专题06 万有引力定律(第02期)-决胜2016年高考全国名校试题物理分项汇编(原卷版)

专题6 万有引力定律
1．【北京市朝阳区高三年级第二次综合练习】如图所示，人造卫星A、B在同一平面内绕地球做匀速圆周运动。

则这两颗卫星相比
A．卫星A的线速度较大B．卫星A的周期较大
C．卫星A的角速度较大D．卫星A的加速度较大
2．【西安市第一中学2015届高三自命题测试卷•理科综合（二）】2014年5月10日天文爱好者迎来了“土星冲日”的美丽天象。

“土星冲日”是指土星和太阳正好分处地球的两侧，三者几乎成一条直线。

该天象每378天发生一次，土星和地球绕太阳公转的方向相同，公转轨迹都近似为圆，地球绕太阳公转周期和半径以及引力常量均已知，根据以上信息可求出（）
A．土星质量
B．地球质量
C．土星公转周期
D．土星和地球绕太阳公转速度之比
3．【上海市黄浦区2015年4月高三物理第二次模拟试卷】某人造卫星运动的轨道可近似看作是以地心为中心的圆。

该卫星到地心的距离从r1慢慢减小到r2，用v1、v2和a1、a2分别表示卫星在这两个轨道上的运行速率和向心加速度，则运行速率v1_____v2，向心加速度a1_____a2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

4．【江西省师大附中、鹰潭一中2015届高三下学期4月联考】1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元．“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M和远地点N的高度分别为439 km和2384 km，则（）
A ．卫星在M 点的机械能大于N 点的机械能
B ．卫星在M 点的角速度大于N 点的角速度
C ．卫星在M 点的加速度大于N 点的加速度
D ．卫星在N 点的速度大于7.9km/s
5．【山东省泰安市高三第二轮复习质量检测理科综合】设地球半径为R ，质量为m 的卫星在距地面R 高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g ，则
A B
C ．卫星的加速度为2g
D ．卫星的周期为46．【长春市普通高中2016届高三质量监测（一）】据报道一颗来自太阳系外的彗星于2014年10月20日擦火星而过。

如图所示，假设火星绕太阳做匀速圆周运动，轨道半径为r ，周期为T 。

该彗星在穿过太阳系时由于受到太阳的引力，轨道发生弯曲，彗星与火星在圆轨道A 点“擦肩而过”。

已知万有引力常量G ，则
A ．可计算出火星的质量
B ．可计算出彗星经过A 点时受到的引力
C ．可计算出彗星经过A 点的速度大小
D ．可确定彗星在A 点的速度大于火星绕太阳的速度
7．【九江七校2016届第一次联考物理试卷】嫦娥二号卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100公里，周期为118分钟的工作轨道，开始对月球进行探测，则下列说法错误的．．．是．
( )
A ．卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小
B ．卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上小
C ．卫星在轨道Ⅲ上经过P 点的速度比在轨道Ⅰ上经过P 点时大
D ．卫星在轨道Ⅰ上经过P 点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P 点的加速度
8．【石家庄市2016届高三复习教学质量检测（一）】土星的卫星很多，现已发现数十颗，这些卫星的运动可视为绕土星的匀速圆周运动。

下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些参数。

下列说法正确的是
A ．土卫五的公转速度比土卫六的小
B ．土卫五的公转周期比土卫六的小
C ．土卫五表面的重力加速度比土卫六的大
D ．土星对土卫五的万有引力约为其对土卫六万有引力的1/10倍
9．【甘肃省张掖市天一中学2015年高三上学期第一次质量检测】已知月球半径为R ，飞船在距月球表面高度为R 的圆轨道上飞行，周期为T ，万有引力常量为G ，下列说法正确的是
A.月球第一宇宙速度为4R T π
B.月球表面重力加速度为2232R g T
π= C.月球密度为23GT π D.月球质量为2
24GT π 10．【山东省部分名校2016届高三第一次调研（新起点）联考】今年7月23日凌晨，美国宇航局(NASA)发布消息称其天文学家们发现了迄今“最接近另一个地球”的系外行星，因为围绕恒星Kepler 452运行，这颗系外行星编号为Kepler 452b ，其直径约为地球的1.6倍，与恒星之间的距离与日地距离相近，其表面可能存在液态水，适合人类生存。

