2013-2018高考物理试题分类汇编—5万有引力与航天(含答案与解析)

A．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 B．如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加 C．如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低

D．航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用 【答案】BC

（2013新课标2）20.目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是（ ） A.卫星的动能逐渐减小

B.由于地球引力做正功，引力势能一定减小

C.由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 【答案】D

（2013安徽）17．质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为

EpGMm，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来的在半径为R1的轨道上绕r地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为 A．GMm(1111GMm11) B．GMm() C．() R2R1R1R22R2R1D．

GMm11() 2R1R2【答案】C

（2013大纲）18．“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200 km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟。已知引力常量G＝6.67×10–11 N•m2/kg2，月球的半径为1.74×103 km。利用以上数据估算月球的质量约为

A．8.1×1010 kg B．7.4×1013 kg C．5.4×1019 kg D．7.4×1022 kg 【答案】D

（2013福建）13．设太阳质量为M，某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视作半径为r的圆。已知万有引力常量为G，则描述该行星运动的上述物理量满足

42r342r2A．GM B．GM 22TT42r24r3C．GM D．GM2

T3T【答案】A

（2013广东）14.如图3，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是 A.甲的向心加速度比乙的小 B.甲的运行周期比乙的小 C.甲的角速度比乙的大 D.甲的线速度比乙的大 【答案】A

（2013海南）5．“北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星（同步卫星）、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成。地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍，下列说法中正确的是 A．静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍 B．静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍 C．静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的1/7 D．静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的1/7

【答案】A

（2013江苏）1．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知 A．太阳位于木星运行轨道的中心

B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等

C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方

D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 【答案】C

（2013山东）20.双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为（ ）

n3A．T B. 2k【答案】B

n3T C. kn2T D. knT k（2013四川）4．太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Glicsc581”运行的行星“Gl-581c”却很值得我们期待．该行星的温度在0℃到40℃之间，质量是地球的6倍，直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日．“Glicsc581”的质量是太阳质量的0.31倍．设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则（ ） A．在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同 B．如果人到了该行星，其体重是地球上的22倍 313倍 365C．该行星与“Glicsc581”的距离是日地距离的

D．由于该行星公转速率比地球大，地球上的米尺如果被带上该行星，其长度一定会变短 【答案】B

（2013上海）9．小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动。则经过足够长的时间后，小行星运动的 (A)半径变大 (B)速率变大 (C)角速度变大 【答案】A

（2013上海）22B．若两颗人造地球卫星的周期之比为T1∶T2＝2∶1，则它们的轨道半径之比R1∶R2＝＿＿＿＿，向心加速度之比a1∶a2＝＿＿＿＿。 【答案】34∶1 1∶232

解析：由开普勒定律，R1∶R2＝3T1∶3T2＝34∶1.由牛顿第二定律，G心加速度之比a1∶a2＝R22∶R12＝1∶232。

（2013浙江）18．如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R。下列说法正确的是 A．地球对一颗卫星的引力大小为GMm

(rR)2B．一颗卫星对地球的引力大小为GMm

r2C．两颗卫星之间的引力大小为Gm

3r22(D)加速度变大

22Mm=ma，向R2m R M r D．三颗卫星对地球引力的合力大小为3GMm

r2【答案】BC

（2013天津）9．（1）“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段己经完成。设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h，己知月球的质量为M、半径为R，引力常量为G，则卫星绕月球运动的向心加速度a＝ 线速度 v= 【答案】

GMGM； Rh(Rh)2（2014重庆）6．设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G．假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R．同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为

GMT2A． 223GMT4RGMT2B． 223GMT4RGMT242R3C． 2GMTGMT242R3D．

GMT2【答案】A

（2014安徽）14．在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律。法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。已知单摆摆长为l，引力常量为G。地球的质量为M。摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期T与距离r的关系式为 A．T2rGMl Ｂ．T2rlGM Ｃ．T2rGM lＤ．T2l【答案】C

l GM（2014北京）23.万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。 （1）用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果。已知地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G。将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0 a. 若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F1，求比值 错误!未找到引用源。 的表

达式，并就h=1.0%R的情形算出具体数值（计算结果保留两位有效数字）； b. 若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2，求比值 错误!未找到引用源。 的表达式。 （2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳的半径为Rs和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变。仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的一年将变为多长？

42R3【答案】（1）0.98 12 （2）不变

TGM试题分析：

（1）a．物体处于北极以及北极上方时，万有引力等于重力，F0GMmMm，，FG12R2Rh可得

F10.98 F042RF242R3b.在赤道上弹簧秤的读数表示重力的大小，即F2F0m,可以求得 12T2F0TGM4r33（2）根据太阳的引力提供地球的向心力，T2太阳的质量MRS所以有

