2000-2008年高考试题分类汇编：万有引力与航天
第一部分：选择题
1、（08全国卷1）17.已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390，月球绕地球旋转的周期约为27天.利用上述数据以及日常的天文知识，可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为
A.0.2 B.2 C.20 D.200 答案：B
解析：设太阳质量M，地球质量m，月球质量m0，日地间距离为R，月地间距离为r，日月之间距离近似等于R，地球绕太阳的周期为T约为360天，月球绕地球的周期为t=27
Mm4π2Rmm0天。对地球绕着太阳转动，由万有引力定律：G2=m2，同理对月球绕着地球转动：G2RTr4π2rR3T2Mm0=m02，则太阳质量与地球质量之比为M : m=32；太阳对月球的万有引力F= G2，地trtRmm0Mr2
球对月球的万有引力f= G2，故F : f= ，带入太阳与地球质量比，计算出比值约为2，
rmR2B对。
2、（08北京卷）17．据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度200 km,运用周期127分钟。若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是 ．．
A．月球表面的重力加速度 C．卫星绕月球运行的速度 答案：B
【解析】因为不知道卫星的质量，所以不能求出月球对卫星的吸引力。
3、（08四川卷）20．1990年4月25日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600 km的高空，使得 人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展。假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行。已知地球半径为6.4×106m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×107m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期。以下数据中最接近其运行周期的是
A．0.6小时 B．1.6小时 C．4.0小时 D．24小时 答案：B
(r?h1)3?r?h2?R3?解析：由开普勒行星运动定律可知，2?恒量，所以，r为地球的2t12t2T3
B．月球对卫星的吸引力 D．卫星绕月运行的加速度
半径，h1、t1、h2、t2分别表示望远镜到地表的距离，望远镜的周期、同步卫星距地表的距离、同步卫星的周期（24h），代入数据得：t1=1.6h．
4、（08江苏卷）1．火星的质量和半径分别约为地球的度为g，则火星表面的重力加速度约为
A．0.2g B．0.4g C．2.5g D．5g 答案：B
11和，地球表面的重力加速102Mm
解析：考查万有引力定律。星球表面重力等于万有引力，G2 = mg，故火星表面的重
Rg火M火R地2
力加速度 = = 0.4，故B正确。
g M地R火25、（08山东卷）18、据报道．我国数据中继卫星“天链一号01 星”于2008 年4 月25 日在
西昌卫星发射中心发射升空，经过4 次变轨控制后，于5 月l 日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01 星”，下列说法正确的是
A． 运行速度大于7.9Kg/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大 D． 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等
答案：BC
解析：由题目可以后出“天链一号卫星”是地球同步卫星，运行速度要小于7.9m/道上空，高度一定，A错B对。由
s,而他的位置在赤
??2?TGMR2可知，C对。由a?GMR2可知，D错。
【高考考点】万有引力定律在航天中的应用。 【易错提醒】D选项，不能应用a?，凭借直观感觉选上此选项。
这几年航天事业在我国的高速发展，这块知识对考生的考查尤为重要，不管是全国那个省份，这是必考内容，所以，关注航天动向，有利于我们的备考。
6、（08广东文科基础）55.发现万有引力定律的物理学家是 A.库仑 B.伽利略 C.牛顿 D.爱因斯坦 【答案】C
【解析】由物理学史可知选项C正确。
7、（08广东理科基础）5．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星所受万有引力F与轨道半径r的关系是
A．F与r成正比 B．F与r成反比 C．F与r成正比 D．F与r成反比 【答案】D 【解析】根据F?G22Mm可知，选项D正确。 r28、（08广东理科基础）8．由于地球的自转，使得静止在地面的物体绕地轴做匀速圆周运动。对于这些做匀速圆周运动的物体，以下说法正确的是
A．向心力指向地心 B．速度等于第一宇宙速度 C．加速度等于重力加速度 D．周期与地球自转的周期相等 【答案】D
【解析】静止在地面上的物体饶地轴做匀速圆周运动，故向心力指向地轴，速度不等于第一宇宙速度，加速度也不等于重力加速度，但是周期与地球自转周期相等，选项D正确。
9、（08广东卷）12．图是“嫦娥一导奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测，下列说法正确的是
A．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度
B．在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关
C．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比 D．在绕月轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力 【答案】C
【解析】由于发射过程中多次变轨，在开始发射时其发射速度必须比第一宇宙速度大，
Mm4?2不需要达到第三宇宙速度，选项A错误。在绕月轨道上，根据F?G2?m2r可知
rT卫星的周期与卫星的质量无关，选项B错误，选项C正确。由于绕月球运动，地球对卫星的引力较小，故选项D错误。
10、（08上海卷理科综合）有同学这样探究太阳的密度：正午时分让太阳光垂直照射一个当中有小孔的黑纸板，接收屏上出现一个小圆斑；测量小圆斑的直径和黑纸板到接收屏的距离，可大致推出太阳直径。他掌握的数据是：太阳光传到地球所需的时间、地球的公转周期、万有引力恒量；在最终得出太阳密度的过程中，他用到的物理规律是小孔成像规律和（ ）
