4．安徽省两地2010届高三第一次联考检测组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率。如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动，由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T。下列表达式中正确的是　　　　　　　　 ( A D　 )

A．　　　　B．

C．　　　　　D．

3．河北省衡水中学2010届高三上学期第四次调研考试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，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近，并将与空间站在B处对接，已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，下列说法中正确的是( ABC )

A．图中航天飞机正加速飞向B处

B．航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速

C．根据题中条件可以算出月球质量

D．根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小

2．江苏省淮阴中学2010届高三摸底考试2008年9月25日，我国成功发射了“神舟七号”载人飞船。假设飞船绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是　　　　　　 　　(　 D　 )

A．若知道飞船运动的角速度和周期，再利用万有引力常量，就可算出地球的质量

B．若宇航员从船舱中慢慢“走”出并离开飞船，飞船速率将减小

C．若有两个这样的飞船在同一轨道上，相隔一段距离一前一后沿同一方向绕行，只要后一飞船向后喷气加速，则两飞船一定能实现对接

D．若飞船返回地球，在进入大气层之前的无动力飞行过程中，飞船的动能逐渐增大，机械能保持不变

1．山东省兖州市2010届高三上学期模块检测2009年2月11日，美国和俄罗斯的两颗卫星在西伯利亚上空相撞，这是有史以来首次卫星碰撞事件，碰撞点比相对地球静止的国际空间站高434km．则(　 AB　 )

A．在碰撞点高度运行的卫星的周期比国际空间站的周期大

　　 B．在碰撞点高度运行的卫星的向心加速度比国际空间站的向心加速度小

　　 C．在与空间站相同轨道上运行的卫星一旦加速，将有可能与空间站相撞

　　 D．若发射一颗在碰撞点高度处运行的卫星，发射速度至少为11.2km／s

25．河南省豫南九校2010届高三上学期第三次联考在地球表面发射卫星，当卫星的速度超过某一速度时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，这个速度叫做第二宇宙速度．已知地球对物体的万有引力势能可表示为E(r)＝－，r为物体离地心的距离．设地球半径为r₀，地球表面重力加速度为g₀，忽略空气阻力的影响，试根据所学的知识，推导第二宇宙速度的表达式(用r₀、 g₀表示)．

解析：卫星从发射到脱离地球引力的过程中机械能守恒．设卫星以v₀的速度从地面附近发射时能脱离地球的引力，则其在地面时的能量为：

E₀＝　　　　 (4分)

由题意知 E₀ ≥0　 即　 ≥0　　 (4分)

又因为在地球表面时，物体的重力等于万有引力，有：(4分)

解得第二宇宙速度v₀满足：v₀≥　　 (2分)

题组二

24. 湖南省同升湖实验学校2010届高三第三次月考如图为宇宙中有一个恒星系的示意图。A为星系的一颗行星，它绕中央恒星O运行的轨道近似为圆。天文学家观测得到A行星运动的轨道半径为、周期为。

(1)中央恒星O的质量为多大？

(2)经长期观测发现，A行星实际运动的轨道与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔时间发生一次最大的偏离。天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知的行星B(假设其运行轨道与A在同一水平面内，且与A的绕行方向相同)，它对A行星的万有引力引起A轨道的偏离。(由于B对A的吸引而使A的周期引起的变化可以忽略)根据上述现象及假设，试求未知行星B的运动周期T及轨道半径R.

解析：(1)设中央恒星质量为M ，A行星质量为m

　　　 ( 3分 )　　 得　 　　(1分)

(2)A、B相距最近时，A偏离最大，据题意有

　 　　　　　　　　(4分)　　　 得　 　　　(1分)

据开普勒第三定律　　 　　(4分)　　　 得　 　(1分)

23．河南省桐柏实验高中2010届高三上学期期末模拟某颗地球同步卫星正下方的地球表面上，有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳照射的此卫星，试问：春分那天(太阳光垂直照射赤道)从日落时刻起经多长时间该观察者看不见此卫星。已知地球半径R，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T。(不考虑大气对光的折射，用题中所给已知量表示所求量)(10分)

答案：根据万有引力提供向心力：

　　 　、 　　　

　　 、

22. 湖北省孝感三中2010届高考物理模拟绳系卫星是由一根绳索栓在一个航天器上的卫星，可以在这个航天器的下方或上方随航天器一起绕地球运行。如图所示，绳系卫星系在航天器上方，当它们一起在赤道上空绕地球作匀速圆周运动时(绳长不可忽略)。下列说法正确的是：(　 BD　 )

A．绳系卫星在航天器的前上方

B．绳系卫星在航天器的后上方

C．绳系卫星的加速度比航天器的小

D．绳系卫星的加速度比航天器的大

21．河南省新郑州二中分校2010届高三第一次模拟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，关闭动力的航天飞船在月球引力作用下向月球靠近，并将沿椭圆轨道与空间站在B处对接，已知空间站绕月做圆周运动轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，下列说法中正确的是(　 BC　 )　

A、图中航天飞机正减速飞向B处

B、航天飞船在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速　

C、根据题中条件可以算出月球质量　

D、根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小

20. 山东省潍坊市2010届高三上学期阶段性测试2008年9月我国成功发射了“神州七号”载人飞船。为了观察“神舟七号”的运行和宇航员仓外活动情况，飞船利用弹射装置发射一颗“伴星”。伴星经调整后，和“神舟七号”一样绕地球做匀速圆周运动，但比“神舟七号”离地面稍高一些，如图所示，那么　 (　 A　 )

A．伴星的运行周期比“神舟七号”稍大一些

B．伴星的运行速度比“神舟七号”稍大一些

C．伴星的运行角速度比“神舟七号”稍大一些

D．伴星的向心加速度比“神舟七号”稍大一些