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2019-2020年高考物理 1月期末考、3月質(zhì)檢、5月二模及名校聯(lián)考分類匯編 6萬有引力 1、【廈門外國語學(xué)校xx屆5月考前模擬】火星表面特征非常接近地球，可能適合人類居住．近期，我國宇航員王躍正與俄羅斯宇航員一起進(jìn)行“模擬登火星”實驗活動．已知火星半徑是地球半徑的，質(zhì)量是地球質(zhì)量的，自轉(zhuǎn)周期也基本相同．地球表面重力加速度是g,若王躍在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自轉(zhuǎn)影響的條件下，下述分析正確的是 A．王躍在火星表面受的萬有引力是在地球表面受萬有引力的倍 B．火星表面的重力加速度是 C．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍 D．王躍以相同的初速度在火星上起跳時，可跳的最大高度是 2．【三明一中xx屆5月考前模擬】某月球探測器每天在月球表面上空繞月球兩極數(shù)次。若以T表示探測器在離月球表面高度h處的軌道上做勻速圓周運(yùn)動的周期，以R表示月球的半徑，則 A．探測器運(yùn)行時的向心加速度為 B．月球表面的重力加速度為 C．探測器運(yùn)行時的向心加速度 D．月球表面的重力加速度為 3．【福州一中xx屆5月考前模擬】2011年9月29日晚21時16分，我國將首個目標(biāo)飛行器天宮一號發(fā)射升空，它將在兩年內(nèi)分別與神舟八號、神舟九號、神舟十號飛船對接，從而建立我國第一個空間實驗室。假如神舟八號與天宮一號對接前所處的軌道如圖甲所示，圖乙是它們在軌道上即將對接時的模擬圖。當(dāng)它們處于圖甲所示的軌道運(yùn)行時，下列說法正確的是（ ） A．神舟八號的加速度比天宮一號的大 B．神舟八號的運(yùn)行速度比天宮一號的小 C．神舟八號的運(yùn)行周期比天宮一號的長 D．神舟八號通過減速后變軌可實現(xiàn)與天宮一號對接 4．【龍巖一中xx屆5月考前熱身】有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動，b處于地面附近近地軌道上正常運(yùn)動，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，各衛(wèi)星排列位置如圖，則有 A．a(chǎn)的向心加速度等于重力加速度g B．c在4小時內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是π/6 C．b在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長最長 D．d的運(yùn)動周期有可能是20小時 5、【廈門雙十中學(xué)xx屆高三5月熱身】．科學(xué)研究表明地球的自轉(zhuǎn)在變慢．四億年前，地球每年是400天，那時，地球自轉(zhuǎn)的周期為21.5h，科學(xué)家們猜想，地球自轉(zhuǎn)變慢的原因主要有兩個：一個是潮汐時海水與海岸碰撞、與海底摩擦而使能量變成內(nèi)能；另一個是由于潮汐的作用，地球把部分自轉(zhuǎn)能量傳給了月球，使月球的機(jī)械能增加了（不考慮對月球自轉(zhuǎn)的影響），由此可以判斷，與四億年前相比，現(xiàn)在月球繞地球公轉(zhuǎn)的( ) A．半徑減小 B．周期增大 C. 線速度增大 D．角速度增大 6、【xx屆泉州市5月市質(zhì)檢】D 7、【xx屆龍巖市5月市質(zhì)檢】B 8．【xx屆南平市5月市質(zhì)檢】xx年11月，神舟八號與天宮一號完美“牽手”，成功實現(xiàn)交會對接（如圖），交會對接飛行過程分為遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段、自主控制段、對接段、組合體飛行段和分離撤離段。