1、二轮复习万有引力与航天难题可编辑修改word版二轮复习万有引力与航天难题一选择题（共 20 小题）1.在地球两极和赤道的重力加速度大小分别为 g1、g2，地球自传周期为 T，万有引力常量为 G，若把地球看作为一个质量均匀分布的圆球体，则地球的密度为（ B ）A BC D2.暗物质（Dark Matter）是一种比电子和光子还要小的物质，不带电荷，不与电子发生干扰，能够穿越电磁波和引力场，是宇宙的重要组成部分瑞士天文学家弗里兹扎维奇观测螺旋星系旋转速度时，发现星系外侧的旋转速度较牛顿引力预期的快，故推测必有数量庞大的暗物质拉住星系外俄侧，以使其不致因过大的离心力而脱离星系假设暗物质及其星体均匀分
2、布在球形星系内，观察发现星系外侧的旋转速度较牛顿引力预期的快十倍以上据此推测可知道暗物质的质量是其中恒星数量计算所得到的质量值的倍数为（ B ）A1000 倍之上 B100 倍之上 C10 倍之上 D2 倍之上3.地球火星木星土星天王星海王星轨道半径（AU）1.01.55.29.51930太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”据报道，2014 年各行星冲日时间分别是：1 月 6 日木星冲日；4 月 9 日火星冲日；5 月 11 日土星冲日；8 月 29 日海王星冲日；10 月 8 日天王星
3、冲日已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（ D ）A.各地外行星每年都会出现冲日现象B在 2015 年内一定会出现火星冲日C天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半 D地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短4.金星和地球在同一平面内绕太阳公转，且公转轨道均视为圆形，如图所示，在地球上观测，发现金星与太阳可呈现的视角（太阳与金星均视为质点，它们与眼睛连线的夹角）有最大值，最大视角的正弦值为 n，则金星的公转周期为（ D ）A 年 B Cn3 年 D年5.关于人造地球卫星，下面说法中正确的是（ A ） A发射卫星时，运载火箭飞行的最大速度必须达到或超过第一宇
4、宙速度，发射才有可能成功B卫星绕地球做圆周运动时，其线速度一定不会小于第一宇宙速度 C卫星绕地球做圆周运动的周期只要等于 24 小时，这个卫星一定相对地面“定点” D发射一颗地球同步卫星，可以使其“定点”于芜湖市的正上方6.下列说法正确的是（ C ） A同一物体在地球上的任何位置所受重力都相同 B同一物体在赤道上受到的重力比两极大 C把物体从地面移向正上方的空中，物体所受重力减小 D物体所受重力的方向与所受地球万有引力的方向一定不相同7下列说法正确的是（ D ）A.力学中的三个基本单位是：长度的单位“米”、时间的单位“秒”、力的单位“牛顿” B牛顿仅通过现实中的斜面实验得到了物体的运动不需要力
5、来维持 C胡克认为在任何情况下，弹簧的弹力都与弹簧的形变量成正比 D卡文迪杵通过扭称实验测出了万有引力常量82009 年 9 月海南航天发射场破土动工，将于 2013 年建成并投入使用届时它将与西昌、太原、酒泉 3 个卫星发射中心构成我国四大航天发射中心，西昌、太原、酒泉 3 个卫星发射中心的纬度分别为北纬 28、38、41而海南航天发射中心的纬度是北纬 19发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道相比较我国其它三个发射场，海南发射场所具备的优势是（ B ）A.地球对火箭的引力较大B.火箭在该点随地球自转线速度较大C该处的重力加速度较大 D火箭在该点随地球自转角速度较大9.已知地球的半径为
6、 R，地球的自转周期为 T，地表的重力加速度为 g，要在地球赤道上发射一颗近地的人造地球卫星，使其轨道在赤道的正上方，若不计空气的阻力，那么（ D ）A向东发射与向西发射耗能相同，均为mgRm（）2 B向东发射耗能为m（ ）2，比向西发射耗能多C向东发射与向西发射耗能相同，均为m（ ）2 D向西发射耗能为m（ +）2，比向东发射耗能多10.假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知一颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的半径为 R，周期为 T； 地球的半径为 R0，自转周期为 T0则地球表面赤道处的重力加速度大小与两极处重力加速度大小的比值为（ C ）A BC D11.某行星自转周期为 T，赤道半径
