2021广东省物理学业水平合格考试总复习讲义学案：第5章 万有引力定律 经典力学的成就与局限 （含答案）.doc

1、 考纲展示考纲展示 考纲汇总考纲汇总 备考指导备考指导 2015 2016 2017 2018 2019 2020 万有引力万有引力 定律及其定律及其 应用应用() T1、 T1(1) T9(1)、 T17(1)、 T44(1) T40、 T41 T1、 T19 T39 T39 T9 对于前两个考点对于前两个考点， 要灵活运用万有要灵活运用万有 引力定律公式引力定律公式 GMm R2 mv 2 R m2Rm4 2 T2 R， 能区别出公式中能区别出公式中 物理量的概念物理量的概念， 并并 得出某个物理量得出某个物理量 的表达式的表达式， 在计算在计算 中勿忘记黄金代中勿忘记黄金代 换公式； 考

2、查星球换公式； 考查星球 卫星的题目卫星的题目， 特别特别 要注重地球同步要注重地球同步 卫星的特点； 对于卫星的特点； 对于 三个宇宙速度的三个宇宙速度的 数值数值、 概念概念， 特别特别 是第一宇宙速度是第一宇宙速度 的计算模型的计算模型， 要非要非 常熟悉 第三个考常熟悉 第三个考 点点， 简单识记教材简单识记教材 环绕速环绕速 度度、第二第二 宇宙速宇宙速 度度、第三第三 宇宙速度宇宙速度 () T17、 T35、 T41(1) T18、 T51 T17 经典力学经典力学 的适用范的适用范 围和局围和局限限 性性() T7、 T14、 T33(1) T20 T1 T12 中所描述的经典

3、中所描述的经典 力学的适用范围力学的适用范围 和局限性和局限性， 能轻松能轻松 解决考题解决考题. 万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用 基础知识填充基础知识填充 1开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律 (1)第一定律第一定律(轨道定律轨道定律)：所有太阳系中的行星围绕太阳运动的轨道都是：所有太阳系中的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆椭圆， 太阳处在太阳处在椭圆椭圆的一个焦点上的一个焦点上 (2)第二定律第二定律(面积定律面积定律)：对于任意一个行星而言：对于任意一个行星而言，太阳和行星的连线在相等太阳和行星的连线在相等 的时间内扫过的时间内扫过相等的面积相等的面积 (3)第三第三定律定律(

4、周期周期定律定律)：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二 次方的比值都相等次方的比值都相等，即即R 3 T2 k.比值比值 k 是一个与行星无关的常量是一个与行星无关的常量 2万有引力定律万有引力定律 (1)自然界中任何两个物体都相互自然界中任何两个物体都相互吸引吸引，引力的大小与物体的质量的乘积成引力的大小与物体的质量的乘积成正正 比比，与它们之间距离的平方成与它们之间距离的平方成反比反比 (2)万有引力定律公式：万有引力定律公式：FGm1m2 r2 . (3)万有引力定律适用于一切物体万有引力定律适用于一切物体，但用公式计算时但用公式计

5、算时，注意有一定的适用条件：注意有一定的适用条件： 公式适用于公式适用于质点质点间的相互作用；间的相互作用； 当两个物体间的距离当两个物体间的距离远大于远大于物体本身的大小时物体本身的大小时，物体可视为质点；物体可视为质点； 均均匀匀球体可视为质点球体可视为质点，r 为为两球心两球心间的距离间的距离 3万有引力定律在天文学上的应用万有引力定律在天文学上的应用 (1)基本方法基本方法 把天体的运动看成把天体的运动看成匀速圆周匀速圆周运动运动，其所需向心力由其所需向心力由万有引力万有引力提供；提供； 在忽略天体自转影响时在忽略天体自转影响时，天体表面的天体表面的重力加速度重力加速度 gGM R2

6、. (2)估算天体的质量和密度估算天体的质量和密度 由由 GMm r2 m4 2 T2 r， 得：得： M4 2r3 GT2 .即只要测出环绕星体即只要测出环绕星体 M 运转的一颗卫星运转运转的一颗卫星运转 的的半径半径和和周期周期，就可以计算出就可以计算出中心中心天体的质量天体的质量 由由 M V， ，V4 3R 3 得：得： 3r3 GT2R3.R 为 为中心中心天体的星体半径天体的星体半径 当当 rR 时时，即卫星绕天体即卫星绕天体 M 表面运行时表面运行时， 3 GT2， ，由此可以测量天体的密由此可以测量天体的密 度度 (3)环绕天体的绕行速度环绕天体的绕行速度、角速度角速度、周期与

