高考物理试题分类汇编万有引力定律中学教育高考_中学教育-高考.pdf

学习好资料 欢迎下载 2011普通高校招生考试试题汇编-万有引力定律 1(2011江苏第 7 题)一行星绕恒星作圆周运动。由天文观测可得，其运动周期为 T，速度为 v，引力常量为 G，则 A恒星的质量为32v TG B行星的质量为2324vGT C行星运动的轨道半径为2vT D行星运动的加速度为2 vT 2（2011山东第 17题）.甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是 A.甲的周期大于乙的周期 B.乙的速度大于第一宇宙速度 C.甲的加速度小于乙的加速度 D.甲在运行时能经过北极的正上方 答案：AC 解析：万有引力提供向心力，由22224TmrrvmmarMmG，可得向心加速度之比122甲乙乙甲rraa，C正确；周期之比133乙甲乙甲rrTT，A正确；甲、乙均为两颗地球卫星，运行速度都小于第一宇宙速度，B错误；甲为地球同步卫星运行在赤道上方，D错误。3(广东第 20 题).已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力为G。有关同步卫星，下列表述正确的是 A.卫星距离地面的高度为2324GMT B.卫星的运行速度小于第一宇宙速度 C.卫星运行时受到的向心力大小为2MmGR D.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 4（2011 全国卷 1 第 19 题）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 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 学习好资料 欢迎下载 解析：周期变长，表明轨道半径变大，速度减小，动能减小,引力做负功故引力势能增大选 D 5（2011 全国理综新课标 19）.卫星电话信号需要通地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为 3.8 105m/s，运行周期约为 27 天，地球半径约为 6400千米，无线电信号传播速度为 3x108m/s）（B）A.0.1s B.0.25s C.0.5s D.1s 解析：主要考查开普勒第三定律。月球、地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据开普勒第 三 定 律 有21223321TTrr解 得3212212TTrr，代 入 数 据 求 得72102.4rm.如图所示，发出信号至对方接收到信号所需最短时间为CrRvst2222，代入数据求得 t=0.28s.所以正确答案是 B。6（2011 天津第 8 题）质量为m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M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的 A线速度GMvR B角速度gR C运行周期2RTg D向心加速度2GMaR【解析】：万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，代入相关公式即可【答案】：AC 7（2011 浙江第 19 题）.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 r1的圆轨道上运动，周期为 T1，总质量为 m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为 r2 的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为 m2则 A.X 星球的质量为21124GTrM B.X 星球表面的重力加速度为21124TrgX C.登陆舱在1r与2r轨道上运动是的速度大小之比为122121rmrmvv D.登陆舱在半径为2r轨道上做圆周运动的周期为313212rrTT 其运动周期为速度为引力常量为则恒星的质量为行星的质量为行星运动的轨道半径为行星运动的加速度为山东第题甲乙为两颗地球卫星其中甲为地球同步卫星乙的运行高度低于甲的运行高度两卫星轨道均可视为圆轨道以下判断正确方答案解析万有引力提供向心力由可得向心加速度之比甲乙乙甲正确周期之比甲乙甲乙正确甲乙均为两颗地球卫星运行速度都小于第一宇宙速度错误甲为地球同步卫星运行在赤道上方错误广东第题已知地球质量为半径为自转周期为速度卫星运行时受到的向心力大小为卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度全国卷第题我国嫦娥一号探月卫星发射后先在小时轨道上绕地球运行即绕地球一圈需要小时然后经过两次变轨依次到达小时轨道和小时轨道最后学习好资料 欢迎下载 答案：AD 解析：根据21112112MTrmrmG、22222222MTrmrmG，可得21124GTrM、313212rrTT，故 A、D正确；登陆舱在半径为1r的圆轨道上运动的向心加速度21122114Trra，此加速度与 X 星球表面的重力加速度并不相等，故 C 错误；根据rvmrm22GM，得rGMv，则1221rrvv，故 C错误。8(2011 广东第 20 题).已知地球质量为 M，半径为 R，自转周期为 T，地球同步卫星质量为 m，引力常量为 G。有关同步卫星，下列表述正确的是 A.