3GM3r3T3 GR从上式可以看出当r、R、RS均变为现在的百分之一时，周期不变，即仍为1地球年。 （2014大纲）26．(22 分)已知地球的自转周期和半径分别为T和R，地球同步卫星A的圆轨道半径为h。卫星B沿半径为r(r＜h)的圆轨道在地球赤道的正上方运行，其运行方向与地球自转方向相同。求： ⑴卫星B做圆周运动的周期；

⑵卫星A和B连续地不能直接通讯的最长时间间隔(信号传输时间可忽略)。

rr【答案】（1）()T（2）

3/2h(h323/2r3/2)(arcsinRhRarcsin)T

r【考点】万有引力定律的应用、匀速圆周运动的规律

【解析】（１）设卫星B绕地心转动的周期为T'，根据万有引力定律和圆周运动的规律有

GMmh2m(22)h TGMm'r2m'(22)r T式中G为引力常量，M为地球的质量，m、m'为卫星的质量 联立可得

T'r()T h32（2）设卫星A和Ｂ连续不能直接通讯的时间间隔为 在此时间内，卫星Ａ和Ｂ绕地心转动的角度分别为和'，则

'T2

T'2

若不考虑卫星A的公转，两卫星不能直接通讯时，卫星B的位置在图中B和B'点之间，

图中内圆表示地球的赤道由几何关系得∠BOB'=2(arcsin

RR+arcsin) hr当r＜h时，卫星B比卫星A转的快，考虑卫星A的公转后应有

'-=∠BOB'

联立各式

3/2=r(h3/2r3/2)(arcsinRhRarcsin)T

r（2014福建）14．若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的 A.

pq倍 B.

qp3倍 C.倍 D.pq倍 pq【答案】C

（2014广东）21、如图13所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张

角为θ，下列 说法正确的是

A．轨道半径越大，周期越长 B．轨道半径越大，速度越大

C．若测得周期和张角，可得到星球的平均密度 D．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度 【答案】AC

（2014江苏）2 . 已知地球的质量约为火星质量的 10 倍,地球的半径约为火星半径的 2 倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为

( A)3 . 5 km / s ( B)5 . 0 km / s ( C)17 . 7 km / s ( D)35 . 2 km / s 【答案】A

EkEk0Ek0EkEk0EkEk0EkAORr0Rr0Rr0Rr0ABCD（2014山东）20、2013年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程。某航天受好者提出“玉兔”回家的设想：如图，将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到h高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球。设“玉兔”质量为m，月球为R，月面的重力加速度为g月。以月面为零势能面。“玉兔”在h高度的引力势能可表示为EpGMmh，其中G为引力常量，M为月球质量，若忽

R(Rh)略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为 A、

mgRmg月R(h2R) B、月(h2R) RhRhmg月RmgR21(hR) D、月(hR) Rh2Rh2h月球C、

【答案】D

（2014山东）9.石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作的超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。科学家

们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运动，实现外太空和地球之间便捷的物资交换。

（1）若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站，求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的动能。设地球自转角速度为，地球半径为R。

（2）当电梯仓停在距地面高度h24R的站点时，求仓内质量m250kg的人对水平地板

5的压力大小。取地面附近重力加速度g10m/s，地球自转角速度7.310rad/s，

2地球半径R6.410km。

【解析】：(1)设货物到地心的距离为r1，货物的线速度为v1，则有 r1=R+h1……① v1=r1·ω……② 货物相对于地心的动能为Ek=

21m1v1……③ 23联立①②③，可得Ek=

212m1ω(R+h1)……④ 2（2）人在仓内，受到万有引力与支持力，此二力的合力即为向心力。

设地球质量为M，人到地心的距离为r2，向心加速度为a，受到的万有引力为F 故有：r2=R+h2……⑤ a=ωr2……⑥ F=G

2m2M……⑦ 2r2 g=

GM……⑧ 2R设地板对人的支持力为FN，人对地面的压力为N FN=N……⑨ F-FN=m2a……⑨ 联立各式，可得N=11.5N

（2014新课标1）19.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日火里冲日；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

轨道半径（AU） 地球 1.0 火星 1.5 木星 5.2 土星 9.5 天王星 19 海王星 30 A.各地外行星每年都会出现冲日现象 B.在2015年内一定会出现木星冲日

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 【答案】BD

（2014新课标2）18．假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为g０；在赤道的大小为g；地球自转的周期为T；引力常量为G。地球的密度为 A．

go3gog33go3 B． C. D．

GT2goGT2gogGT2gGT2【答案】B

（2014浙江）16.长期以来“卡戎星（Charon）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1=19600km，公转周期T1=6.39天。2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2=48000km，则它的公转周期T2最接近于 A.15天 C.35天 【答案】B