7、半径的关系周期与半径的关系 由由 GMm r2 mv 2 r 得：得：v GM r ，即轨道半径越大即轨道半径越大，绕行速度绕行速度越小越小； 由由 GMm r2 m2r，得：得： GM r3 ，即轨道半径越即轨道半径越大大，绕行角速度绕行角速度越小越小； 由由 GMm r2 m4 2 T2 r 得：得：T2 r3 GM， ，即轨道半径越大即轨道半径越大，绕行周期绕行周期越大越大 学考真题对练学考真题对练 1(2020 广东学业水平考试广东学业水平考试)质量为质量为 m 的人造地球卫星离地面的高度是的人造地球卫星离地面的高度是 h，它它 绕地球飞行一圈的时间是绕地球飞行一圈的时间是 T.若地球

8、的质量是若地球的质量是 M，半径是半径是 R，万有引力常量是万有引力常量是 G， 下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ) A卫星受到的万有引力大小为卫星受到的万有引力大小为 GMm R2 B卫星受到的万有引力大小为卫星受到的万有引力大小为 G Mm Rh 2 C卫星运行的角速度大小为卫星运行的角速度大小为2 R h T D卫星运行的角速度大小为卫星运行的角速度大小为2R T 答案答案 B 2.(2019 广东学业水平考试广东学业水平考试)假设某飞船在变轨前后都绕地球做匀速圆周运动假设某飞船在变轨前后都绕地球做匀速圆周运动， 变轨前和变轨后的轨道半径分别是变轨前和变轨后的轨道半径分别是 r1

9、和和 r2，且且 r1RN，则，则 M 的线速度、 角速度、 向心加速度都比的线速度、 角速度、 向心加速度都比 N 的小，的小， M 的环绕周期比的环绕周期比 N 的大，的大， A 正确正确 卫星的运行特点卫星的运行特点 由于万有引力提供卫星绕地球运动的向心力，所以有：由于万有引力提供卫星绕地球运动的向心力，所以有： F万 万F向向GMm r2 mv2 r v GM r v 1 r m2r GM r3 1 r3 m4 2 T2 rT 42r3 GM T r3 maaGMm r2 a1 r2 mgGMm R2地 地 (近地时近地时)GMgR2地 地(黄金代换黄金代换) 最新模拟快练最新模拟快练

10、 1(2020 茂名茂名学考模拟学考模拟)关于万有引力和关于万有引力和万有引力定律的万有引力定律的理解正确的是理解正确的是( ) A不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力 B只有能看作质点的两物体间的引力才能用只有能看作质点的两物体间的引力才能用 FGm1m2 r2 计算计算 C由由 FGm1m2 r2 知知，两物体间距离两物体间距离 r 减小时减小时，它们之间的引力增大它们之间的引力增大 D 万有引力常量的大小首先是由牛顿测出来的万有引力常量的大小首先是由牛顿测出来的， 且等于且等于 6.6710 11N m2/kg2 答案答案 C 2(2020

11、 清远学考模拟清远学考模拟)理论和实践证明理论和实践证明，开普勒行星运动定律不仅适用于太开普勒行星运动定律不仅适用于太 阳系中的天体运动阳系中的天体运动，而且对一切天体而且对一切天体(包括卫星绕行星包括卫星绕行星的运动的运动)都适用对于开普都适用对于开普勒勒 第三定律的公式第三定律的公式R 3 T2 k，下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A公式只适用于轨道是椭圆的运动公式只适用于轨道是椭圆的运动 B公式中的公式中的 T 为天体的自转周期为天体的自转周期 C公式中的公式中的 k 值值，只与中心天体有关只与中心天体有关，与绕中心天体公转的行星与绕中心天体公转的行星(或卫星或卫星)无无 关关

12、D 若已知月球与地球之间的距离若已知月球与地球之间的距离， 根据开普勒第三定律公式可求出地球与太根据开普勒第三定律公式可求出地球与太 阳之间的距离阳之间的距离 C 开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的 运动，所以也适用于轨道是圆的运动，故运动，所以也适用于轨道是圆的运动，故 A 错误；式中的错误；式中的 T 是行星是行星(或卫星或卫星)的公的公 转周期，转周期， B 错误； 式中的错误； 式中的 k 是与中心星体的质量有关，是与中心星体的质量有关， 与绕中心天体旋转的行星与绕中心天体旋转的行星(或或 卫星卫

