高三物理一轮复习专题精练 5.2 万有引力定律的成就或应用1

2013届高三物理一轮复习专题精练

5.2 万有引力定律的成就或应用1

一、单项选择题

1．（重庆市重庆八中2012届高三月考理综卷）由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径减小了，那么，卫星的( )

A．速率变大，周期变大 B．速率变小，周期变大

C．速率变大，周期变小 D．速率变小，周期变小

1.C

2．（云南省昆明一中2012届高三第三次月考理综卷）“嫦娥一号”探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球。如图5所示是绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的的运行速率为 7．7km/s，则下列说法中正确的是（）

A．卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7．7km/s

B．卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7．7km/s

C．卫星在3轨道所具有的机械能小于2轨道所具有的机械能

D．卫星在3轨道所具有的最大速率小于2轨道所具有的最大速率

2.AB

3.关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下列说法正确的是（）

A.已知它的质量是1.24t，若将它的质量增为2.48t，其同步轨道半径变为原来的2倍

B.它的运行速度为7.9km/s

C.它可以绕过北京的正上方，所以我国能利用其进行电视转播

D.它距地面的高度约为地球半径的5倍，所以它的向心加速度约为其下面地面上的重力加速度的1/36

3.D

4．（2012届·浙江省温州市八校高三期末联考）据报道，美国航天局已计划建造一座

通向太空的升降机，传说中的通天塔即将成为现实。据航天局专家称：这座升降机的主体是一根长长的管道，一端系在位于太空的一个巨大的人造卫星上，另一端一直垂到地面并固定在地面上。已知地球到月球的距离约为地球半径的60倍，由此可以估算，该管道的长度至少为（已知地球半径为6400km ）（ ）

A ．360km

B ．3600km

C ．36000km

D ．360000km

4.C

5．宇宙中有这样一种三星系统，系统由两个质量为m 的小星体和一个质量为M 的大星体组成，两个小星体围绕大星体在同一圆形轨道上运行，轨道半径为r 。关于该三星系统的说法中正确的是( )

A ．在稳定运行情况下，大星体提供两小星体做圆周运动的向心力

B ．在稳定运行情况下，大星体应在小星体轨道中心，两小星体在大星体相对的两侧

C ．小星体运行的周期为T =)4(234m M G r

+π D ．大星体运行的周期为T =)4(23

4m M G r

+π 5.BC

6.（湖南省衡阳八中2012届高三第二次月考）我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱．飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟．下列判断正确的是 ( )

A ．飞船变轨前后的机械能相等

B ．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态

C ．飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度

D ．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度

6.B

7．（陕西省长安一中2012届高三质检）2009年3月1日16时13分，“嫦娥一号”完

轨道2

成了“受控撞月”行动，探月一期工程完美落幕．本次“受控撞月”，“嫦娥一号”经历了从距月表100km 的圆形轨道进入椭圆轨道的过程，如图所示，a 为椭圆轨道的远月点，b 为椭圆轨道的近月点，则下列说法正确的是 （ ）

A ．从a 点到b 点的过程中，“嫦娥一号”受到的月球引力减小

B ．从a 点到b 点的过程中，月球引力对“嫦娥一号”做正功

C ．从a 点到b 点的过程中，“嫦娥一号”飞行的线速度减小

D ．从a 点到b 点的过程中，“嫦娥一号”飞行的角速度减小

7.B

8．（北京市朝阳区2012届高三上学期期中统考）同步卫星距地心的距离为r ，运行速率为v 1，其向心加速度为a 1。地球半径为R ，地球赤道上随地球自转的物体的运行速率为v 2，向心加速度为a 2，则（ ）

A ．12v r v R =；12a r a R =

B ．12v r v R =；2122a r a R =

C ．12v R v r =；12a R a r =

D ．12v R v r

=；2

12

2a R a r = 8.A

9．（广西陆川县中学2012届高三段考理综卷）某行星可看作一个均匀的球体，密度为ρ，若在其赤道上随行星一起转动的物体对行星表面的压力恰好为零，则该行星的自转周期为（引力常量为G ）（ ）

A ．34G π

B ．43G π

C ．G ρπ3

D ．G

ρπ 9.C

10．（北师大附属实验中学2012届高三上学期期中试卷）2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙—2251”卫星和美国“铱—33”卫星在西伯利亚上空约805km 处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的大量碎片可能影响太空环境。假定有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是

A ．甲的运行周期一定比乙的长 B. 甲距地面的高度一定比乙的高

C ．甲所需的向心力一定比乙的小 D. 甲的加速度一定比乙的大

10.D

二、非选择题

11.在半径5000R km =的某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由轨道AB 和圆弧轨道BC 组成，将质量0.2m kg =的小球从轨道AB 上高H 处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C 点时对轨道的压力F ，改变H 的大小，可测出相应F 的大小，F 随H 的变化如图乙所示。求：

（1）圆轨道的半径。（2）该星球表面的重力加速度多大。（3）该星球的第一宇宙速度。

11. 解析：（1）设该星球表面的重力加速度为0g ，圆轨道的半径为r ，由图当m H 5.0=时，0=F ，则有：

r

v m mg 2

0= ① (3分) 202

1)2(mv r H mg =- ② (3分) 由①②可得：m r 2.0= (1分)

（2）当m H 0.1=时，N F 5=，设此时小球到达最高点的速度为1v ，有： r

v m F mg 210=+ ③ (3分) 2102

1)2(mv r H mg =- ④ 由③④可得：20/5s m g = (4分) （3）该星球的第一宇宙速度s km R g v /502== (5分)

12.（湖北省百所重点中学2012届10月高三联考）宇宙中存在由质量相等的四颗星组成的四星系统，四星系统离其他恒星较远，通常可忽略其他星体对四星系统的引力作用.已观测到稳定的四星系统存在两种基本的构成形式：一种是四颗星稳定地分布在边长为a 的