7、为 R，研究发现，若该行星自转角速度变为原来的两倍，会导致该行星赤道上物体将恰好对行星表面没有压力，已知万有引力常量为 G，则以下说法中正确的是（ B ）A.该行星质量为 M=B.该行星的同步卫星轨道半径为 r= RC.静置在该行星赤道地面上质量为 m 的物体对地面的压力为D.环绕该行星做匀速圆周运动的卫星线速度必不大于 7.9 km/s 12下列有关天体运动的说法中正确的是（ A ） A第一宇宙速度是发射卫星必须具备的最小发射速度，也是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度B地球同步卫星必须位于地球赤道的正上方，但高度可以是任意的C在宇宙飞船中绕地球做匀速圆周运动的宇航员处于完全失重状态，所
8、以宇航员不受地球的吸引力，即重力为零D原来在同一轨道上沿着同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星，只要将后者速率增大一些即可132009 年 10 月 7 日电，美国宇航局（NASA）的斯皮策（Spitzer）太空望远镜近期发现土星外环绕着一个巨大的漫射环该环比已知的由太空尘埃和冰块组成的土星环要大得多据悉，这个由细小冰粒及尘埃组成的土星环温度接近157C，结构非常松散，难以反射光线，所以此前一直未被发现，而仅能被红外探测仪检测到这一暗淡的土星环由微小粒子构成，环内侧距土星中心约 600 万公里，外侧距土星中心约 1800 万公里若忽略微粒间的作用力， 假设土环上的微粒均绕土
9、星做圆周运动，则土环内侧、外侧微粒的（ A ）A线速度之比为：1 B角速度之比为 1：1 C周期之比为 1：1 D向心加速度之比为 8：114我国将于 2011 年下半年发射目标飞行器“天宫一号”，若“天宫一号”能在离地面约 300km 高的圆轨道上正常运行，两月后再发射“神舟八号”飞船并与其进行对接试验下列说法中正确的是（ C ）A.“天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度 B对接后，“天宫一号”的速度大于第一宇宙速度 C对接时，“神舟八号”与“天宫一号”的加速度相等 D对接前，“神舟八号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速15牛顿在发现万有引力定律的过程中没有被用到的规律和结论是
10、（ D ） A牛顿第二定律B.牛顿第三定律 C开普勒的研究成果D卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常数162011 年 4 月 10 日我国成功发射了北斗导航系统的第 8 颗卫星，该卫星绕地球做圆周运动的周期约为 12 小时， 下列表述正确的是（ C ）A该卫星是地球的同步卫星 B各个国家发射的同步卫星期离地球表面的距离是不同的C该卫星离地面的高度比近地卫星高 D该卫星受到的向心力与卫星和地心之间的距离无关17.某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为 R，地面重力加速度为 g，下列说法错误的是（ D ）A.人造卫星的最小周期为 2B.卫星在距地面高度 R 处的绕行速度为C卫星在距地面高度为
11、R 处的重力加速度为D地球同步卫星的速率比近地卫星速率小，所以发射同步卫星所需的能量较少18.人造卫星由于受大气阻力作用，其轨道半径逐渐减少，线速度和周期变化情况为（ A ）A线速度增大，周期减小 B线速度增大，周期增大C线速度减小，周期增大 D线速度减小，周期减小19.地球同步卫星到地心距离r 可由 ，求出已知式中a 的单位是m，b 的单是s，c 的单位是m/s2，则（ A ）Aa 是地球半径，b 是地球自转周期，c 是地球表面重力加速度Ba 是地球半径，b 是同步卫星绕心运动的周期，c 是同步卫星的加速度Ca 是赤道周长，b 是地球自转周期，c 是同步卫星的加速度Da 是赤道周长，b 是同
12、步卫星绕地心运动的周期，c 是地球表面加速度20.甲、乙两颗人造地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，它们的质量之比 m1：m2=1：2，它们圆周运动的轨道半径之比为 r1：r2=1：2，下列关于卫星的说法中正确的是（ C ）A它们的线速度之比 v1：v2=1： B它们的运行周期之比 T1：T2=2：1 C它们的向心加速度比 a1：a2=4：1 D它们的向心力之比 F1：F2=4：1二多选题（共 30 小题）21.如图所示，方框表示绕地球做匀速圆周运动的航天站中的一个实验室，质量为 m、受地球的吸引力为 G 的物体 A放在 P 平面上，引力 G 的方向与 P 平面垂直设物体 A 与 P 平面的动摩擦