13、星)无关，故无关，故 C 正确；正确；月球绕地球运动，地球绕太阳运动，不是同一个中心天体，月球绕地球运动，地球绕太阳运动，不是同一个中心天体， 式中的式中的 k 是与中心星体的质量有关，已知月球与地球之间的距离，无法求出地球是与中心星体的质量有关，已知月球与地球之间的距离，无法求出地球 与太阳之间的距离，故与太阳之间的距离，故 D 错误错误 3地球质量大约是月球质量的地球质量大约是月球质量的 81 倍倍，在登月飞船通过月在登月飞船通过月、地之间的某一位地之间的某一位 置时置时，月球和地球对它的引力大小相等月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之该位置到月球中心和地球中心

14、的距离之 比为比为( ) A127 B19 C13 D91 B 根据根据 FGm1m2 r2 ，由于引力大小相等，即，由于引力大小相等，即GM 地地 m r 地 地2 GM 月月 m r2月 月 ，所以，所以r 月月 r地 地 M月 月 M地 地 1 81 1 9，故选项 ，故选项 B 正确正确 4已知地球半径为已知地球半径为 R，地球质量为地球质量为 m，太阳与地球中心间距为太阳与地球中心间距为 r，地球表面地球表面 的重力加速度为的重力加速度为 g，地球绕太阳公转的周期为地球绕太阳公转的周期为 T，则太阳的质量为则太阳的质量为( ) A. 42r3 T2R2g B.4 2mr3 T2R2g

15、 C.4 2mgr2 R3T2 D. T2R2g 42mr3 B 地球表面物体的重力等于万有引力， 有地球表面物体的重力等于万有引力， 有 mgGmm R2 得得 GgR 2 m .地球围地球围 绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，有绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，有GmM r2 m4 2 T2 r，得，得 M4 2r3 GT2 .联立解联立解 得得 M4 2mr3 T2R2g ，B 选项正确，选项正确，A、C、D 选项错误选项错误 5(2018 黄埔区学考模拟黄埔区学考模拟)关于万有引力公式关于万有引力公式 FGm1m2 r2 ，以下说法正确的是以下说法正确的是 ( ) A公式只适用

16、于星球之间的引力计算公式只适用于星球之间的引力计算，不适用于质量较小的物体不适用于质量较小的物体 B当两物体间的距离趋近于零时当两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大万有引力趋近于无穷大 C两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律 D公式中引力常量公式中引力常量 G 的值是牛顿规定的的值是牛顿规定的 答案答案 C 6(2018 珠海学考模拟珠海学考模拟) 如图所示如图所示，甲甲、乙为两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星乙为两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，甲的轨道半径小于甲的轨道半径小于 乙的轨道半径乙的轨道半径，则则( ) A甲的线速甲的线速度小于乙的线速度度

17、小于乙的线速度 B甲甲的的角速度小于乙的角速度角速度小于乙的角速度 C甲的向心加速度小于乙的向心加速度甲的向心加速度小于乙的向心加速度 D甲的周期小于乙的周期甲的周期小于乙的周期 答案答案 D 7(2019 清远学考模拟清远学考模拟)(多选多选)“量子科学实验卫星量子科学实验卫星”是我国首个是我国首个、也是世界也是世界 首个量子卫星该卫星的发射使中国在国际上率先实现高速星地量子通信首个量子卫星该卫星的发射使中国在国际上率先实现高速星地量子通信，连接连接 地面光纤量子通信网络地面光纤量子通信网络，初步构建量子通信网络如果量子卫星的轨道高度约为初步构建量子通信网络如果量子卫星的轨道高度约为 500

18、 km，低于地球同步卫星低于地球同步卫星，则则( ) A量子卫星的线速度大小比地球同步卫星的大量子卫星的线速度大小比地球同步卫星的大 B量子卫星的角速度大小比地球同步卫星的小量子卫星的角速度大小比地球同步卫星的小 C量子卫星的周期比地球同步卫星的小量子卫星的周期比地球同步卫星的小 D量子卫星的向心加速量子卫星的向心加速度比地球同步卫星的度比地球同步卫星的小小 答案答案 AC 第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙 速度及经典力学的局限性速度及经典力学的局限性 基础知识填充基础知识填充 1三种宇宙速度三种宇宙速度 (1)第一宇宙速度第一宇宙速度(环绕速度环绕速度