设Kepler 452b 在绕恒星Kepler 452圆形轨道运行周期为T 1，神舟飞船在地球表面附近圆形轨道运行周期为T 2，恒星Kepler 452质量与地球质量之比为p ，Kepler 452b 绕恒星Kepler
452的轨道半径与地球半径之比为q ，则T 1、T 2之比为
A ．3pq B.31pq C.3q
p D.p q 3
11．【湖北省部分重点中学2015-2016 学年度上学期新高三起点考试】（多选）人类一直在寻找地外文明，有消息称在太阳系外发现了一颗类似地球的、可适合人类居住的行星一“开普勒一22b ”，该行星环绕一颗恒星运动的周期为290天，它距离地球约600光年，体积是地球的2.4倍．已知万有引力常量和地球表面的重力加速度，假定该行星环绕这颗恒星运动的轨迹为圆轨道，根据以上信息，下列推理中正确的是（ ） A ．若已知该行星的轨道半径，可求出该行星所受的万有引力
B ．若已知该行星的轨道半径，可求出恒星的质量
C ．若该行星的密度与地球的密度相等，可求出该行星表面的重力加速度
D ．根据地球的公转周期与轨道半径，可求出该行星的轨道半径
12．【沈阳铁路实验中学2015-2016学年度上学期第一次月考】火星探测器绕火星近地做圆周轨道飞行，其线速度和相应的轨道半径为0v 和R 0，火星的一颗卫星在圆轨道上的线速度和相应的轨道半径为v 和R ，则下列关系正确的是（ ）
A ．)lg(21)lg(00R R v v =
B ．)lg(2)lg(0
0R R v v = C ．)lg(21)lg(
00R R v v = D ．)lg(2)lg(00R R v v = 13．【安徽省“江淮十校”2015届高三4月联考理科综合】太阳系中某行星运行的轨道半径为R o ，周期为T 0.但天文学家在长期观测中发现，其实际运行的轨道总是存在一些偏离，且周期性地每隔t 0时间发生一次最大的偏离（行星仍然近似做匀速圆周运动）. 天文学家认为形成这种现象的原因可能是该行星外侧还存在着一颗未知行星。

假设两行星的运行轨道在同一平面内，且绕行方向相同，则这颗未知行星运行轨道的半径R 和周期T 是（认为未知行星近似做匀速圆周运动）( ) A.2000
t T t T =- B. 0000t T T t T =-
C.R R =
D. R R = 14．【甘肃省2015届高三第二次高考诊断试卷理科综合能力试题】如图所示，极地卫星的运行轨道平面通过地球的南、北两极（轨道可视为圆轨道，图中外围虚线），若测得一个极地卫星从北纬30°的正上方，按图示方向（图中逆时针方向）第一次运行至南纬60°正上方时所用时间为t ，已知：地球半径为R （地球可看做球体），地球表面的重力加速度为g ，引力常量为G ，由以上条件可以求出
A．卫星运动的周期B．卫星距地面的高度C．卫星质量D．卫星所受的向心力15．【2015年呼伦贝尔市高考模拟统一考试（二）理科综合能力测试】研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时。

假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比
A．向心加速度变大B．角速度变大
C．线速度变大D．距地面的高度变大
16．【山东省德州市2015届高三二模（4月）理科综合】探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空，飞行试验器飞抵距月球6万千米附近进入月球引力影响区，开始在月球近旁转向飞行，最终进入距月球表面h=200km的圆形工作轨道。

设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列选项错误的是
A．飞行试验器绕月球运行的周期为2
B．飞行试验器工作轨道处的重力加速度为
2
R
g R h
⎛⎫ ⎪
+
⎝⎭
C．飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为
D．月球的平均密度为
3
4
g
GR π
17．【2015年山东邹城市第一中学高三4月质量检测】由中国科学院、中国工程院两院院士评出的2012年中国十大科技进展新闻，于2013年1月19日揭晓，“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接和“蛟龙”号下潜突破7000米分别排在第一、第二。

若地球半径为R，把地球看做质量分布均匀的球体。

“蛟龙”下潜深度为d，天宫一号轨道距离地面高度为h，“蛟龙”号所在处与“天官一号”所在处的加速度之比为
A．R d
R h
-
+
B．
2
2
()
()
R d
R h
-
+
C ．2()()R d R h R -+
D ．23
()()R d R h R -+ 18．【四川省资阳中学2015届高三3月月考】宇航员在月球表面完成下面实验：在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部的最低点，静止一质量为m 的小球（可视为质点），如图所示，当给小球水平初速度υ0时，刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动。