13、因数为，现在 A 物体上加一个沿 P 平面方向的力 F，则以下结论不正确的是（ BC ）A.实验室观察到 A 物体的加速度为B.实验室观察到 A 物体的加速度为CA 物体绕地球做圆周运动的向心加速度为DA 物体的加速度大小为22.我国研制并成功发射的“嫦娥二号”探测卫星，在距月球表面高度为 h 的轨道上做匀速圆周运动，运行的周期为 T若以 R 表示月球的半径，则（ ACD ）A.卫星运行时的向心加速度为B.物体在月球表面自由下落的加速度为C.卫星运行时的线速度为D月球的第一宇宙速度为232008 年 9 月 27 日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务，他的第一次太空行走标志着中国航天
14、事业全新时代的到来“神舟七号”绕地球做近似匀速圆周运动，其轨道半径为 r，若另有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的半径为 2r，则可以确定（ AC ）A翟志刚出舱后处于完全失重状态 B翟志刚出舱取回外挂实验样品，若样品脱手，则样品做自由落体运动C“神舟七号”与卫星的加速度大小之比为 4：1 D“神舟七号”与卫星的线速度大小之比为 1：24.若已知月球质量为 M，半径为 R，万有引力常量为 G，以下畅想中不可能的是（ BC ）A.在月球表面以初速度 V0 竖直上拋一个物体，物体上升的最大高度为B.在月球上发射一颗绕它运行的卫星的最小周期为 2 C在月球上发射一颗绕它运行的卫星的最小发射速度为D在月球
15、上荡秋千，将人视为质点、秋千质量不计、摆长不变、摆角小于 90若秋千经过最 低位置的速度为 v0，人能上升的最大高度是25.“嫦娥二号”进入环月轨道后，分别在距月球表面最远 100km，最近 15km 高度的轨道上做圆周运动，此高度远小于月球的半径，设“嫦娥二号”绕月与月绕地的转动方向同向已知地球的质量为月球质量的 k 倍，月球绕地球运行的轨道半径为月球的半径的 n 倍，月球绕地球运行的周期为 T若某时刻“嫦娥二号”距地球最远，经t 时间“嫦娥二号”距地球最近，则t 不可能为（ ACD ）A B C D262013 年 6 月 11 日 17 时 38 分，中国载人飞船“神舟十号”点火升空中国
16、宇航员聂海胜、张晓光、王亚平搭乘“神舟十号”出征太空，奔向“天宫一号”飞行期间先后与“天宫一号”进行一次自动交会对接和一次航天员手控交会对接2013 年 6 月 26 日 8 时 07 分，“神舟十号”返回舱安全着陆，飞行任务取得圆满成功以下说法正确的是（ BC ）A神舟十号在升空过程中，燃料不断燃烧，机械能减小 B三名宇航员在加速启动过程中处于超重状态，对座椅的压力很大C神舟十号圆周运动的运行速度小于 7.9km/s D神舟十号无需变轨即能实现和天宫一号对接27.如图所示，一个质量为 M 的匀质实心球，半径为 R，如果从球上挖去一个直径为 R 的球，放在距离为 d=3R 的地方下列两种情况下
17、，两球之间的万有引力分别为 F1，F2，则以下说法正确的是（ BC ）（1）从球的正中心挖去（如图甲）（2）从与球相切处挖去（如图乙）AF1=F2 BF1F2CF1：F2=175：164 DF1：F2=49：428.宇航员站在星球表面上某高处，沿水平方向抛出一小球，经过时间 t 小球落回星球表面，测得抛出点和落地点之间的距离为 L若抛出时的速度增大为原来的 2 倍，则抛出点到落地点之间的距离为已知两落地点在同一水平面上，该星球半径为 R，若引力常量 G 已知，则可能求出（ ABD ）A.抛出点的高度 B该星球表面的重力加速度C小球的质量 D该星球的质量29.中国航天界考虑 2013 年发射中国
18、首颗火星探测卫星，这颗环境卫星只有 100 公斤左右它要完成对火星气候条件、空间环境等的探测，打算从基础开始一步步的确认火星是否有支持地球类生物存在的可能已知火星与地球的质量之比为 a，半径之比为 b，有关火星和地球，下列说法正确的是（ ABC ） A火星表面的第一宇宙速度与地球表面第一宇宙速度之比为B.火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为 C火星表面附近运动的卫星与地球表面运动的卫星周期之比为 bD火星和地球的上空运行的卫星其 的比值为302010 年 1 月 17 日，我国成功发射北斗 COMPASSGl 地球同步卫星这标志着中国北斗卫星导航系统工程建设又迈出重要一步关于成功定