19、)：v17.9 km/s，人造卫星在地球附近环绕地球做人造卫星在地球附近环绕地球做 匀速圆周运动的速度匀速圆周运动的速度 (2)第二宇宙速度第二宇宙速度(脱离速度脱离速度)：v211.2_km/s，使物体挣脱地球束缚的最小发使物体挣脱地球束缚的最小发 射速度射速度 (3)第三宇宙速度第三宇宙速度(逃逸速度逃逸速度)：v316.7_km/s，使物体挣脱使物体挣脱太阳太阳引力束缚的引力束缚的最最 小发射速小发射速度度 2地球同步卫星指相对于地球同步卫星指相对于地面地面静止的人造卫星静止的人造卫星，它的周期它的周期 T24 h要使卫要使卫 星同步星同步，同步卫星只能位于同步卫星只能位于赤道赤道正上方

20、某一确定高度正上方某一确定高度 h.(所有地球同步卫星高度所有地球同步卫星高度、 运行方向运行方向、加速度加速度、角速度角速度、线速度大小线速度大小相同相同，质量质量不同不同) 3经典力学经典力学 (1)经典力学是指以牛顿运动定律为基础发展建立起来的力学体系经典力学是指以牛顿运动定律为基础发展建立起来的力学体系，有时也泛有时也泛 指描述低速宏观物体机械运动的经典力学体系指描述低速宏观物体机械运动的经典力学体系 (2)经典力学的局限性和适用范围经典力学的局限性和适用范围 只适用于低速物体的运动只适用于低速物体的运动，不适用于高速物体的运动；不适用于高速物体的运动； 只适用于宏观世界只适用于宏观世

21、界，不适用于微观世界不适用于微观世界 学考真题对练学考真题对练 1(2020 广东学业广东学业水平考试水平考试)下列关于经典力学的适用范围及其局限性的描下列关于经典力学的适用范围及其局限性的描 述述，正确的是正确的是( ) A经典力学适用于以任意速度运动的物体经典力学适用于以任意速度运动的物体 B经典力学适用于宏观物体和微观粒子的运动经典力学适用于宏观物体和微观粒子的运动 C经典力学适用于做高速运动的微观粒子经典力学适用于做高速运动的微观粒子 D经典力学适用于做低速运动的宏观物体经典力学适用于做低速运动的宏观物体 答案答案 D 2 (2019 广东学业水平考试广东学业水平考试)关于地球同步通讯

22、卫星关于地球同步通讯卫星， 下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A若其质量加倍若其质量加倍，则轨道半径也要加倍则轨道半径也要加倍 B它以第一宇宙速度运行它以第一宇宙速度运行 C它以第二宇宙速度运行它以第二宇宙速度运行 D它绕地球运行时的角速度与地球自转角速度相同它绕地球运行时的角速度与地球自转角速度相同 答案答案 D 3(2019 广东学业水平广东学业水平考试考试)在经典力学的发展历程中在经典力学的发展历程中，许多科学家做出了贡许多科学家做出了贡 献下列说法正确的是献下列说法正确的是( ) A牛顿提出了万有引力定律牛顿提出了万有引力定律 B伽利略创立了伽利略创立了“日心说日心说” C哥白尼

23、提出了哥白尼提出了“地心说地心说” D开普勒测出了引力常量开普勒测出了引力常量 答案答案 A 4(2018 广东学业水平考试广东学业水平考试)我国神州系列飞船顺利飞天我国神州系列飞船顺利飞天，极大地振奋了民族极大地振奋了民族 精神飞船在轨道上正常运行时精神飞船在轨道上正常运行时，若宇航员出舱且相对飞船静止若宇航员出舱且相对飞船静止，则则 ( ) A宇航员处于平衡状态宇航员处于平衡状态 B宇航员不受任何力的作用宇航员不受任何力的作用 C飞船的加速度不为零飞船的加速度不为零 D飞船飞行的高度将降低飞船飞行的高度将降低 C 宇航员出舱且相对飞船静止，与飞宇航员出舱且相对飞船静止，与飞船一起做匀速圆周

24、运动，受船一起做匀速圆周运动，受万有引力万有引力 作用，所以有向心作用，所以有向心加速度加速度 5(2015 广东学业水平考试广东学业水平考试)(多选多选)人造地球卫星受微小阻力的作用人造地球卫星受微小阻力的作用，其运行其运行 的轨道半径会逐渐变小的轨道半径会逐渐变小，在此过程中在此过程中，下列说法正确的有下列说法正确的有 ( ) A机械能守恒机械能守恒 B机械能减少机械能减少 C加速度增大加速度增大 D周期增大周期增大 BC 卫星在运动过程中，受到阻力，阻力要做负功，故机械能减小轨道半卫星在运动过程中，受到阻力，阻力要做负功，故机械能减小轨道半 径会变小，加速度会变大，周期变小径会变小，加速

