2010年北京各区一模物理试题专题汇编—2万有引力与航天

学而思教育·学习改变命运 思考成就未来!

高考网 eduu.gaokao.com

2010 年北京一模分类汇编——物理

(二)万有引力与航天
1. (2010 东城一模)已知地球半径为 R,质量为 M,自转角速度为 ? ,地面重力加速度为 g,万有引力常 量为 G,地球同步卫星的运行速度为 v,则第一宇宙速度的值可表示为( A. Rg 【解析】 g ? G 【答案】A B. v 2 / ? R C. R / GM D. GMg )

GM M v12 ,所以, v1 ? ? gR ,A 对. ? R R2 R

2.

(2010 西城一模)已知地球同步卫星的轨道半径是地球半径的 k 倍,则( A.第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的 k 倍 B.第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的 k 倍 C.地球表面附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的 k 倍 D.地球表面附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的 k 倍



【解析】第一宇宙速度 v1 ? 速度 a ? 【答案】B

v GM GM ,同步卫星运行线速度 v ? ,则 1 ? k ,A 错 B 对;同步卫星向心加 R kR v

GM 1 ? 2 g ,CD 错. 2 2 k R k

3.

(2010 海淀一模)在研究宇宙发展演变的理论中,有一种学说叫做“宇宙膨胀说” ,这种学说认为引力 常量 G 在缓慢地减小。假设月球绕地球做匀速圆周运动,且它们的质量始终保持不变,根据这种学说当 前月球绕地球做匀速圆周运动的情况与很久很久以前相比( A.周期变大 B.角速度变大 C.轨道半径减小 ) D.速度变大

【解析】由 F ? G

Mm 得,月球和地球之间的万有引力会减小,在很长的一段时间里,月球将会做离心运动。 r2
G M 得,月球的速度会 r

由于变化非常的缓慢,所以短时间内仍旧可看做匀速圆周运动。那么由 v ?

减小;由 ? ? 【答案】A

r3 G 得,月球的周期会变大。 M 得,月球的角速度会减小;由 T ? 2π GM r3

4.

(2010 宣武一模)我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站.如图所示,关闭发动机的航
学而思教育·学习改变命运 思考成就未来! 高考网 eduu.gaokao.com

学而思教育·学习改变命运 思考成就未来!

高考网 eduu.gaokao.com

天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近,并将在椭圆的近月点 B 处与空间站对接.已各空间站 绕月轨道为 r,周期为 T,万有引力常量为 G,月球的半径为 R。那么以下选项正确的是( (1)航天飞机到达 B 处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须减速 (2)图中的航天飞机正在加速地飞向 B 处 (3)月球的质量为 M ?
4? 2 r 3 GT 2
2? r T



(4)月球的第一宇宙速度为 v ? A. (2) (1) (4) C. (2) (1) (3)

B. (3) (1) (4) D. (3) (2) (4)

【解析】 航天飞机到达 B 处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须减速以便被月球所俘获, (1) 对; 月球由 A 到 B 的过程中,轨道半径减小,速度增大,故(2)对;由 G
4? 2 r 3 M 4? 2 2? r , (3)对;v ? ? 2 r 知,M ? 2 2 GT r T T

是空间站绕月速度,不是月球的第一宇宙速度, (4)错. 【答案】C

5.

(2010 朝阳一模)如图所示,a 为地球赤道上的物体,b 为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星, c 为地球同步卫星。关于 a、b、c 做匀速圆周运动的说法中正确的是( A.角速度的大小关系为 ?a ? ?c ? ?b B.向心加速度的大小关系为 aa ? ab ? ac C.线速度的大小关系为 va ? vb ? vc D.周期关系为 Ta ? Tc ? Tb )

【解析】根据万有引力定律和牛顿第二定律可得,对于人造卫星和地球同步卫星,有:
F ?G Mm v2 4? ? ? ma ? m? 2 R ? m ? m 2 R ,可见, R 越大,向心加速度 a 越小,角速度 ? 越小,线速 R2 R T

度 v 越小,周期 T 越大,故 ?b ? ?c , ab ? ac , vb ? vc , Tb ? Tc ,排除 A;c 为地球同步卫星,所以,

?c ? ?a ,Ta ? Tc , 对; D B 由于向心加速度为 a ? ? 2 R , 所以 aa ? ac , 错; 线速度 v ? ?R , 所以 va ? vc ,
C 错。 【答案】D

6.