19、点后的“北斗 COMPASSGl”地球同步卫星，下列说法正确的是（ BD ）A.运 行 速 度 大 于 7.9 km/s B离地面高度一定，相对地面静止 C绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小D向心加速度比静止在赤道上的物体的向心加速度大31.潮汐是一种常见的自然现象发生在杭州湾钱塘江入海口的“钱江潮”是闻名世界的潮汐现象，在农历初一和十五前后各有一次大潮，在两次大潮之间又各有一次小潮下列有关潮汐现象认识正确的是（ BC ） A世界各地的潮汐都是一天涨落两次，没有一天涨落一次的地区B.由于半日潮两次高潮之间的时间间隔约 12 小时 25 分，故潮汐现象也与地球自转有关C每月出现两次大潮
20、时，太阳，地球、月亮基本在一直线上 D每月出现两次小潮时，地球在太阳和月亮之间32.如图所示，A 是地球的同步卫星另一卫星 B 的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为 h已知地球半径为R，地球自转角速度为0，地球表面的重力加速度为 g，O 为地球中心关于 AB 两卫星的下列叙述正确的是（ BCD ）A同步卫星 A 的高度是 B 的 2 倍必等于 2hBB 的周期应为 TB=2CA、B 绕行方向与地球自转方向相同，某时刻 A、B 两卫星相距最近（O、B、A 在同一直线上），他们再一次相距最近，则至少经过时间DA、B 两卫星的线速度之比： 33.自转周期24h37min22s公转周期686.98d
21、公转半径2.28108km火星直径6794km火星是太阳系中离地球最近的行星，经研究发现下表的相关数据资料若把火星和地球的公转均视为匀速圆周运动，那么根据引力常量 G 和表中数据可以计算出下面哪些物理量？（ BD ）A火星表面的重力加速度 B火星绕太阳运动的线速度C火星的平均密度 D太阳的质量342015 年 12 月 29 日 0 时 04 分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射高分四号卫星，它是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星，堪称最牛“天眼”，它的发射和应用将显著提高我国天基对地遥感观测能量，关于高分四号卫星，以下说法正确的是（ AD ） A高分四
22、号卫星的向心加速度小于地球表面的重力加速度 B高分四号卫星可定位在钓鱼岛正上方，观测附近海洋上的航母C高分四号卫星比近地环绕飞船运行速度大D高分四号卫星的运行周期等于 24h35.某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星，春分那天（太阳光直射赤道）在日落后的 12 小时内有 t1 时间该观察者看不见此卫星已知地球半径为 R，地球表面处的重力加速度为 g，地球自转周期为 T，卫星的绕行方向与地球转动方向相同，不考虑大气对光的折射下列说法中正确的是 （ BC ）A.同步卫星离地高度为B.同步卫星离地高度为 RC.t1= arcsinD.t1= arcsi
23、n36.宇宙空间由一种由三颗星体 A、B、C 组成的三星体系，它们分别位于等边三角形 ABC 的三个顶点上，绕一个固定且共同的圆心 O 做匀速圆周运动，轨道如图中实线所示，其轨道半径 rArBrC忽略其他星体对它们的作用， 可知这三颗星体（ ACD ）A.线速度大小关系是 vAvBvCB.加速度大小关系是 aAaBaCC.质 量 大 小 关 系 是 mAmBmC D所受万有引力合力的大小关系是 FAFBFC37.冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆，公转周期为 T0，质量为 m，其近日点 A 到太阳的距离为 a，远日点 C 到太阳的距离为 b，半短轴的长度为 c，A、C 两点的曲率半径均为 ka（通
24、过该点和曲线上紧邻该点两侧的两点作一圆， 在极限情况下，这个圆就叫做该点的曲率圆，其半径叫做该点的曲率半径），如图所示若太阳的质量为 M，万有引力常量为 G，忽略其他行星对它的影响及太阳半径的大小，则（ ACD ）A.冥王星从 AB 所用的时间小于B.冥王星从 CDA 的过程中，万有引力对它做的功为GMmk（）C.冥王星从 CDA 的过程中，万有引力对它做的功为GMmk（）D.冥王星在 B 点的加速度为38.地球同步卫星相对地面静止不动，犹如悬在高空中下列关于地球同步卫星的说法正确的是（ AC ）A它一定在赤道上空运行 B它的运行周期为一个月 C所有的同步卫星轨道半径都相等 D它运行的线速度介