已知圆弧轨道半径为r ，月球的半径为R ，万有引力常量为G 。

若在月球表面上发射一颗环月卫星，所需最小发射速度为（ ）
A B C D ． 19．【2015届山东省枣庄市枣庄九中高三4月模拟检测】随着“神舟十号”与“天宫一号”成功牵手，我国将于2020年前发射月球登陆器。

月球登陆器返回时，先由月球表面发射后绕月球在近月圆轨道上飞行，经轨道调整后与在较高圆轨道上运行的轨道舱对接，对接完成后再经加速脱离月球飞回地球。

下列关于此过程的描述，正确的是
A ．登陆器在近月圆轨道上运行的速度必须大于月球第一宇宙速度
B ．登陆器与轨道舱对接后的运行周期小于对接前登陆器的运行周期
C ．登陆器与轨道舱对接后必须加速到等于或大于月球第二宇宙速度才可以返回地球
D ．登陆器在近月圆轨道上飞行的速度大于轨道舱的运行速度
20.【山东省潍坊市2015届高三下学期四县联考模拟训练】据报道，美国和俄罗斯的两颗卫星在太空相撞，相撞地点位于西伯利亚上空500英里(约805公里)．相撞卫星的碎片形成太空垃圾，并在卫星轨道附近绕地球运转，国际空间站的轨道在相撞事故地点下方270英里(434公里)．若把两颗卫星和国际空间站的轨道都看做圆形轨道，以下关于上述报道的说法正确的是
A ．这两颗相撞卫星在同一轨道上
B ．这两颗相撞卫星的周期、向心加速度大小一定相等
C ．两相撞卫星的运行速度均大于国际空间站的速度
D ．两相撞卫星的运行周期均大于国际空间站的运行周期
21．【商丘市2014—2015学年度高三第一次模拟考试】2014年10月24日，“嫦娥五号”探路兵发射升空，为计划于2017年左右发射的“嫦娥五号”探路，并在8天后以 “跳跃式返回技术”成功返回地面。

“跳跃式返回技术”指航天器在关闭发动机后进入大气层，依靠大气升力再次冲出大气层，降低速度后再进入大气层。

如图所示，虚线为大气层的边界。

已知地球半径R ，地心到d 点距离r ，地球表面重力加速度为g 。

下列说法正确的是
A ．“嫦娥五号”在b 点处于完全失重状态
B ．“嫦娥五号”在d 点的加速度小于gR 2／r 2
C ．“嫦娥五号”在a 点速率大于在c 点的速率
D ．“嫦娥五号”在c 点速率大于在e 点的速率
22．【甘肃省兰州市2015届高三3月诊断考试理科综合】在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动的三颗卫星m 1、m 2、m 3，它们的轨道半径分别为r 1、r 2、r 3，且r 1>r 2>r 3，其中m 2为同步卫星，若三颗卫星在运动过程中受到的向心力大小相等，则
A ．相同的时间内，m 1通过的路程最大
B ．三颗卫星中，m 3的质量最大
C ．三颗卫星中，m 3的速度最大
D ．m 1绕地球运动的周期小于24小时
23． 【哈尔滨市第六中学校2015届高考适应性训练理科综合】我国的“天链一号”卫星是地球同步卫星，可为中低轨道卫星提供数据通讯，如图为“天链一号”卫星a 、赤道平面内的低轨道卫星b 、地球的位置关系示意图，O 为地心，地球相对卫星a 、b 的张角分别为θ1和θ2(θ2图中未标出)，卫星a 的轨道半径是b 的4倍，己知卫星a 、b 绕地球同向运行，卫星a 的周期为T ，在运行过程中由于地球的遮挡，卫星b 会进入卫星a 通讯的盲区，卫星间的通讯信号视为沿直线传播，信号传输时间可忽略。