(2010 崇文一模)设嫦娥号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,测得飞船绕月运行周期为 T。飞船

学而思教育·学习改变命运 思考成就未来!

高考网 eduu.gaokao.com

学而思教育·学习改变命运 思考成就未来!

高考网 eduu.gaokao.com

在月球上着陆后,自动机器人在月球上做自由落体实验,将某物体由距月球表面高 h 处释放,经时问 t 后落到月球表面。已知引力常量为 G,由以上数据不能求出的物理量是( A.月球的半径 B.月球的质量 C.月球表面的重力加速度 D.月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度 【解析】由自由落体可知, h ?
1 2 2h 4π 2 R3 R gt ,所以 g ? 2 。再由题意得, T ? ? 2π ,所以可求出月球半 2 t gR 2 g



径;由 GM ? gR 2 ,可得出月球质量。选项 D 中内容不能得出。 【答案】D

7.

(2010 石景山一模)万有引力定律和库仑定律都遵循平方反比律,因此引力场和电场之间有许多想念的 性质,在处理有关问题时可以将它们进行类比. 例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度,其 定义式为 E ?
F ,在引力场中可以有一个类似的物理量来反映各点引力场的强弱,设地球质量为 M ,半 q

径为 R ,地球表面处的重力加速度为 g ,引力常量为 G ,如果一个质量为 m 的物体位于距离地心 2R 处 的某点,则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是( A. G
M 2R

) D.
g 4

B.

g 2

C. G

Mm

? 2R ?

2

【解析】由 F ? G 为 E引力 【答案】D

Mm 来看,质量是物体间产生万有引力的原因,所以对于在地球周围存在的引力场强可表示 r2 M g M M ? 。 ? G 2 。由 g ? G 2 得, E引力 ? G 2 (2 R) 4 r R

8.

(2010 丰台一模已知万有引力常量 G,地球的半径 R,地球表面重力加速度 g 和地球自转周期 T。不考 虑地球自转对重力的影响,利用以上条件不可能求出的物理量是( A.地球的质量和密度 B.地球同步卫星的高度 C.第一宇宙速度 D.第三宇宙速度 )

【解析】忽略地球的自转,由 GM ? gR2 ,可得出地球的质量 M ,进而得出地球的密度

??

M 4 3 ;再由 πR 3

学而思教育·学习改变命运 思考成就未来!

高考网 eduu.gaokao.com

学而思教育·学习改变命运 思考成就未来!

高考网 eduu.gaokao.com

T ? 2π

( R ? h) 3 ,可求出同步卫星的高度 h ;由 v ? gR 可求出第一宇宙速度;D 选项无法求的, GM

第三宇宙速度与太阳质量有关。 【答案】D

学而思教育·学习改变命运 思考成就未来!

高考网 eduu.gaokao.com


相关文档

2013届高三物理名校试题汇编系列(第2期)专题5 万有引力与航天
【备战2014】高考物理复习 2013年模拟题汇编(2)专题五 万有引力与航天
【2010北京高考二模汇编】2万有引力与航天
2012年高考物理试题分类汇编06-万有引力与航天
2012年高考物理试题分类汇编:万有引力与航天
物理试题_【备考2013】2012届高三物理名校试题汇编系列(第1期)专题5 万有引力与航天5709
2003-2013年高考物理试题分类汇编:万有引力与航天
2012年全国各地高考物理试题分类汇编:万有引力与航天
2012年全国高考物理试题分类汇编:万有引力与航天
2013年高考物理试题分类汇编:05万有引力与航天
电脑版