A.牛顿第二定律 B.万有引力定律
C.万有引力定律、牛顿第二定律 D. 万有引力定律、牛顿第三定律 【答案】C
Mmv2【解析】根据万有引力定律和牛顿第二定律G2?m可得太阳的质量，根据小孔
rr成像规律和相似三角形的知识可得太阳的直径D，故可求出太阳的密度。
11、（07广东理科基础） 1 、现有两颗绕地球匀速圆周运动的人造地球卫星A和B，它们的轨道半径分别为rA和rB。如果rA＜rB，则A
A．卫星A的运动周期比卫星B的运动周期大 B．卫星A的线速度比卫星B的线速度大 C．卫星A的角速度比卫星B的角速度大 D．卫星A的加速度比卫星B的加速度大
12、（07江苏 ）2 假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是BC
A．地球的向心力变为缩小前的一半
B．地球的向心力变为缩小前的
1 16C．地球绕太阳公转周期与缩小前的相同 D．地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半
13、（07宁夏理综） 3 、天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期。由此可推算出C A．行星的质量 B．行星的半径 C．恒星的质量 D．恒星的半径
14、（07全国理综Ⅰ） 4 据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600 N的人在这个行星表面的重量将变为960 N，由此可推知该行星的半径与地球半径之比约为B
A．0.5 B．2. C．3.2 D．4
15、（07全国理综Ⅱ） 5、如图所示，一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为T0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示。
v 现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则AD A．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T0 B．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T0 + C．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T0 D．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T0
16、（07全国理综Ⅱ） 6 、假定地球，月球都静止不动，用火箭从地球沿地月连线向月球发射一探测器。假定探测器在地球表面附近脱离火箭。用W表示探测器从脱离火箭处飞到月球的过程中克服地球引力做的功，用Ek表示探测器脱离火箭时的动能，若不计空气阻力，则BD
A．Ek必须大于或等于W，探测器才能到达月球 B．Ek小于W，探测器也可能到达月球
1W，探测器一定能到达月球 21D．Ek＝W，探测器一定不能到达月球
2C．Ek＝
17、（07山东理综 ） 7、2007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳之外发现了一颗可能
适合人类居住的类地行星Gliese581c。这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍 ，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天。假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确是Bc
A．飞船在Gliese581c表面附近运行的周期约为13天 B．飞船在Gliese581c表面附近运行时的速度大于7.9km/s C．人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大 D．Gliese581c的平均密度比地球平均密度小
18、（07上海理科综合） 8、太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道，“行星公转周期的平方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比。地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为B
水星 金星 地球 火星 木星 土星
公转周期（年） 0.241 0.615 1.0 1.88 11.86 29.5
A．1.2亿千米 B．2.3亿千米 C．4.6亿千米 D．6.9亿千米
19、（07四川理综） 9、我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球。假如宇航员在月球上测得摆长为l的单摆做小振幅振动的周期为T，将月球视为密度均匀、半径为r的球体，则月球的密度为B
πl3πl B．
3GrT2GrT216πl3πlC． D．
3GrT216GrT2A．
20、（07天津理综） 10、我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展。设
地球、月球的质量分别为m1、m2，半径分别为R1、R2，人造地球卫星的第一宇宙速度为v，对应的环绕周期为T，则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为A
3m2R1m1R2m1R2m2R13v，v，T B．T A．3m1R2m2R1m2R13m1R2m2R1m2R13v，T D． C．3m1R2m1R23m1R2m1R2v，T 3m2R1m2R107重庆理 11土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星，都沿近似为圆周的轨道绕土星运动，
其参数如表：AD 卫星半径(m) 卫星质量(kg) 轨道半径(m) 土卫十 土卫十一 两卫星相比，土卫十 A．受土星的万有引力较大 B．绕土星做圆周运动的周期较大 C．绕土星做圆周运动的向心加速度较大 D．动能较大
21、（02年广东、河南） 12（11分）有人利用安装在气球载人舱内的单摆来测定气球的高
度。已知该单摆在海平面处的周期是T0。当气球停在某一高度时，测得单摆周期为T。求该气球此时离海平面的高度h。把地球看着质量均匀分布的半径为R的球体。
8.90×104 5.70×104 2.01×1018 5.60×1017 1.51×1018 1.51×103