（2014重庆）7．（15分）题7图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图。首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h1处悬停（速度为0，h1远小于月

B.25天 D.45天

球半径）；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h2处的速度为υ；此后发动机关闭，探测器仅受重力下落到月面。已知探测器总质量为m（不包括燃料），地球和月球的半径比为k1，质量比为k2，地球表面附近的重力加速度为g。求： （1）月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小； （2）从开始竖直下降到刚接触月面时，探测器机械能的变化。

k2【答案】（1）1g v1k222gh2k1k （2）mg(h1h2)1k2k22212mv1 2【解析】（1）在星球表面根据万有引力近似等于重力：

GMmr2mg

可得gGMr2，所以g月M月r地2r月2M地gk1g k22设探测器着陆速度为v2 根据速度位移公式v22v12v122g月h2

解得v22gh2k1 k22（2）设机械能的变化为E，动能的变化为EK，重力势能的变化为EP 由EEK12mv12EP得

mg月(h1h2)12mv12mg(h1kh2)1

k22E（2014上海）22B．动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比RA:RB= 1:2，它们的角速度之比ωA: ωB= ，质量之比mA:mB= 。

1；1：2 【答案】22：【解析】两卫星绕地球做匀速圆周运动，其万有引力充当向心力，

GMmM2=mr得G1；线速度之比为2：1，根据，所以两者角速度之比为22：r2r3题意知两者动能相等，所以质量之比为：1:2。

（2014天津）3．研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比（ ）

A．距地面的高度变大 B．向心加速度变大 C．线速度变大

D．角速度变大 【答案】A

（2015上海）22B．两靠得较近的天体组成的系统称为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于由于引力作用而吸引在一起。设两天体的质量分别为m1和m2，则它们的轨道半径之比Rm1:Rm2=________；速度之比vm1:vm2=________。 【答案】m2:m1 m2:m1

（2015北京）16．假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，己知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么

A．地球公转周期大于火星的公转周期 B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度 C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度 D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度 【答案】D

（2015四川）5．登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比

行星 地球 火星 半径/m 6.4×106 3.4×106 质量/kg 6.0×1024 6.4×1023 轨道半径/m 1.5×1011 2.3×1011 A．火星的公转周期较小 B．火星做圆周运动的加速度较小 C．火星表面的重力加速度较大 D．火星的第一宇宙速度较大

【答案】B

S2做（2015天津）8.P距各自表面相同高度处各有一颗卫星S1，1,P2为相距遥远的两颗行星，

匀速圆周运动。图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表

2示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1,P2周围的a与r的反比关系，它

们左端点横坐标相同，则 A.P1的平均密度比P2的大 B.P1的第一宇宙速度比P2的小 C.S1的向心加速度比S2的大 D.S1的公转周期比S2的大 【答案】AC

（2015安徽）24．（20分）

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，三角形的边长为a，求： (1)A星体所受合力大小FA； (2)B星体所受合力大小FB； (3)C星体的轨道半径RC； (4)三星体做圆周运动的周期T．

B A RA O RB RC C

24解：(1)由万有引力定律，A星体所受B、C星体引力大小为

y mAmB2m2G2FCA 方向如图 FBAG2raFAB B A FBA O FB x D C FCA FCB m2 则合力大小为 FA23G2

a(2)同上，B星体所受A、C星体引力大小分别为 FABmcmBmAmB2m2m2G2G2 FCBG2G2 方向如图

rara0m2m20 由FBxFABcos60FCB2G2 FByFABsin603G2

aam2 可得 FBFF7G2

a2Bx2By312(3)通过分析可知，圆心O在中垂线AD的中点，RCa

4a21aFBxDB2（或：由对称性可知OB=OC=RC cosOBD FBOBRC 可得 RC27a 4m222(4)三星体运动周期相同，对C星体，由FCFB7G2m()RC

aTa3TGm 可得

（2015福建）14. 如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2, 线速度大小分别为v1 、 v2。则

A.v1rvr2 B.11 v2r1v2r2v1rvr(2)2 C.1(1)2 v2r1v2r2C.【答案】A

（2015海南）6．若在某行星和地球上相对于各自水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2:7．已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R．由此可知，该行星的半径为

A．

717R R B．R C．2R D．222【答案】C

（2015江苏）3．过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。 “51peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的1/20．该中心恒星与太阳的质量比约为 A．1/10 B．1 C．5 D．10

【答案】B

（2015全国1）21．我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下落。己知探测器的质量约为1.3×103kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8m/s2．则此探测器

A．在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9m/s B．悬停时受到的反冲作用力约为2×103N

