星，同步卫星只能是发射到赤道上空特定的高度，以特定的速度沿地球自转的方向绕地球转动。

转动的周期和角速度与地球自转的周期和角速度一致，转动周期为24h。

15．【分析】根据物体与该天体之间的万有引力等于物体受到的重力，列出等式表示出中子星表面重力加速度。

结合题目所给的信息求解问题。

A、中子星实际为一天体，中子星的质量为：

M＝ρV，

根据万有引力提供向心力得：

联立得：

T．故A错误；

B、天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，对中子星表面的某一质量为m物体有：

联立解得：

g，故B正确；

C、根据万有引力提供向心力得：

ω．故C错误；

v

【点评】该题属于信息给予的他眉目，处理本题要从所给的材料中，提炼出有用信息，构建好物理模型，选择合适的物理方法求解。

16．【分析】根据“天宫一号”与地球之间距离的变化判断万有引力大小的变化，根据线速度与轨道半径的关系，判断速率的变化，从而得出动能的变化。

根据功能关系判断机械能的变化。

A、“天宫一号”的运行半径逐渐减小，根据F知，“天宫一号”受到地球的万有引力逐渐增大，故A错误。

BC、根据得：

v，轨道半径减小，速率增大，则动能增大，故B错误，C正确。

D、由于空气阻力做功，根据功能关系知，机械能减小，故D错误。

【点评】解决本题的关键知道卫星做圆周运动线速度与轨道半径的关系，轨道半径越小，线速度越大，以及知道除重力以外其它力做功等于机械能的增量。

17．【分析】根据万有引力提供探测器做圆周运动所需的向心力，列出方程，可求出火星的质量。

AB、设探测器的质量为m，轨道半径为r，运行周期为T，火星的质量为M。

探测器绕火星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，得：

Gmr

得：

M。

其中r为探测器绕火星做圆周运动的轨道半径，不能求出火星的半径。

故A正确，B错误。

CD、题目中仅仅知道探测器绕火星做圆周运动的轨道半径和运行周期，与火星绕太阳的情况无关，所以不能求出火星绕太阳公转的半径，或火星绕太阳公转周期。

故CD错误。

【点评】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，以及圆周运动的运动学公式，要知道已知环绕天体的轨道半径和周期，能求出中心天体的质量。