25、度会变大，周期变小 6(2017 广东学业水平考试广东学业水平考试)下列物体的运动下列物体的运动不能不能 用经典力学描述的是用经典力学描述的是( ) A子弹的飞行子弹的飞行 B人造卫星的运行人造卫星的运行 C小汽车的行驶小汽车的行驶 D光子的运动光子的运动 答案答案 D 1.对宇宙速度的理解对宇宙速度的理解 (1)第一宇宙速度：第一宇宙速度： 第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，同时也是人造卫星绕地球做匀第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，同时也是人造卫星绕地球做匀 速圆周运动时的最大环绕速度速圆周运动时的最大环绕速度 每个星球都有各自的第一宇宙速度，并且不同星球的第一宇宙速度并不相每个星

26、球都有各自的第一宇宙速度，并且不同星球的第一宇宙速度并不相 同，同，7.9 km/s 只是地球上的第一宇宙速度只是地球上的第一宇宙速度 (2)第二宇宙速度第二宇宙速度(又叫脱离速度又叫脱离速度)v11.2 km/s：在地面上发射物体，使之能够：在地面上发射物体，使之能够 脱离地球的引力作用，成为绕太阳运行的人造行星或飞到其脱离地球的引力作用，成为绕太阳运行的人造行星或飞到其他行星上去所必需的他行星上去所必需的 最小发最小发射速度，称为第二宇宙速度射速度，称为第二宇宙速度 (3)第三宇宙速度第三宇宙速度(逃逸速度逃逸速度)v16.7 km/s：在地面上发射物体，使之最后能脱：在地面上发射物体，使

27、之最后能脱 离太阳的引力范围，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度，称为第三宇离太阳的引力范围，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度，称为第三宇 宙速度宙速度 2关于人造地球同步卫星关于人造地球同步卫星 (1)人造地球同步卫星绕地球的运行方向与地球自转方向相同，周期与地球自人造地球同步卫星绕地球的运行方向与地球自转方向相同，周期与地球自 转周期相同，即转周期相同，即 T24h. (2)人造地球同步卫星的位置一定是在赤道的上空，即卫星轨道平面和赤道平人造地球同步卫星的位置一定是在赤道的上空，即卫星轨道平面和赤道平 面重合面重合 (3)卫星的轨道半径一定卫星的轨道半径一定(高度距地面高度距

28、地面 3.6 万公里万公里) (4)所有的地球同步卫星都有相等的周期所有的地球同步卫星都有相等的周期、轨道半径、角速度等，但、轨道半径、角速度等，但质量可以质量可以 不同不同 3对经典力学的理解对经典力学的理解 (1)在经典力学中，物体的质量是不随运动状态改变的，而狭义相对论认为，在经典力学中，物体的质量是不随运动状态改变的，而狭义相对论认为， 物体的质量随着物体运动速度的增大而增大物体的质量随着物体运动速度的增大而增大 (2)宏观物体与微观粒子行为的差异：宏观物体具有粒子性；而微观粒子不仅宏观物体与微观粒子行为的差异：宏观物体具有粒子性；而微观粒子不仅 具有粒子性，同时还具有波动性，又称波粒

29、二象性具有粒子性，同时还具有波动性，又称波粒二象性 (3)经典力学理论的适用范围：弱相互作用下，低速运动的宏观物体经典力学理论的适用范围：弱相互作用下，低速运动的宏观物体 人类对自然界的认识过程都是从肤浅到深刻，从片面到全面，一步步深入，人类对自然界的认识过程都是从肤浅到深刻，从片面到全面，一步步深入， 一步步完善所以理论的完善也需要一个过程，经典力学理论不可能穷尽一切真一步步完善所以理论的完善也需要一个过程，经典力学理论不可能穷尽一切真 理，必有其局限性，理，必有其局限性，现在可认为经典理论是狭义相对论和量子理论的特例现在可认为经典理论是狭义相对论和量子理论的特例 最新模拟快练最新模拟快练