任務(wù)完成后，神舟八號飛船返回位于內(nèi)蒙古自治區(qū)的主著陸場。則下列說法正確的是 A．在遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段，神舟八號應(yīng)在天宮一號目標(biāo)飛行器前下方某處 B．對接前，神舟八號欲追上天宮一號，必須在同一軌道上點火加速 C．在組合體飛行段，神舟八號與天宮一號繞地球作勻速圓周運(yùn)動的速度小于7.9 km /s D．分離后，天宮一號變軌升高至工作軌道運(yùn)行時，其動能比在交會對接軌道時大 9．【漳州市xx年5月適應(yīng)性練習(xí)】一宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動，飛船原來的線速度是v1，周期是T1，假設(shè)在某時刻它向后噴氣做加速運(yùn)動后，進(jìn)入新軌道做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)動的線速度是v2，周期是T2，則下列說法中正確的是 A．v1＞v2，T1＞T2 B．v1＞v2，T1＜T2 C．v1＜v2，T1＞T2 D．v1＜v2，T1＜T2 10．【漳州市xx年5月適應(yīng)性練習(xí)】神舟七號飛船圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動，宇航員處于完全失重狀態(tài)，下列說法中正確的是 A．宇航員沒有受到萬有引力的作用 B．神舟七號飛船在軌正常運(yùn)行時，其飛行速度小于7.9 km/s C．在地面上發(fā)射神舟七號飛船，發(fā)射速度應(yīng)大于11.2 km/s D．若已知引力常量、神舟七號飛船的軌道半徑和周期，可以算出地球的密度 11．【xx屆廈門市5月市質(zhì)檢】為紀(jì)念伽利略將望遠(yuǎn)鏡用于天文觀測400周年,xx年被定為以“探索我的宇宙”為主題的國際天文年。我國發(fā)射的“嫦娥一號”衛(wèi)星繞月球經(jīng)過一年多的運(yùn)行，完成了既定任務(wù)，于2009年3月1日16時13分成功撞月．如圖為“嫦娥一號” 衛(wèi)星撞月的模擬圖，衛(wèi)星在控制點1開始進(jìn)入撞月軌道．假設(shè)衛(wèi)星繞月球作圓周運(yùn)動的軌道半徑為R，周期為T，引力常量為G．根據(jù)題中信息，以下說法正確的是 撞擊點 A．可以求出月球的質(zhì)量 B．可以求出月球?qū)Α版隙鹨惶枴毙l(wèi)星的引力 C．“嫦娥一號”衛(wèi)星在控制點1處應(yīng)加速 D．“嫦娥一號”在地面的發(fā)射速度大于11．2km/s 12．【福州市xx屆高三上期末質(zhì)檢】xx年我國已將神舟八號與首個目標(biāo)飛行器天宮一號對接成功。在未來兩年內(nèi)天宮一號還將與神舟九號、神舟十號飛船對接，從而建立我國第一個空間實驗室。神舟八號與天宮一號對接前所處的軌道如圖所示，下列說法正確的是 A．神舟八號的加速度比天宮一號的小 B．神舟八號的運(yùn)行速度比天宮一號的小 C．神舟八號的運(yùn)行周期比天宮一號的長 D．神舟八號通過加速后變軌可實現(xiàn)與天宮一號對接 13．【三明市xx屆高三上聯(lián)考】我國于2011年9月29日發(fā)射“天宮一號”目標(biāo)飛行器，2011年11月1日發(fā)射“神舟八號”飛船，并與“天宮一號”實現(xiàn)成功交會對接，這在我國航天史上具有劃時代意義。如圖所示虛線為“天宮一號”A和“神舟八號”B繞地球做勻速圓周運(yùn)動的交會前的軌道。由此可知（ ） A．“天宮一號”的線速度大于“神舟八號”的線速度 B．“天宮一號”的周期小于“神舟八號”的周期 C．“天宮一號”的向心加速度小于“神舟八號”的向心加速度 D．“神舟八號”通過一次點火加速后不可能與“天宮一號”實現(xiàn)對接。 14．【龍巖市xx屆高三上期末質(zhì)檢】xx年1l月3日，“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛行器完成首次對接。