2013年高考物理試題分類匯編：05萬(wàn)有引力與航天.doc

2013年高考物理試題分類匯編：萬(wàn)有引力與航天1、(2013年新課標(biāo)卷) 2012年6曰18日，神州九號(hào)飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器在離地面343km的近圓軌道上成功進(jìn)行了我國(guó)首次載人空間交會(huì)對(duì)接。對(duì)接軌道所處的空間存在極其稀薄的土氣，下面說(shuō)法正確的是A為實(shí)現(xiàn)對(duì)接，兩者運(yùn)行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B如不加干預(yù)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，天宮一號(hào)的動(dòng)能可能會(huì)增加C如不干涉，天宮一號(hào)的軌道高度將緩慢降低D航天員在天宮一號(hào)中處于失重狀態(tài)，說(shuō)明航天員不受地球引力作用【答案】BC【解析】圍繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星和飛船，其環(huán)繞速度都小于第一宇宙速度，A選項(xiàng)錯(cuò)，由于存在稀薄的空氣阻力，所以不干涉，天宮一號(hào)速度將減小做近心運(yùn)動(dòng)，半徑變小，萬(wàn)有引力做正功，其動(dòng)能增加，B選項(xiàng)對(duì)，C選項(xiàng)對(duì)；航天員在天宮一號(hào)中處于完全失重狀態(tài)，萬(wàn)有引力全部提供向心力，所受的重力存在，D選項(xiàng)錯(cuò)。2、(2013年新課標(biāo)卷) 目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小。若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過(guò)程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是A衛(wèi)星的動(dòng)能逐漸減小 B由于地球引力做正功，引力勢(shì)能一定減小C由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機(jī)械能保持不變D衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢(shì)能的減小 【答案】BD【解析】由于稀薄氣體阻力的作用，衛(wèi)星的機(jī)械能緩慢減小，在地球引力作用下做向心運(yùn)動(dòng)，軌道半徑減小，但在一小段軌道上，仍可認(rèn)為地球引力等于向心力，即，所以隨軌道半徑的減小，衛(wèi)星的速度和動(dòng)能會(huì)增大，A、C錯(cuò)誤；由于衛(wèi)星的高度降低，引力做正功，引力勢(shì)能減小，B項(xiàng)正確；由功能關(guān)系可知，所以，D正確。3、（2013年大綱卷）“嫦娥一號(hào)”是我國(guó)首次發(fā)射的探月衛(wèi)星，它在距月球表面高度為200km的圓形軌道上運(yùn)行，運(yùn)行周期為127分鐘。已知引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2，月球半徑約為1.74103km。利用以上數(shù)據(jù)估算月球的質(zhì)量約為（ ）A8.11010kg B7.41013 kg C5.41019 kg D7.41022 kg【答案】D4、(2013年北京理綜) 某原子電離后其核外只有一個(gè)電子，若該電子在核的經(jīng)典力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么電子運(yùn)動(dòng)A半徑越大，加速度越大 B半徑越小，周期越大C半徑越大，角速度越小 D半徑越小，線速度越小【答案】C【解析】由庫(kù)侖力提供核外電子的向心力，即可知答案C正確。5、（2013年安徽卷）質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時(shí)，引力勢(shì)能可表示為，其中G為引力常量，M為地球質(zhì)量。該衛(wèi)星原來(lái)的在半徑為R1的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由于受到極稀薄空氣的摩擦作用，飛行一段時(shí)間后其圓周運(yùn)動(dòng)的半徑變?yōu)镽2，此過(guò)程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為A B C D【答案】C【解析】人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力：，故人造地球衛(wèi)星的動(dòng)能，而引力勢(shì)能，人造地球衛(wèi)星機(jī)械能E=EP+Ek。由能量守恒定律，因摩擦而產(chǎn)生的熱量：代入R1和R2得：。正確選項(xiàng)：C6、(2013年高考福建理綜) 設(shè)太陽(yáng)質(zhì)量為M，某行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期為T，軌道可視為r的圓。已知萬(wàn)有引力常量為G，則描述該行星運(yùn)動(dòng)的上述物理量滿足A B C D【答案】A【解析】根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有：，A對(duì)7、(2013年山東理綜)雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過(guò)程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)生變化。若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間演化后，兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的k倍，兩星之間的距離變?yōu)樵瓉?lái)的n倍，則此時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的周期為A B C D【答案】B【解析】由萬(wàn)有引力提供向心力有，又，聯(lián)立以上各式可得,故當(dāng)兩恒星總質(zhì)量變?yōu)?