30、1(2018 高州学考模拟高州学考模拟)下列运动中不能用经典力学规律描述的是下列运动中不能用经典力学规律描述的是( ) A火车行驶火车行驶 B飞机从北京飞往深圳飞机从北京飞往深圳 C地球绕太阳运动地球绕太阳运动 D粒子接近光速的运动粒子接近光速的运动 答案答案 D 2(2020 高州学考模拟高州学考模拟)关于宇宙速度的说法关于宇宙速度的说法，正确的是正确的是( ) A第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度 B第一宇宙速度是地球同步卫星的发射速度第一宇宙速度是地球同步卫星的发射速度 C人造地球卫星运行时的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间人造地球

31、卫星运行时的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 D第三宇宙速度是物体逃离地球的最小速度第三宇宙速度是物体逃离地球的最小速度 答案答案 A 3(2018 化州学考模拟化州学考模拟)已知月球和地球中心距离大约是地球半径的已知月球和地球中心距离大约是地球半径的 60 倍倍， 则月球绕地球运行的向心加速度与地球表面上的重力加速度之比是则月球绕地球运行的向心加速度与地球表面上的重力加速度之比是( ) A601 B160 C1600 D13 600 答案答案 D 4(2020 汕尾学测模拟汕尾学测模拟)关于地球同步卫星的说法正确的是关于地球同步卫星的说法正确的是( ) A所有地球同步卫星一定在赤道上空

32、所有地球同步卫星一定在赤道上空 B不同的地球同步卫星不同的地球同步卫星，离地高度不同离地高度不同 C不同的地球同步卫星的向心加速度大小不相等不同的地球同步卫星的向心加速度大小不相等 D所有地球同步卫星受到的向心力大小一定相等所有地球同步卫星受到的向心力大小一定相等 答案答案 A 5(2019 阳江学考模拟阳江学考模拟)已知已知月球质量与地球质量之比约为月球质量与地球质量之比约为 180，月球半径月球半径 与地球半径之比约为与地球半径之比约为 14，则月球上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之则月球上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之 比最接近比最接近( ) A92 B29 C181 D1

33、18 B 根据牛顿第二定律有根据牛顿第二定律有 GMm R2 mv 2 R，由此得第一 ，由此得第一 宇宙速度宇宙速度 v GM R ，即，即 v M R.设月球上的第一宇宙速度为 设月球上的第一宇宙速度为 v1、地球上的、地球上的 第一宇宙速度为第一宇宙速度为 v2， 则， 则v1 v2 M1 M2 R2 R1 1 80 4 1 5 10， 接近 ， 接近 29， 故， 故 B 选项正确选项正确 6.(2018 湛江学考模拟湛江学考模拟)如图所示如图所示，三颗人造地球卫星的质量三颗人造地球卫星的质量 MaMbMc，b 与与 c 半径相同半径相同，则则( ) A线速度线速度 vbvcva B周

34、期周期 TbTcTa Cb 与与 c 的向心加速度大小相等的向心加速度大小相等，且大于且大于 a 的向心加速度的向心加速度 Dc 所需的向心力最小所需的向心力最小 答案答案 A 7(2018 河源学考模拟河源学考模拟)关于第一宇宙速度关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ) A我们把我们把 11.2 km/s 叫做第一宇宙速度叫做第一宇宙速度 B它是月球绕地球飞行的速度它是月球绕地球飞行的速度 C它是地球同步卫星绕地球飞行的速度它是地球同步卫星绕地球飞行的速度 D它是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度它是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度 答案答

35、案 D 8.(多选多选)如图所示是神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室在距离地面如图所示是神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室在距离地面 约约 400 公里的轨道高度成功实施自动交会对接合体后公里的轨道高度成功实施自动交会对接合体后，景海鹏和陈冬两名航天景海鹏和陈冬两名航天 员进驻天宫二号员进驻天宫二号，开展了一系列空间科学实验下列说法正确的是开展了一系列空间科学实验下列说法正确的是( ) A运载火箭在地面发射天宫二号时的速度大于运载火箭在地面发射天宫二号时的速度大于 11.2 km/s B组合体在轨飞行的周期小于地球自转的周期组合体在轨飞行的周期小于地球自转的周期 C组合体在轨飞行的速度

