【選擇題專(zhuān)練】2015高考物理大一輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題系列卷萬(wàn)有引力定律天體運(yùn)動(dòng)

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1、選擇題專(zhuān)練卷（四）萬(wàn)有引力定律天體運(yùn)動(dòng)一、單項(xiàng)選擇題1. （2014濰坊模擬）截止到2011年9月，歐洲天文學(xué)家已在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)50余顆新行星，其中有一顆行星，其半徑是地球半徑的1.2倍，其平均密度是地球 0.8倍。經(jīng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)：該行星有兩顆衛(wèi)星 a和b，它們繞該行星的軌道近似為圓周，周期分別為9天5小時(shí)和15天12小時(shí)，則下列判斷正確的是（）A .該行星表面的重力加速度大于9.8 m/s2B .該行星的第一宇宙速度大于7.9 km/sC. 衛(wèi)星a的線(xiàn)速度小于衛(wèi)星 b的線(xiàn)速度D. 衛(wèi)星a的向心加速度小于衛(wèi)星 b的向心加速度2. 一位同學(xué)為了測(cè)算衛(wèi)星在月球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的環(huán)繞速度，提出了如

2、下實(shí)驗(yàn)方案：在月球表面以初速度 vo豎直上拋一個(gè)物體，測(cè)出物體上升的最大高度h,已知月球的半徑為R,便可測(cè)算出繞月衛(wèi)星的環(huán)繞速度。按這位同學(xué)的方案，繞月衛(wèi)星的環(huán)繞速度為1/7D 靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大小約為中軌道衛(wèi)星的5. （2014長(zhǎng)春調(diào)研）“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器相繼與“神舟八號(hào)”和“神舟九號(hào)”飛船成功交會(huì)對(duì)接，標(biāo)志著我國(guó)太空飛行進(jìn)入了新的時(shí)代?！疤鞂m一號(hào)”在運(yùn)行過(guò)程中，由于大 氣阻力影響，軌道高度會(huì)不斷衰減。 假定在軌道高度緩慢降低的過(guò)程中不對(duì)“天宮一號(hào)”進(jìn) 行軌道維持，則在大氣阻力的影響下，軌道高度緩慢降低的過(guò)程中A.“天宮一號(hào)”的運(yùn)行速率會(huì)緩慢減小B.“天宮號(hào)”的運(yùn)行速度始終大于第

3、一宇宙速度C.“天宮號(hào)”的機(jī)械能不斷減小D.“天宮-號(hào)”的運(yùn)行周期會(huì)緩慢增大T。假設(shè)宇航員在火星表a= 30勺斜面體上，如圖 16衛(wèi)星繞火星表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其繞行的周期為 面以初速度v水平拋出一小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t恰好垂直打在傾角所示。已知引力常量為 G,則火星的質(zhì)量為（）圖1A . 3v（2014皖南八校聯(lián)考）2012年6月24日，航天員劉旺手動(dòng)控制“神舟九號(hào)”飛船完成與“天宮一號(hào)”的交會(huì)對(duì)接，形成組合體繞地球圓周運(yùn)動(dòng)，速率為V。，軌道高度為340 km?！吧裰劬盘?hào)”飛船連同三位宇航員的總質(zhì)量為m,而測(cè)控通信由兩顆在地球同步軌道運(yùn)行的“天鏈一號(hào)”中繼衛(wèi)星、陸基測(cè)控站、測(cè)量船，以及北京飛控

4、中心完成。下列描述錯(cuò)誤的是（ ）A 組合體圓周運(yùn)動(dòng)的周期約1.5 hB .組合體圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度約7.8 km/sC.組合體圓周運(yùn)動(dòng)的角速度比“天鏈一號(hào)”中繼衛(wèi)星的角速度大1 2D .發(fā)射“神舟九號(hào)”飛船所需能量是mv24“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由地球靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）、中軌道衛(wèi)星和傾斜同步衛(wèi)星組成。地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星都在圓軌道上運(yùn)行，它們距地面的高度分別約為地球半徑的6倍和3.4倍，下列說(shuō)法中正確的是 （）A .靜止軌道衛(wèi)星的周期約為中軌道衛(wèi)星的2倍B 靜止軌道衛(wèi)星的線(xiàn)速度大小約為中軌道衛(wèi)星的2倍C.靜止軌道衛(wèi)星的角速度大小約為中軌道衛(wèi)星的1/7T4/(16Gt3 n)B .