對接過程如下：“神舟八號”飛船經(jīng)變軌，從初始軌道轉(zhuǎn)移到330km的近圓軌道，在距“天宮一號”52ktn處開始進(jìn)行自主引導(dǎo)對接階段。在接下的過程中，“神舟八號”飛過預(yù)設(shè)的三個停泊點，以便調(diào)整“神舟八號”飛行姿態(tài)。下面說法正確的是 （ ） A．“神舟八號”、與“天宮一號”是在同一軌道上相距52km處開始自主引導(dǎo) B．“神舟八號”在停泊點的對地繞行速度為零 C．“神舟八號”從初始軌道到330km的近圓軌道的過程中重力勢能增加 D．“神舟八號”在初始軌道的運(yùn)行周期比“天宮一號”的運(yùn)行周期大 15、【漳州市xx屆高三上期末質(zhì)檢】D 16．【南安一中xx屆高三上期末試題】地球半徑為R，在距球心r處(r＞R)有一同步衛(wèi)星.另有一半徑為2R的星球A，在距球心3r處也有一同步衛(wèi)星，它的周期是48h，那么A星球平均密度與地球平均密度的比值為（ ） A．9∶32　 B．3∶8　 C．27∶32　 D．27∶16 17、【泉州四校xx屆高三第二次聯(lián)考】2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙-2251”衛(wèi)星和美國的“銥-33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805 km處發(fā)生碰撞。這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件。碰撞過程中產(chǎn)生的大量碎片可能會影響太空環(huán)境。假定有質(zhì)量相等的甲、乙兩塊碎片，繞地球運(yùn)動的軌道都是圓，甲的運(yùn)行速率比乙的大，則下列說法中正確的是（ ） A．甲的運(yùn)行周期一定比乙的短 B．甲距地面的高度一定比乙的高 C． 甲的向心力一定比乙的小 D．甲的角速度一定比乙的小 圖6 月球 軌道II 軌道I 18．【福建四地六校xx屆期中聯(lián)考】2010年10月1日，“嫦娥二號”衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。如圖6所示為嫦娥一號、二號衛(wèi)星先后繞月做勻速圓周運(yùn)動的示意圖，“嫦娥一號”在軌道I上運(yùn)行，距月球表面高度為200km；“嫦娥二號”在軌道II上運(yùn)行，距月球表面高度為100km。根據(jù)以上信息可知（ ） A．“嫦娥二號”的運(yùn)行速率小于“嫦娥一號”的運(yùn)行速率 B．“嫦娥一號”要返回地球，在軌道I上必須減速 C．“嫦娥二號”的向心加速度小于“嫦娥一號”的向心加速度 D．“嫦娥二號”和“嫦娥一號”在軌道上運(yùn)行時，所攜帶的儀器都處于完全失重狀態(tài) 19．【福建四地六校xx屆第三次月考】為了研究太陽演化的進(jìn)程需知太陽的質(zhì)量，已知地球的半徑為R，地球的質(zhì)量為m，日地中心的距離為r，地球表面的重力加速度為g，地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為T，則太陽的質(zhì)量為 ( ) A． B．　　 C． D． 20. 【安溪一中、惠安一中、養(yǎng)正中學(xué)xx屆期中聯(lián)考】從“神舟號”載人飛船的發(fā)射成功可以預(yù)見，隨著航天員在軌道艙內(nèi)停留時間的增加，體育鍛煉成了一個必不可少的環(huán)節(jié)，下列器材適宜航天員在軌道艙中進(jìn)行鍛煉的是（ ） A．啞鈴 B．跑步機(jī) C．單杠 D．彈簧拉力器 1．（15分）【xx屆福州市5月市質(zhì)檢】為了探測某星球，載著登陸艙的探測飛船繞著該星球做勻速圓周運(yùn)動，測得其周期為T1，軌道半徑為r1；隨后登陸艙脫離飛船，變軌到離星球表面很近的軌道上做勻速圓周運(yùn)動，測得其周期為T2。