36、小于组合体在轨飞行的速度小于 7.9 km/s D航天员在空间站内可以通过天平称量物体的质量航天员在空间站内可以通过天平称量物体的质量 答案答案 BC 一、选择题一、选择题 1物理学发展历程中物理学发展历程中，在前人研究基础上经过多年的尝试性计算在前人研究基础上经过多年的尝试性计算，首先发表首先发表 行星运动的三个定律的科学家是行星运动的三个定律的科学家是( ) A哥白尼哥白尼 B第谷第谷 C伽利略伽利略 D开普勒开普勒 答案答案 D 2第一宇宙速度是指第一宇宙速度是指( ) A月球绕行地球的速度月球绕行地球的速度 B飞行器克服地球引力脱离地球的速度飞行器克服地球引力脱离地球的速度 C飞行器克

37、服太阳引力脱离太阳系的速度飞行器克服太阳引力脱离太阳系的速度 D飞行器在地面附近绕地球做匀速圆周运动时必须具有的速度飞行器在地面附近绕地球做匀速圆周运动时必须具有的速度 答案答案 D 3两个质点相距两个质点相距 r 时时，它们之间的万有引力为它们之间的万有引力为 F，若它们间的距离缩短为若它们间的距离缩短为r 2， ， 其中一个质点的质量变为原来的其中一个质点的质量变为原来的 3 倍倍，另一质点质量保持不变另一质点质量保持不变，则它们之间的万则它们之间的万 有引力为有引力为( ) A2F B4F C8F D12F 答案答案 D 4某实心匀质球半径为某实心匀质球半径为 R，质量质量为为 M，在球

38、外离球面在球外离球面 h 高处有一质量为高处有一质量为 m 的质点的质点，则其受到的万有引力大小为则其受到的万有引力大小为( ) AGMm R2 BG Mm Rh 2 CGMm h2 DG Mm R2h2 答案答案 B 5两个相距一定距离的质点间的万有引力是两个相距一定距离的质点间的万有引力是 F，如果将二者距离变为原先的如果将二者距离变为原先的 三倍三倍，则它们之间的万有引力是则它们之间的万有引力是( ) AF B.F 3 C.F 9 D9F 答案答案 C 6.如图所示如图所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星在同一轨道平面上的几个人造地球卫星 A、B、C，在某一时刻在某一时刻 恰好在同一

39、直线上恰好在同一直线上，下列说法中正确的有下列说法中正确的有( ) A根据万有引力定律根据万有引力定律，可知可知 vAvBFBFC C向心加速度向心加速度 aAaBaC D运动一周后运动一周后，C 先回到原地点先回到原地点 C 由由 GMm r2 mv 2 r 得得 v GM r ，即轨道半径越大，绕行速度越小，即轨道半径越大，绕行速度越小，A 项错项错 误；由误；由 FGMm r2 知，知，A、B、C 质量关系未知，不能比较万有引力大小，质量关系未知，不能比较万有引力大小，B 项错误，项错误， C 项正确；由项正确；由 GMm r2 42mr T2得 得 T2 r3 GM，知轨道半径越大，绕

40、行周期越大， ，知轨道半径越大，绕行周期越大，D 项错误项错误 7土星的两颗卫星土星的两颗卫星“土卫十土卫十”和和“土卫十一土卫十一”环绕土星做圆周运动环绕土星做圆周运动，它们的它们的 质量之比约为质量之比约为 3.61，轨道半径近似相等轨道半径近似相等，则土星对则土星对“土卫十土卫十”和和“土卫十一土卫十一” 的万有引力之比约为的万有引力之比约为( ) A13.6 B3.61 C. 3.61 D131 答案答案 B 8.如图所示如图所示，神舟十一号飞船在椭圆轨道上从远地点神舟十一号飞船在椭圆轨道上从远地点 P 向近地点向近地点 Q 运动的过运动的过 程中程中，飞船受到地球万有引力的大小将飞船

41、受到地球万有引力的大小将( ) A变大变大 B不变不变 C变小变小 D先变大后变小先变大后变小 答案答案 A 9在正绕地球运行的人造卫星系统内在正绕地球运行的人造卫星系统内，下列仪器还可以使用的有下列仪器还可以使用的有( ) A天平天平 B测力计测力计 C密度计密度计 D气压计气压计 答案答案 B 10地球半径为地球半径为 R，地球表面重力加速度为地球表面重力加速度为 g，则第一宇宙速度为则第一宇宙速度为( ) A. gR B. 2gR C. 3gR D2 gR 答案答案 A 11关于绕地球做匀速圆周运动的卫星关于绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A轨道半径越