兩星間距變?yōu)闀r(shí)，圓周運(yùn)動(dòng)的周期變?yōu)?，本題選B。8、(2013年廣東理綜)如圖3，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M和2M的行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是A甲的向心加速度比乙的小B甲的運(yùn)行周期比乙的小C甲的角速度比乙大D甲的線速度比乙大【答案】A【解析】根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，因?yàn)?，根?jù)得，A項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)得，B項(xiàng)錯(cuò)；由得，C項(xiàng)錯(cuò)；由得，D項(xiàng)錯(cuò).9、（2013年四川理綜）太陽(yáng)系外行星大多不適宜人類居住，繞恒星“Glicsc581”運(yùn)行的行星“Gl-581c”卻很值得我們期待。該行星的溫度在0到40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licsc581”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B如果人到了該行星，其體重是地球上的倍C該行星與“Glicsc581”的距離是日地距離的倍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)變短【答案】B【解析】：衛(wèi)星做近地環(huán)繞時(shí)，第一宇宙速度：，易得兩者不相同，選項(xiàng)A正確；在行星表面總有，得，根據(jù)行星、地球的質(zhì)量比和直徑比，得，人到此星球表面，體重增加，選項(xiàng)B正確；環(huán)繞天體與中心天體間：，得，其中T為公轉(zhuǎn)周期，易判斷選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在不同的環(huán)繞系統(tǒng)下，都有，得出,代入數(shù)字，知道根據(jù)相對(duì)論，高速狀態(tài)尺短鐘慢效應(yīng)，則地球上的物體在該星球上長(zhǎng)度會(huì)變長(zhǎng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10、(2013年天津理綜) “嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星相繼完成了對(duì)月球的環(huán)月飛行，標(biāo)志著我國(guó)探月工程的第一階段己經(jīng)完成。設(shè)“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星環(huán)繞月球的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它距月球表面的高度為h，己知月球的質(zhì)量為M、半徑為R，引力常量為G，則衛(wèi)星繞月球運(yùn)動(dòng)的向心加速度a 線速度 v= 【答案】，【解析】設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，衛(wèi)星環(huán)繞月球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以衛(wèi)星的向心力由萬(wàn)有引力提供，所以有和，解得：，。11、(2013年浙江理綜) 如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r的圓軌道上，設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R。下列說(shuō)法正確的是A地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為B一顆衛(wèi)星對(duì)地球的引力大小為C兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為D三顆衛(wèi)星對(duì)地球引力的合力大小為【答案】BC【解析】地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為，根據(jù)牛頓第三定律一顆衛(wèi)星對(duì)地球的引力大小為也，根據(jù)幾何關(guān)系可以求得兩顆衛(wèi)星之間的距離為，因此兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為 ；三顆衛(wèi)星對(duì)地球引力的合力為0.12、（2013年上海物理）小行星繞恒星運(yùn)動(dòng)，恒星均勻地向四周輻射能量，質(zhì)量緩慢減小，可認(rèn)為小行星在繞恒星運(yùn)動(dòng)一周的過(guò)程中近似做圓周運(yùn)動(dòng)。則經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，小行星運(yùn)動(dòng)的A半徑變大 B速率變大 C角速度變大 D加速度變大【答案】A【解析】恒星均勻地向四周輻射能量，質(zhì)量緩慢減小，二者之間萬(wàn)有引力減小，小行星運(yùn)動(dòng)的半徑增大，速率減小，角速度減小，加速度減小，選項(xiàng)A正確BCD錯(cuò)誤。13、(2013年江蘇物理) 火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行，根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知A太陽(yáng)位于木星運(yùn)行軌道的中心B火星和木星繞太陽(yáng)運(yùn)行速度的大小始終相等C火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長(zhǎng)軸之比的立方D相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積等于木星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積【答案】C14、(2013年海南物理) “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1/7D靜止軌