5、 3 .空v3T4/(16Gt3n)243 4L243 4C. 3v T /(16Gt n)D . 3 , 3v T /(16Gt n)7. (2014通州模擬)2013年2月16日凌晨，2012DA14小行星與地球“擦肩而過(guò)”，距離地球最近約2.77萬(wàn)公里。據(jù)觀測(cè)，它繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期約為366天，比地球的公轉(zhuǎn)周期多1天。假設(shè)小行星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道均為圓軌道，對(duì)應(yīng)的軌道半徑分別為R2,線(xiàn)速度大小分別為%、v2,向心加速度分別為 a1 a2,表面重力加速度分別為g1 g2,以下關(guān)系式正確的是（)R1_ |366 三A.R2= 365 3B.g2365 3C v1 _ i，365 4C.V2

6、366 3D ai_ i鋌5衛(wèi)D.a2366 38. （2014福建三明名校聯(lián)考）2012年6月18日，“神舟九號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”目 標(biāo)飛行器成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。設(shè)地球半徑為R,地球表面重力加速度為 g。對(duì)接成功后“神舟九號(hào)”和“天宮一號(hào)”一起繞地球運(yùn)行的軌道可視為圓軌道，軌道離地球表面高度約1為花R,運(yùn)行周期為T(mén),則（）A .地球質(zhì)量為B .對(duì)接成功后，“神舟九號(hào)”飛船的線(xiàn)速度為40 tR19TC.對(duì)接成功后，“神舟九號(hào)”飛船里的宇航員受到的重力為零D .對(duì)接成功后，“神舟九號(hào)”飛船的加速度為9. （2014濟(jì)南期中檢測(cè)）經(jīng)國(guó)際小行星命名委員會(huì)命名的“神舟星”和“楊利偉星”的軌道均處在

7、火星和木星軌道之間，已知“神舟星”平均每天繞太陽(yáng)運(yùn)行174萬(wàn)公里，“楊利偉星”平均每天繞太陽(yáng)運(yùn)行 145萬(wàn)公里，假設(shè)兩行星均繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則兩星相比“神舟星”的軌道半徑大“神舟星”的公轉(zhuǎn)周期大C.“神舟星”的加速度大“神舟星”受到的向心力大10.（2013四川高考）迄今發(fā)現(xiàn)的二百余顆太陽(yáng)系外行星大多不適宜人類(lèi)居住，繞恒星“Gliese581運(yùn)行的行星“ G1 - 581c”卻很值得我們期待。該行星的溫度在 0C到40C之間、質(zhì)量是地球的6倍、直徑是地球的1.5倍、公轉(zhuǎn)周期為13個(gè)地球日?！癎liese581的質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的0.31倍。設(shè)該行星與地球均視為質(zhì)量分布均勻的球體，繞其中心天

8、體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A 在該行星和地球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度相同2B .如果人到了該行星，其體重是地球上的2?倍C .該行星與“ Gliese581的距離是日地距離的D .由于該行星公轉(zhuǎn)速率比地球大，地球上的米尺如果被帶上該行星，其長(zhǎng)度一定會(huì)變二、多項(xiàng)選擇題11. （2014江蘇無(wú)錫期末）2012年5月6日，天空出現(xiàn)“超級(jí)大月亮”，月亮的亮度和 視覺(jué)直徑都大于平常，如圖2，究其原因，月球的繞地運(yùn)動(dòng)軌道實(shí)際上是一個(gè)偏心率很小的橢圓，當(dāng)天月球剛好運(yùn)動(dòng)到近地點(diǎn)。 結(jié)合所學(xué)知識(shí)判斷下列與月球橢圓軌道運(yùn)動(dòng)模型有關(guān)的說(shuō)法中正確的是（）圖2A .月球公轉(zhuǎn)周期小于地球同步衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期B .月球在遠(yuǎn)地點(diǎn)

