【物理精品】2013版6年高考4年模拟万有引力、天体运动部分第一部分 六年高考荟萃2012年高考题（2012上海）22B人造地球卫星做半径为r，线速度大小为v的匀速圆周运动。当其角速度变为原来的倍后，运动半径为_，线速度大小为_。22B.【考点】本题考查万有引力在天体运动中的应用【解析】由可知，角速度变为原来的倍后，半径变为2r，由可知，角速度变为原来的倍后，线速度大小为v。【答案】2r，v（2012新课标）21假设地球是一半径为R.质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为A1B1+CD 21【答案】A在地球表面，又，所以，因为球壳对球内物体的引力为零，所以在深为d的矿井内，得，所以。（2012 大纲卷）25.一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k。设地球的半径为R。假定地球的密度均匀。已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，求矿井的深度d。25.【命题意图】本题考查万有引力定律的应用及单摆的周期公式，意在考查对基本物理规律的分析计算能力。解：在地面处，单摆所受万有引力近似等于其重力，即， 单摆的在地面的摆动周期 设地球密度为，地球的体积，综合以上四得得：同理可知，矿井内单摆的周期而单摆在地面处的摆动周期与矿井底部摆动周期之比解得：【参考答案】（2012 广东）21.如图6所示，飞船从轨道1变轨至轨道2。若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的A.动能大B.向心加速度大C.运行周期长D.角速度小【考点】万有引力定律【答案】CD【解析】结合，可判断飞船在2轨道上速度小，动能小，向心力小向心加速度小，周期长，角速度小，正确选项为CD【方法点拨】讨论天体问题的基本方法：把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供。讨论天体运动规律的基本思路：（2012 北京）18. 关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是 （）A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颖卫星，不可能具有相同的周期B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C.在赤道上空运行的两颖地球同步卫星.它们的轨道半径有可能不同D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合18B解析：所有的同步卫星都在同一个赤道轨道上运动，C错误；沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星它们的运行轨道面与赤道面的夹角可以不同，它们的轨道平面就不会重合，D错误；分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颖卫星，可能具有相同的周期，A错误；沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道的关于长轴对称的两个位置的速率相等，所以在轨道不同位置可能具有相同的速率是正确的。答案B。（2012 福建）16一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为，已知引力常量为G,则这颗行星的质量为A B.C D.【考点】本题考查万有引力定律在天体运动中的应用，考查利用实验数据求解问题的能力。【解析】卫星在行星表面附近做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有，宇航员在行星表面用弹簧测力计测得质量为m的物体的重为N，则 ，解得M=，B项正确。【答案】B（2012 江苏）拉格朗日点地球太阳82011年8月，“嫦娥二号”成功进入了绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家，如图所示，该拉格朗日点位于太阳与地球连线的延长线上，一飞行器位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的A线速度大于地球的线速度B向心加速度大于地球的向心加速度C向心力仅由太阳的引力提供D向心力仅由地球的引力提供8. 【解析】根据，A正确；根据，B正确，向心力由太阳和地球的引力的合力提供，C、D错误。【答案】AB（2012 山东）15.2011年11月3日，“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与“神州九号”交会对接。变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为R1、R2，线速度大小分别为、。则等于A. B. C. D. 【考点】万有引力定律【答案】B【解析】由可知,正确选项为B.(2012四川）15.今年4月30日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8107m,它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为4.2107m）相比A. 向心力较小B. 动能较大C. 发射速度都是第一宇宙速度D. 角速度较小答案：B解析：卫星的向心力由卫星所受地球的万有引力提供，由可知A、D错B正确；两颗卫星的发射速度都比第一宇宙速度大，故C也错。正确答案只有B。(2012 天津）3.一个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，动能减小为原来的1/4，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的A 向心加速度大小之比为4:1B 角速度大小之比为2:1C 周期之比为1:8D 轨道半径之比为1:23【考点】考查万有引力定律在天体运动中的应用，考查学生对卫星运行特点、圆周运动规律的掌握。【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，如果卫星的动能减为原来的，则其线速度减为原来的，由可知，轨道半径变为原来的4倍，D项错误；由可知，向心加速度变为原来的，A项错误；由可知，角速度为原来的，B项错误；由可知，周期为原来的8倍，C项正确。【答案】C【思维拓展】本题也可以直接由关系式分析得出结果。（2012 浙江）15、如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是A.太阳对小行星的引力相同B.各小行星绕太阳运动的周期小于一年C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于小行星带外侧小行星的向心加速度值D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于 地球公转的线速度值15【答案】C【考点】万有引力与天体运动【解析】根据行星运行模型，离地越远，线速度越小，周期越大，角速度越小，向心加速度等于万有引力加速度，越远越小，各小行星所受万有引力大小与其质量相关，所以只有C项对。(2012重庆）18冥王星与其附近的星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7：1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动。由此可知冥王星绕O点运动的A 轨道半径约为卡戎的1/7B 角速度大小约为卡戎的1/7C 线度大小约为卡戎的7倍D 向心力小约为卡戎的7倍18.考点透析：综合考察万有引力定律及圆周运动知识答案:A解析：双星系统中两个体具有相同的角速度与运动周期以及向心力，由万有引力定律，可知，由可知二者线速度之比为，正确选项为A。（2012海南）11.地球同步卫星到地心的距离r可用地球质量M、地球自转周期T与引力常量G表示为r=_.【考点】万有引力定律【答案】【解析】根据万有引力定律及圆周运动知识，可得2011年高考题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 B行星的质量为C行星运动的轨道半径为 D行星运动的加速度为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，可得向心加速度之比，C正确；周期之比，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D5（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3.8105m/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解得，代入数据求得m.如图所示，发出信号至对方接收到信号所需最短时间为，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 B角速度 C运行周期 D向心加速度【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】：AC7（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B. X星球表面的重力加速度为C. 登陆舱在与轨道上运动是的速度大小之比为D. 登陆舱在半径为轨道上做圆周运动的周期为答案：AD解析：根据、，可得、，故A、D正确；登陆舱在半径为的圆轨道上运动的向心加速度，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，得，则，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