已知萬有引力常量為G。求： （1）該星球的質(zhì)量； （2）星球表面的重力加速度。 解：（1）設(shè)星球質(zhì)量為M，飛船質(zhì)量為m1 萬有引力提供圓周運(yùn)動向心力 ①(3分) ∴ ②(3分) （2）設(shè)星球表面上重力加速度為g，半徑R，登陸艙質(zhì)量為m2 ③（3分） ④（3分） 由②③④得 ⑤（3分） 2. （15分）【漳州市xx年5月適應(yīng)性練習(xí)】宇航員在火星探測實驗室進(jìn)行實驗：測火星表面的重力加速度的值。其中一種方案叫作“對稱自由下落”。將真空足夠長的直管豎直方向放置，如圖所示，將小球從O點豎直向上拋出到落回O點，測得總時間為t，其中從經(jīng)過P點到落回P點所用時間為t1 。OP之間的距離為h，試求： （1）火星的重力加速度的大小g； （2）若已知火星的半徑為R，萬有引力常量為G，求火星質(zhì)量M。 解析：（1）小球從O點上升的最大高度： （3分） 小球從P點上升的最大高度： （5分） 解得： （2分） （2）設(shè)火星質(zhì)量M，對小球受力分析：G＝mg （3分） 解得： （2分） (其他方法正確同樣給分) 3．（16分）【xx屆廈門市3月市質(zhì)檢】據(jù)媒體報道，中國載人航天工程新聞發(fā)言人2012年2月17日宣布，神舟九號飛船將于xx年6月至8月?lián)駲C(jī)發(fā)射，與“天官一號”目標(biāo)飛行器展開手控交會對接，飛行乘組將由3名航天員組成。天宮一號目標(biāo)飛行器，是我國自主研制的全新的載人飛行器，計劃在軌道上的工作運(yùn)行時間為2年，它可以與載人飛船進(jìn)行多次對接。已知“天宮一號”飛行器質(zhì)量為m，運(yùn)行高度為h，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g。求： （1）天宮一號受到地球的萬有引力大??； （2）天宮一號的運(yùn)行周期。 4．（15分）【xx屆泉州市3月質(zhì)檢】我國已成功發(fā)射了探月衛(wèi)星“嫦娥二號”，未來我國航天員將可登月。若航天員在月球表面附近某處以初速度v0水平拋出一小物塊，測得小物塊下落高度為h時，水平距離為s。 （1）求月球表面的重力加速度g； （2）設(shè)月球半徑為R，求月球的第一宇宙速度v1。 5．（19分）【xx屆福州市3月市質(zhì)檢】在福建省科技館中，有一個模擬萬有引力的裝置，在如圖1所示的類似錐形漏斗固定的容器中，有兩個小球在該容器表面上繞漏斗中心軸做水平圓周運(yùn)動，其運(yùn)行能形象地模擬了太陽系中星球圍繞太陽的運(yùn)行。圖2為其示意圖。圖3為其模擬的太陽系行星運(yùn)動圖。圖2中球離中心軸的距離相當(dāng)于行星離太陽的距離。 （1）在圖3中，設(shè)行星A1和B1，離太陽距離分別為r1，和r2，求A1、B1，運(yùn)行速度大小之比。 （2）在圖2中，若質(zhì)量為m的A球速度大小v，在距離中心軸為x1的軌道面上旋轉(zhuǎn)，由于受到微小的摩擦阻力，A球繞軸旋轉(zhuǎn)同時緩慢落向漏斗中心。當(dāng)其運(yùn)動到距離中心軸為x2的軌道面時，兩軌道面之間的高度差為H。求此過程中A球克服摩擦阻力所做的功。 解：（1）設(shè)和的質(zhì)量分別為和 根據(jù)萬有引力定律和牛頓運(yùn)動定律 ①（3分） ②（3分） 由①②得 ③（3分） （2）設(shè)小球距離中心軸的軌道面運(yùn)動的速度為， 由于小球的運(yùn)動模擬行星運(yùn)動， 有 ④ （4分） 根據(jù)動能定理 ⑤（4分） 由④⑤得 ⑥ （2分） 6．（8分）【寧德市xx年普通高中畢業(yè)班單科質(zhì)量檢查】 某火星探測實驗室進(jìn)行電子計算機(jī)模擬實驗，結(jié)果為：探測器在近火星表面軌道做圓周運(yùn)動的周期是T；探測器著陸過程中，第一次接觸火星表面后，以v0的初速度豎直反彈上升，經(jīng)t時間再次返回火星表面，設(shè)這一過程只受火星的重力作用，且重力近似不變。