9、的線(xiàn)速度小于地球第一宇宙速度C .月球在遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度小于在近地點(diǎn)的加速度D .月球在遠(yuǎn)地點(diǎn)的機(jī)械能小于在近地點(diǎn)的機(jī)械能12. （2014河北五校聯(lián)盟調(diào)研）宇宙中，兩顆靠得比較近的恒星，只受到彼此之間的萬(wàn)有引力作用互相繞轉(zhuǎn)， 稱(chēng)之為雙星系統(tǒng)。在浩瀚的銀河系中，多數(shù)恒星都是雙星系統(tǒng)。設(shè)某雙 星系統(tǒng)A、B繞其連線(xiàn)上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖 3所示。若AO OB，則（）再oBo-C圖3A .星球A的質(zhì)量一定大于 B的質(zhì)量B .星球A的線(xiàn)速度一定大于B的線(xiàn)速度C.雙星間距離一定，雙星的質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大D 雙星的質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大13. （2014鄭州質(zhì)檢）某同學(xué)從某

10、科技文獻(xiàn)中摘錄了以下資料： 根據(jù)目前被科學(xué)界普遍接受的宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)可知，萬(wàn)有引力常量在極其緩慢地減?。?太陽(yáng)幾十億年來(lái)一直不斷地在通過(guò)發(fā)光、發(fā)熱釋放能量； 金星和火星是地球的兩位近鄰，金星位于地球圓軌道的內(nèi)側(cè)，火星位于地球圓軌道的外側(cè)； 由于火星與地球的自轉(zhuǎn)周期幾乎相同，自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道平面的傾角也幾乎相同，所 以火星上也有四季變化。根據(jù)該同學(xué)摘錄的資料和有關(guān)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可推斷（）A .太陽(yáng)對(duì)地球的引力在緩慢減小B .火星的公轉(zhuǎn)線(xiàn)速度比地球的大C.金星的公轉(zhuǎn)周期比地球的大D 火星上平均每個(gè)季節(jié)持續(xù)的時(shí)間大于3個(gè)月從水星與金星在一條直線(xiàn)上開(kāi)3;金星轉(zhuǎn)過(guò)的角度為62（ 、$14. 如果把水星和

11、金星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng), 始計(jì)時(shí)，若天文學(xué)家測(cè)得在相同時(shí)間內(nèi)水星轉(zhuǎn)過(guò)的角度為均為銳角），則由此條件可求得（）圖4A 水星和金星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期之比B .水星和金星的密度之比C.水星和金星到太陽(yáng)的距離之比D 水星和金星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小之比15（2014湖北重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考）如果不考慮大氣層的影響，利用同步衛(wèi)星轉(zhuǎn)播的電視信號(hào)0,則（同步衛(wèi)星是沿直線(xiàn)傳播的，若將地球當(dāng)做是一個(gè)半徑為R的勻質(zhì)球體，已知地球的自轉(zhuǎn)周期為 T,地球表面的重力加速度為 g，衛(wèi)星電視信號(hào)所能到達(dá)的地表區(qū)域的最大緯度為是相對(duì)地面靜止的衛(wèi)星）（）A 同步衛(wèi)星只能在赤道上方繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)cos0= R普 1C.