C．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒

D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度

【答案】BD 16．由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3.1×103/s，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×103/s，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30°，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为 A．西偏北方向，1.9×103m/s B．东偏南方向，1.9×103m/s C．西偏北方向，2.7×103m/s D．东偏南方向，2.7×103m/s 【答案】B

（2015山东）15．如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格

朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以 a1、a2 分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3 表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是 A．a2a3a1 B．a2a1a3 C．a3a1a2 D．a3a2a1 【答案】D

（2015广东）20.在星球表面发射探测器，当发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动，当发射速度为2v时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球。已知地球、火星两星球的质量比约为10:1、半径比约为2:1，下列说法正确的有（ ） A. 探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大 B. 探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大 C. 探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等 D. 探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大

【答案】BD

（2015重庆）2. 宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为 A.0 B. 【答案】B

（2016北京）18．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是

A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同 B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同 C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度 D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量 【答案】B

（2016海南）7.通过观察冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物

GMGMmGM C. D. 222(Rh)(Rh)h理量可以是

A．卫星的速度和角速度B．卫星的质量和轨道半径 C．卫星的质量和角速度D．卫星的运行周期和轨道半径 【答案】AD

（2016江苏）7．如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有

A．T A > TB B．EkA > EkB

33RARBC．SA = SB D．22

TATBA 地球 B 【答案】AD

（2016全国乙）17.利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯。目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为 A、1h B、4h C、8h D、16h 【答案】B

（2016上海）22B.两颗卫星绕地球运行的周期之比为27:1，则它们的角速度之比为__________，轨道半径之比为___________。 【答案】1:27；9:1

（2016四川）3．国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”．1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上．设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为 A．a2＞a1＞a3 B．a3＞a2＞a1

C．a3＞a1＞a2 D．a1＞a2＞a3

【答案】D

（2016天津）3．我国将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神州十一号”飞船与“天宫二号”对接．假设“天宫二号”与“神州十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是（ ）

A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接

C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接

D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 【答案】C

（2017全国2）19.如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M，N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M,Q到N的运动过程中 A.从P到M所用的时间等于T0/4 B.从Q到N阶段，机械能逐渐变大 C. 从P到Q阶段，速率逐渐变小

D.从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功

【答案】CD

（2017全国3）14．2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行。与天宫二号单独运行相比，组合体运行的 A．周期变大 B．速率变大 C．动能变大 D．向心加速度变大 【答案】C

（2017天津）9（1）我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体。假设组合体在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，且不考虑地球自转的影响。则组合体运动的线速度大小为__________，向心加速度大小为___________。

gR2g 【答案】（1）R2Rh(Rh)

（2017北京）17．利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是 ．．A．地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转） B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 【答案】D

（2017海南）5．已知地球质量为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍。若在月球和地球表面同样高度处，以相同的初速度水平抛出物体，抛出点与落地点间的水平距离分别为s月和s地，则s月:s地约为

A．9:4 B．6:1 C．3:2 D．1:1 【答案】A

（2017江苏）6．“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空，与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距离地面约380 km的圆轨道上飞行，则其

（A）角速度小于地球自转角速度 （B）线速度小于第一宇宙速度 （C）周期小于地球自转周期

（D）向心加速度小于地面的重力加速度

【答案】BCD

（2017浙江）11．如图所示，设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动，金星自身的半径是火星的n倍，质量为火星的k倍，不考虑行星自转的影响，则（ ）

A．金星表面的重力加速度是火星的

k倍 nk倍 nB．金星的“第一宇宙速度”是火星的C．金星绕太阳运动的加速度比火星小 D．金星绕太阳运动的周期比火星大 【答案】B

（2018全国1）20．2017年，人类第一次直接探

测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家

们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星 A．质量之积 B．质量之和 C．速率之和

D．各自的自转角速度 【答案】BC

（2018全国2）16．2018年2月，我国500 m口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J

0318+0253”，其自转周期T=5.19 ms，假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.6710A．5109kg/m3 C．51015kg/m3 【答案】C

（2018全国3）15．为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地

球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为

A．2:1 B．4:1 C．8:1 D．16:1 【答案】C

(2018北京)17．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在

11Nm2/kg2。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为

B．51012kg/m3 D．51018kg/m3

已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证 A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602 B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602 C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6 D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60 【答案】B

（2018天津）6. 2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的 A. 密度 B. 向心力的大小 C. 离地高度 D. 线速度的大小 【答案】CD

（2018江苏）1．我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高．今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km，它们都绕地球做圆周运动．与“高分四号冶相比，下列物理量中“高分五号”较小的是 （A）周期 【答案】A

（B）角速度

（C）线速度

（D）向心加速度