已知萬有引力常量為G，試求： （1）火星的密度； （2）火星的半徑。 7．（10分）【莆田市xx屆高三上期末質(zhì)檢】某行星的半徑為R1、自轉(zhuǎn)周期為T1，它有一顆衛(wèi)星，繞行星公轉(zhuǎn)的軌道半徑為R2、公轉(zhuǎn)周期為T2。萬有引力常量為G．求： （l）該行星的質(zhì)量M； （2）要在此行星的赤道上發(fā)射一顆質(zhì)量為m的靠近行星表面繞行的人造衛(wèi)星，使其軌道平 面與行星的赤道平面重合，設(shè)行星上無氣體阻力，那么對人造衛(wèi)星至少應(yīng)做多少功？ 8.(8分) 【南安一中xx屆高三上學(xué)期期末試題】天宮一號于2011年9月29日成功發(fā)射，它和隨后發(fā)射的神州八號在空間完成交會對接，實現(xiàn)中國載人航天工程的一個新的跨越。天宮一號進(jìn)入運(yùn)行軌道后，其運(yùn)行周期為T，距地面的高度為h，已知地球半徑為R，萬有引力常量為G。若將天宮一號的運(yùn)行軌道看做圓軌道，求： （1）地球質(zhì)量M； （2）地球的平均密度。 解： 解：（1）因為天宮一號的運(yùn)行軌道看做圓軌道，萬有引力充當(dāng)向心力，所以： （4分） （2）地球的平均密度 （4分） 9．（7分）【福建四地六校xx屆期中聯(lián)考】我國已啟動“嫦娥工程”，并于2007年10月24日和2010年10月1日分別將“嫦娥一號”和“嫦娥二號”成功發(fā)射, “嫦娥三號”亦有望在xx年落月探測90天，并已給落月點起了一個富有詩意的名字---“廣寒宮”。若宇航員隨登月飛船登陸月球后，完成如下實驗:①讓飛船沿貼近月球表面的圓形軌道環(huán)繞時測得環(huán)繞一周經(jīng)過的路程為s;②當(dāng)飛船在月球表面著陸后, 宇航員在月球上做落體實驗，在距月球表面高h(yuǎn)處自由釋放一個小球,并測出落地時間為t，已知萬有引力常量為G,試根據(jù)以上信息,求: （1）月球表面的重力加速度g; （2）月球的質(zhì)量M. 9．（7分）解：（1）（共3分） 根據(jù)月球表面物體做自由落體運(yùn)動： h = （2分） g月= （1分） （2）（共4分）設(shè)飛船繞月球表面運(yùn)動軌道半徑（即月球半徑）為Ｒ，根據(jù)萬有引力定律可得　　　　　　　　　 ，（　 （２分），又Ｒ＝Ｓ／２π（１分），則 （１分） 10．（8分）【安溪一中、惠安一中、養(yǎng)正中學(xué)xx屆期中聯(lián)考】我國通信衛(wèi)星的研制始于70年代331衛(wèi)星通信工程的實施，到1984年4月，我國第一顆同步通信衛(wèi)星發(fā)射成功并投入使用，標(biāo)志著我國通信衛(wèi)星從研制轉(zhuǎn)入實用階段．現(xiàn)正在逐步建立同步衛(wèi)星與“伽利略計劃”等中低軌道衛(wèi)星等構(gòu)成的衛(wèi)星通信系統(tǒng)． （1）若已知地球的平均半徑為R0，自轉(zhuǎn)周期為T0，地表的重力加速度為g，試求同步衛(wèi)星的軌道半徑R； （2）有一顆與上述同步衛(wèi)星在同一軌道平面的低軌道衛(wèi)星，自西向東繞地球運(yùn)行，其運(yùn)行半徑為同步軌道半徑R的四分之一，試求該衛(wèi)星的周期T是多少？ （計算結(jié)果只能用題中已知物理量的字母表示） 解析：（1）設(shè)地球的質(zhì)量為M，同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m，運(yùn)動周期為T，因為衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的向心力由萬有引力提供，故 ①（2分） 同步衛(wèi)星 ② 而在地球表面③ （1分） 由①②③式解得： （2分） （2）由①式可知，設(shè)低軌道衛(wèi)星運(yùn)行的周期為， 則 （2分） 因而 （2分）