卫星距离地面的高度为2324GMT B.卫星的运行速度小于第一宇宙速度 C.卫星运行时受到的向心力大小为2MmGR D.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 解析：根据)()2()(22HRTmHRMmG，A错，由HRvmHRMmG22)(，B正确，由mgHRMmG2)(，C错 D对。选 BD 9(2011北京第15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轨道卫星，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 速率可以不同 10(重庆第 21 题).某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过 N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如题 21 图所示。该行星与地球的公转半径比为 A231()NN B.23()1NN 其运动周期为速度为引力常量为则恒星的质量为行星的质量为行星运动的轨道半径为行星运动的加速度为山东第题甲乙为两颗地球卫星其中甲为地球同步卫星乙的运行高度低于甲的运行高度两卫星轨道均可视为圆轨道以下判断正确方答案解析万有引力提供向心力由可得向心加速度之比甲乙乙甲正确周期之比甲乙甲乙正确甲乙均为两颗地球卫星运行速度都小于第一宇宙速度错误甲为地球同步卫星运行在赤道上方错误广东第题已知地球质量为半径为自转周期为速度卫星运行时受到的向心力大小为卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度全国卷第题我国嫦娥一号探月卫星发射后先在小时轨道上绕地球运行即绕地球一圈需要小时然后经过两次变轨依次到达小时轨道和小时轨道最后学习好资料 欢迎下载 C321()NN D.32()1NN 11（2011 海南第 12 题）.2011 年 4 月 10 日，我国成功发射第 8 颗北斗导航卫星，建成以后北斗导航卫星系统将包含多可地球同步卫星，这有助于减少我国对 GPS导航系统的依赖，GPS由运行周期为 12 小时的卫星群组成，设北斗星的同步卫星和 GPS导航的轨道半径分别为1R和2R，向心加速度分别为1a和2a，则12:RR=_。12:aa=_（可用根式表示）答案：34、324 解 析：122TT，由2224GMmmRmaRT得：2324G M TR，2GMaR因 而：23311224RTRT ，23112224aRaR 12（2011 上海22B）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”)。答案：增大，增大 13（2011 安徽第 22 题）（14 分）（1）开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即32akT，k是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知引力常量为 G，太阳的质量为 M太。（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立。经测定月地距离为 3.84108m，月球绕地球运动的周期为 2.36106S，试计算地球的质 M地。（G=6.6710-11Nm2/kg2，结果保留一位有效数字）解析：（1）因行星绕太阳作匀速圆周运动，于是轨道的半长轴a即为轨道半径 r。根据万有引力定律和牛顿第二定律有 222()m MGmrrT行太行 于是有 3224rGMT太 其运动周期为速度为引力常量为则恒星的质量为行星的质量为行星运动的轨道半径为行星运动的加速度为山东第题甲乙为两颗地球卫星其中甲为地球同步卫星乙的运行高度低于甲的运行高度两卫星轨道均可视为圆轨道以下判断正确方答案解析万有引力提供向心力由可得向心加速度之比甲乙乙甲正确周期之比甲乙甲乙正确甲乙均为两颗地球卫星运行速度都小于第一宇宙速度错误甲为地球同步卫星运行在赤道上方错误广东第题已知地球质量为半径为自转周期为速度卫星运行时受到的向心力大小为卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度全国卷第题我国嫦娥一号探月卫星发射后先在小时轨道上绕地球运行即绕地球一圈需要小时然后经过两次变轨依次到达小时轨道和小时轨道最后学习好资料 欢迎下载 即 24GkM太（2）在月地系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为 R，周期为 T，由式可得 3224RGMT地 解得 M地=61024kg（M地=51024kg 也算对）其运动周期为速度为引力常量为则恒星的质量为行星的质量为行星运动的轨道半径为行星运动的加速度为山东第题甲乙为两颗地球卫星其中甲为地球同步卫星乙的运行高度低于甲的运行高度两卫星轨道均可视为圆轨道以下判断正确方答案解析万有引力提供向心力由可得向心加速度之比甲乙乙甲正确周期之比甲乙甲乙正确甲乙均为两颗地球卫星运行速度都小于第一宇宙速度错误甲为地球同步卫星运行在赤道上方错误广东第题已知地球质量为半径为自转周期为速度卫星运行时受到的向心力大小为卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度全国卷第题我国嫦娥一号探月卫星发射后先在小时轨道上绕地球运行即绕地球一圈需要小时然后经过两次变轨依次到达小时轨道和小时轨道最后