25、于第一和第二宇宙速度之间39.地球同步通信卫星和月球都看做绕地球做匀速圆周运动，其圆周运动的向心力分别为 F1、F2； 圆周运动速率分别为 v1、v2； 向心加速度分别为 a1、a2，则（ AD ）AF1F2 Bv1v2Ca1a2 D线速度都小于 7.9km/s40.宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为 m 的星体位于等边三角形的三个顶点上，三角形边长为 R忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心 O 做匀速圆周运动，引力常量为 G则（ AC ）A每颗星做圆周运动的线速度为B每颗星做圆周运动的角速度为C每颗星做圆周运动的周期为 2D每
26、颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关 41由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心 O 在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动（图示为 A、B、C 三颗星体质量不相同时的一般情况）若 A 星体质量为 2m，B、C 两星体的质量均为 m，三角形边长为 a则（ BC ）AB 星体所受的合力与 A 星体所受合力之比为 1：2 B圆心 O 与 B 的连线与 BC 夹角的正切值为CA、B 星体做圆周运动的线速度大小之比为：D 此 三 星 体 做 圆 周 运 动 的 角 速 度 大 小 为
27、 2 42已知月球只有确定的一面朝向地球，而另一面从未被人类从地球上直接看到，据此分析，正确的是（ BD ）A月球只有围绕地球的公转，月球没有自转 B月球绕地球公转的周期与月球自转周期与相等 C月球的同步卫星轨道与月球绕地球公转的平面垂直 D若已知月球公转周期、月球质量、万有引力常量，则可求得月球同步卫星的轨道半径43 2009 年 12 月 24 日， 美国的一个研究小组宣布， 他们在蛇夫星座中发现一颗富含水份的行星“GJl214b”“GJl214b”距离地球约 40 光年，体积约为地球的 2.7 倍，质量约是地球的 6.5 倍，环绕着一颗比太阳小且温度低的红矮星运行，轨道半径为 209 万
28、公里，公转周期为 38 小时已知地球半径为 6400km，地球表面的重力加速度为 9.8m/s2，引力常量 G 为 6.671011Nm2kg2由以上信息可估算出（ ACD ） A红矮星的质量 B红矮星的密度C“GJl214b”行星的质量 D“GJl214b”行星的密度 44一行星绕某恒星做圆周运动由天文观测可得其运行周期为 T、速度为，已知引力常量为 G，则（ AC ） A行星运动的轨道半径为B行星的质量为C恒星的质量为 D恒星表面的重力加速度大小为45.一宇航员到达半径为 R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为 m 的小球，上端固定在 O 点，如图甲所示，在最低点
29、给小球某一初速度，使其绕 O 点的竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力 F 大小随时间 t 的变化规律如图乙所示F1=7F2，设 R、m、引力常量 G 以及 F1 为已知量，忽略各种阻力以下说法正确的是（ AC ）A该星球表面的重力加速度为 B卫星绕该星球的第一宇宙速度为C星球的质量为D小球在最高点的最小速度为零46.两颗靠得很近的天体称为双星，它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动，因而不至于由于万有引力而吸引到一起，以下说法中正确的是（ BD ）A它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比 B它们做圆周运动的线速度之比与其质量成反比 C它们做圆周运动的半径与其质量成正比 D它们做圆周运动的半径与其
30、质量成反比 47关于卫星的说法中正确的是（ CD ） A绕地球做匀速圆周运动的卫星的运行速度可能达到 10km/s B同步卫星运行经过广州正上空C离地面高为 R（R 为地球半径）处的卫星运行速度为D发射卫星的速度可能达到 10km/s48.某同学欲通过 Internet 查询“神舟”五号飞船绕地球运行的相关科技数据，从而将其与地球同步卫星进行比较，他了解到“神舟”五号飞船在圆周轨道上运转一圈的时间大约为 90 分钟由此可得出（ BCD ） A“神舟”五号飞船在圆周轨道上运行的速率比地球同步卫星的小 B“神舟”五号飞船在圆周轨道上运行的角速度比地球同步卫星的大 C“神舟”五号飞船运行的向心加速度比地球同步卫星的大 D“神舟”五号飞船在圆周轨道上运行时离地面的高度比地球同步卫星的低49.如图，地球赤道上的山丘 e，近地资源卫星 p 和同步通信卫星 q 均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动设 e、