下列分析正确的是
A ．张角θ1和θ2满足sinθ2=4sinθ1
B ．卫星b 星的周期为T /8
C ．卫星b 每次在盲区运行的时间T πθθ1421+
D ．卫星b 每次在盲区运行的时间为T π
θθ1621+ 24．【江苏省运河中学2016届高三第一次调研】嫦娥二号卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100公里，周期为118分钟的工作轨道，开始对月球进行探测（ ）
A ．卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小
B ．卫星在轨道Ⅲ上经过P 点的速度比在轨道Ⅰ上经过P 点时大
C ．卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上短
D ．卫星在轨道Ⅰ上经过P 点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P 点的加速度
25.【辽师大附中2015届高三年级模拟考试】为了探寻金矿区域的位置和金矿储量，常利用重力加速度反常现象．如图所示，P 点为某地区水平地面上的一点，假定在P 点正下方有一空腔或密度较大的金矿，该地区重力加速度的大小就会与正常情况有微小偏离，这种现象叫做“重力加速度反常”．如果球形区域内储藏有金矿，已知金矿的密度为ρ，球形区域周围均匀分布的岩石密度为ρ0，且ρ＞ρ0.又已知引力常量为G ，球形空腔体积为V ，球心深度为d (远小于地球半径)，则下列说法正确的是
A ．有金矿会导致P 点重力加速度偏小
B ．有金矿会导致P 点重力加速度偏大
C ．P 点重力加速度反常值约为Δg ＝()2
0d V G ρρ- D ．在图中P1点重力加速度反常值大于P 点重力加速度反常值
26．【哈尔滨市第九中学2015年高三第三次高考模拟考试】地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a ；假设月球绕地球作匀速圆周运动，轨道半径为r 1，向心加速度为a 1．已知万有引力常量为G ，地球半径为R 。

下列说法中正确的是（ ）
A ．地球质量G aR M 2
= B ．地球密度32
1143GR r a πρ= C ．地球的第一宇宙速度为aR D ．向心加速度之比21
2
1r R a a = 27.【广西桂林市第十八中学2015届高三全真模拟（二）理科综合】我国“玉兔号”月球车被顺利送抵月球表面，并发回大量图片和信息。

若该月球车在地球表面的重力为1G ，在月球表面的重力为2G 。

已知地球半径为1R ，月球半径为2R ，地球表面处的重力加速度为g ，则（ ）
A ．“玉兔号”月球车在地球表面与月球表面质量之比为2
1G G
B ．地球的质量与月球的质量之比为21222
1R G R G
C ．地球表面处的重力加速度与月球表面处的重力加速度之比为1
2G G D ．地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为2
211R G R G 28. 【四川省雅安中学2015届高三3月月考】“嫦娥三号”探月卫星于2013年12月2日1点30分在西昌卫星发射中心发射，将实现“落月”的新阶段。

若已知引力常量G ，月球绕地球做圆周运动的半径r 1、周期T 1,“嫦娥三号”探月卫星绕月球做圆周运动的环月轨道(见图)半径r 2、周期T 2，不计其他天体的影响，则根据题目条件可以(
)
A.求出“嫦娥三号”探月卫星的质量
B.求出地球与月球之间的万有引力
C.求出地球的密度
D.得出22122212
r r T T = 29．【海南省文昌中学2015届高三模拟考试（二）物理试题】有a 、b 、c 、d 四颗地球卫星，a 还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b 是近地轨道卫星， c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则（ ）
A ．a 的向心加速度小于重力加速度g
B ．在相同时间内b 转过的弧长最长
C ．c 在4 h 内转过的圆心角是3π
D ．d 的运动周期有可能是20h
30.【石家庄市2016届高三复习教学质量检测（一）】（（16分）由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同：若地球表面两极处的重力加速度大小为g 0，在赤道处的重力加速度大小为g ，地球自转的周期为r ，引力常量为G ，地球可视为质量均匀分布的球体。

求： (1)地球半径R ；(2)地球的平均密度；
(3)若地球自转速度加快，当赤道上的物体恰好能“飘”起来时，求地球自转周期T'。

31.【九江七校2016届第一次联考物理试卷】（8分）某星球的质量为M，在该星球表面某一倾角为θ的山坡上以初速度v0平抛一物体，经过时间t该物体落到山坡上.欲使该物体不再落回该星球的表面，求至少应以多大的速度抛出该物体？（不计一切阻力，万有引力常数为G）
32.【陕西省西工大附中2015届高三下学期模拟考试（一）理科综合】现代宇宙学认为，恒星在演变过程中，有可能形成密度很大的天体，即成为白矮星或中子星。

已知某中子星的密度为1.4×1017kg/m3。

求绕该中子星做匀速圆周运动的卫星的最小周期T。

计算结果取一位有效数字，已知引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2。

：。