12、cos0= R1ta n0= R132十23 1?4T 316.（2013漯河聯(lián)考）“空間站”是科學(xué)家進(jìn)行天文探測(cè)和科學(xué)試驗(yàn)的特殊而又重要的場(chǎng) 所。假設(shè)目前由美國(guó)等國(guó)家研制的“空間站”正在地球赤道平面內(nèi)的圓周軌道上勻速率運(yùn)行，其離地高度為同步衛(wèi)星離地高度的十分之一,且運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致。下列關(guān)_2v亍nPRG,故v；=2gh,所以環(huán)繞速度為 v = JgR=,選項(xiàng)D正確。2v02h R =于該“空間站”的說(shuō)法正確的有 （）A 運(yùn)行的加速度等于其所在高度處的重力加速度B 運(yùn)行的速度等于同步衛(wèi)星運(yùn)行速度的10倍C.站在地球赤道上的人觀察到它向東運(yùn)動(dòng)D 在“空間站”工作的宇航員因受到平衡力而

13、在其中懸浮或靜止1選 B 由GR2m = mg 得：g =罟=4np RG 故血= 0.96, A 錯(cuò)誤；由 v= ； GRM RD DR3Lg 地 ptR 地討 R3選D組合體圓周運(yùn)動(dòng)的周期約1.5 h，組合體圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度約7.8 km/s，組合體圓周運(yùn)動(dòng)的角速度比“天鏈一號(hào)”中繼衛(wèi)星的角速度大，選項(xiàng)A、B、C正確，發(fā)射“神舟九號(hào)”飛船所需能量是|mv0再加上飛船的引力勢(shì)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。24.選A由萬(wàn)有引力提供向心力可知G =代=m宀mr?Fn2=ma，整理可得周期T=罕，角速度需，線(xiàn)速度v =3 =GMGM有，向心加速度 a = 孑，設(shè)地球的半徑為R,由題意知靜止軌道衛(wèi)星的運(yùn)行半徑是r

14、i= 7R,中軌道衛(wèi)星的運(yùn)行半徑是匕=4.4R,由比例關(guān)系可得靜止軌道衛(wèi)星的周期約為中軌道衛(wèi)星的73443 2倍，故A正確；同理可6選B 以g 表示火星表面附近的重力加速度,M表示火星的質(zhì)量，由萬(wàn)有引力定律得GMm= m- g-,火星表面萬(wàn)有引力提供向心力GMm = m2n22 = mr0 ；平拋運(yùn)動(dòng)速度偏轉(zhuǎn)r0T判斷出選項(xiàng)B、C、D均錯(cuò)誤。5選C “天宮一號(hào)”由于阻力影響，機(jī)械能不斷減小，偏離軌道做向心運(yùn)動(dòng)，半徑A、B、D錯(cuò)誤，C正確。減小，運(yùn)行速度增大但小于第一宇宙速度，周期減小，所以角為60 tan 60 gt，聯(lián)立以上各式解得 B正確。v7選 A 由GM2m = mVR= m4jnnR

15、= ma可得：R=,v =GM GM , RiR，*點(diǎn)，故詐2拿165 2，豊醫(yī)_ 3651Ri_ 366 3,詈=2 2= 366 3，故a正確，C d均錯(cuò)誤，無(wú)法比較gi與g2的關(guān)系，b錯(cuò)誤。8選B對(duì)接成功后，軌道半徑為20R, 由 G mM，解得地球質(zhì)量為 M20=m19R=293可以得出：“神舟星”的線(xiàn)速度大于2GMmvGM 卄2 = m , R=2 （其中M為太陽(yáng)RRv，A錯(cuò)誤。對(duì)接成功后，“神舟九號(hào)”側(cè)的線(xiàn)速度為v = 2眷詁譽(yù),B正確。對(duì)接成功后，“神舟九號(hào)”飛船的加速度小于 g, “神舟九號(hào)”飛船里的宇航員受到的重力全部用來(lái)提供向心力，處于失重狀態(tài)，C、D錯(cuò)誤。9選C根據(jù)線(xiàn)速度