42、大轨道半径越大，周期越大周期越大 B轨道半径越大轨道半径越大，线速度越大线速度越大 C轨道半径越大轨道半径越大，角速度越大角速度越大 D轨道半径越大轨道半径越大，向心加速度越大向心加速度越大 答案答案 A 12下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是( ) A第一宇宙速度又称为逃逸速度第一宇宙速度又称为逃逸速度 B第一宇宙速度的数值是第一宇宙速度的数值是 11.2 km/s C第一宇宙速度的数值是第一宇宙速度的数值是 7.9 km/s D第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小线速度第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小线速度 C 第一宇宙速度又称为环绕速度，数值为第一宇

43、宙速度又称为环绕速度，数值为 7.9 km/s，第一宇宙速度是卫星，第一宇宙速度是卫星 绕地球运行的最大线速度绕地球运行的最大线速度 13 我国暗物质粒子探测卫星我国暗物质粒子探测卫星“悟空悟空”发射升空进入高为发射升空进入高为 5.0102 km 的预定的预定 轨道轨道“悟空悟空”卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动已知地球半卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动已知地球半 径径 R6.4103 km.下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A“悟空悟空”卫星的线速度比同步卫星的线速度小卫星的线速度比同步卫星的线速度小 B“悟空悟空”卫星的角速度比同步卫星的角速度小卫星的角速度

44、比同步卫星的角速度小 C“悟空悟空”卫星的运行周期比同步卫星的运行周期小卫星的运行周期比同步卫星的运行周期小 D“悟空悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小 答案答案 C 14对于不同的地球同步卫星来说对于不同的地球同步卫星来说，它们一定具有相同的它们一定具有相同的( ) A质量质量 B高度高度 C向心力向心力 D万有引力万有引力 B 所有的地球同步卫星都有相同的周期、环绕速度、角速度及运动轨道所有的地球同步卫星都有相同的周期、环绕速度、角速度及运动轨道(高高 度度) 15当人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时当人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，

45、下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A在同一轨道上在同一轨道上，卫星质量越大卫星质量越大，运动速度越大运动速度越大 B同质量的卫星同质量的卫星，轨道半径越大轨道半径越大，向心力越大向心力越大 C轨道半径越大轨道半径越大，运动周期越大运动周期越大 D轨道半径越大轨道半径越大，运动速度越大运动速度越大 C 由由GMm r2 mv 2 r 得得v GM r ， 即卫星的运动速度与其质量无关， 即卫星的运动速度与其质量无关， A错误 由错误 由 F向 向GMm r2 可知，同质量的卫星，轨道半径越大的卫星，向心力越小，可知，同质量的卫星，轨道半径越大的卫星，向心力越小，B 错误由错误由 GMm r

46、2 m 2 T 2 r 得得 T 42r3 GM ，所以轨道半径越大的卫星，运动周期越大，所以轨道半径越大的卫星，运动周期越大，C 正正 确由确由 v GM r 可知，轨道半径越大的卫星，运动速度越小，可知，轨道半径越大的卫星，运动速度越小，D 错误错误 16 如图所示如图所示， 三颗人造地球卫星的三颗人造地球卫星的质量质量 MaMbMc， b 与与 c 轨道半径相同轨道半径相同， 则则( ) A线速度线速度 vbvcva B周期周期 TbTcTa Cb 与与 c 的向心加速度大小相等的向心加速度大小相等，且大于且大于 a 的向心加速度的向心加速度 Dc 所需的向心力最小所需的向心力最小 A

47、根据根据 GMm r2 mv 2 r ，A 正确正确 17土星最大的卫星叫土星最大的卫星叫“泰坦泰坦”(如图如图)，每每 16 天绕土星一周天绕土星一周，其公转轨道半其公转轨道半 径为径为 1.2106 km.已知引力常量已知引力常量 G6.6710 11 N m2/kg2， ，则土星的质量约为则土星的质量约为 ( ) A51017 kg B51026 kg C51033 kg D51036 kg B 根据根据“泰坦泰坦”的运动情况，由万有引力提供向心力，则的运动情况，由万有引力提供向心力，则 GMm r2 m 2 T 2 r， 化简得到化简得到 M4 2r3 GT2 ，代入数据得，代入数据得 M51026 kg，故选，故选 B. 18长期以来长期以来“卡戎星卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨它的公转轨 道半径道半径 r119 600 km，公转周期公转周期 T16.39 天天.2006 年年 3 月月，天文学家发现两颗冥天文学家发现两颗冥 王星的小卫星王星的小卫星， 其中一颗的公转半径其中一颗的公转半径 r248 000 km，则它的公转周期则它的公转周期 T2最接近于最接近于 ( ) A15 天天 B25 天天 C3