16、的定義式得：v =專(zhuān)，已知“神舟星”平均每天繞太陽(yáng)運(yùn)行174萬(wàn) 公里，“楊利偉星”平均每天繞太陽(yáng)運(yùn)行 145萬(wàn)公里,“楊利偉星”的線(xiàn)速度，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得： 的質(zhì)量，R為軌道半徑），所以“神舟星”的軌道半徑小于 “楊利偉星”的軌道半徑，故 A 錯(cuò)誤；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得： 轡 =m4TnR, T = 2 ： GM，由于“神舟星”的軌道 半徑小于“楊利偉星”的軌道半徑，所以“神舟星”的周期小于“楊利偉星”的周期，故B錯(cuò)誤；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得：GMmGMr2 = ma, a = R2 ,由于“神舟星”的軌道半徑小于“楊利偉星”的軌道半徑，所以 “神舟星”的加速度大于“楊利偉星”的

17、加速度，故 C正確；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得：F向=昇，由于不知道“神舟星”和“楊利偉星”的質(zhì)R量大小關(guān)系，所以?xún)烧叩南蛐牧o(wú)法比較，故D錯(cuò)誤。10. 選B 根據(jù)萬(wàn)有引力定律、牛頓第二定律和星球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力提供衛(wèi)星繞星球2 表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力可得GRlm = m*，解得v=；旱，又根據(jù)所給已知量可得，在“GI-581C”行星上發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度是在地球上發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度的2倍，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于在星球表面附近（忽略星球的自轉(zhuǎn)）星球?qū)ξ矬w的重力等于星 球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力，即mg= GMm,又根據(jù)所給已知量可得，在“GI-581C”行星上人的體R重是在地球上的2?倍，

18、故B選項(xiàng)正確；根據(jù)萬(wàn)有引力提供行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力可3得GM2m = m（2Tn）2r，又根據(jù)所給數(shù)據(jù)可得，“GI-581C”行星與Gliese581 恒星的距離是日地距離的茁33.325倍，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；雖然 “GI-581C”行星的公轉(zhuǎn)速率大于地球的公轉(zhuǎn)速 率，但其速率遠(yuǎn)小于光速，“尺縮效應(yīng)”可以忽略，此外，即使其速率接近光速，還要看米尺在行星上怎么放置， 如果是垂直速度方向放置，米尺的長(zhǎng)度不變，尺的縮短效應(yīng)只有在沿速度方向才有，故 D選項(xiàng)錯(cuò)誤。11. 選BC 月球公轉(zhuǎn)周期（約27天）大于地球同步衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期 （1天）,A錯(cuò)誤。月 球的公轉(zhuǎn)軌道半長(zhǎng)軸大于地球半徑， 故線(xiàn)速度小于地球

19、第一宇宙速度， B正確。月球在遠(yuǎn)地 點(diǎn)受到的萬(wàn)有引力小于在近地點(diǎn)受到的萬(wàn)有引力，故遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度小于近地點(diǎn)的加速度，C正確。月球從近地點(diǎn)運(yùn)行到遠(yuǎn)地點(diǎn)的過(guò)程中，僅有萬(wàn)有引力對(duì)它做功， 故機(jī)械能大小不變，D錯(cuò)誤。12. 選BD設(shè)雙星質(zhì)量分別為mA、mB,軌道半徑為Ra、Rb,兩者間距為L(zhǎng),周期為T(mén),角速度為3,由萬(wàn)有引力定律可知：GmiAmB= 口人2%, GmAmB= mB w2Rb，又有Ra+ Rb= L , 可得 mA= Rb, G（mA+ mB） = 3V。而 AO OB，知 mA1，故 B 正確；由=m = ma 得：a = p , v=，廠(chǎng) p地R地rrr ： r且由周期關(guān)系可知，raab, Vavb, C、D均錯(cuò)誤。2.選D 繞月衛(wèi)星的環(huán)繞速度即第一宇宙速度，v = gR,對(duì)于豎直上拋的物體有 v2 =全失重而在其中懸浮或靜止，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。