2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 第2單元 宇宙速度 經(jīng)典時(shí)空觀與相對論時(shí)空觀課時(shí)跟蹤檢測.doc

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 第2單元 宇宙速度 經(jīng)典時(shí)空觀與相對論時(shí)空觀課時(shí)跟蹤檢測 高考?？碱}型：選擇題＋計(jì)算題 一、單項(xiàng)選擇題 1．下面說法正確的是(　　) A．在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動狀態(tài)而改變，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量也不隨運(yùn)動狀態(tài)而改變 B．在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量隨物體運(yùn)動速度增大而減小，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量隨物體運(yùn)動速度的增大而增大 C．在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量隨物體速度增大而增大 D．上述說法都是錯誤的 2．物體脫離星球引力所需要的最小速度稱為第二宇宙速度，第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2＝v1。已知某星球半徑是地球半徑R的，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的，不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為(　　) A.　　　　　　　　 B. C. D. 3．我們在推導(dǎo)第一宇宙速度時(shí)，需要做一些假設(shè)，下列假設(shè)中不正確的是(　　) A．衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動 B．衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期 C．衛(wèi)星的軌道半徑等于地球半徑 D．衛(wèi)星需要的向心力等于地球?qū)λ娜f有引力 4．(xx福州模擬)“嫦娥二號”成功發(fā)射后，探月成為同學(xué)們的熱門話題。一位同學(xué)為了測算衛(wèi)星在月球表面附近做勻速圓周運(yùn)動的環(huán)繞速度，提出了如下實(shí)驗(yàn)方案：在月球表面以初速度v0豎直上拋一個物體，測出物體上升的最大高度h，已知月球的半徑為R，便可測算出繞衛(wèi)星的環(huán)繞速度。按這位同學(xué)的方案，繞月衛(wèi)星的環(huán)繞速度為(　　) A．v0 　　　　　　　　 B．v0 C．v0 D．v0 5.如圖1所示，飛船在離地球表面h高處的軌道上做周期為T的勻速圓周運(yùn)動，已知地球的半徑R，則飛船在該軌道上(　　) 圖1 A．運(yùn)行的線速度大于第一宇宙速度 B．運(yùn)行的線速度大小為 C．運(yùn)行時(shí)的向心加速度大小為 D．地球表面的重力加速度大小可表示為 二、多項(xiàng)選擇題 6．人造地球衛(wèi)星可以繞地球做勻速圓周運(yùn)動，也可以沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動。對于沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動的衛(wèi)星，以下說法正確的是(　　) A．近地點(diǎn)速度一定等于7.9 km/s B．近地點(diǎn)速度一定大于7.9 km/s，小于11.2 km/s C．近地點(diǎn)速度可以小于7.9 km/s D．遠(yuǎn)地點(diǎn)速度一定小于在同高度圓軌道上的運(yùn)行速度 7．(xx重慶模擬)來自中國航天科技集團(tuán)公司的消息稱，中國自主研發(fā)的北斗二號衛(wèi)星系統(tǒng)今年起進(jìn)入組網(wǎng)高峰期，已經(jīng)在xx年形成覆蓋全球的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。此系統(tǒng)由中軌道、高軌道和同步軌道衛(wèi)星等組成?，F(xiàn)在正在服役的北斗一號衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星都定位在距地面36 000 km的地球同步軌道上。目前我國的各種導(dǎo)航定位設(shè)備都要靠美國的GPS系統(tǒng)提供服務(wù)，而美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS由24顆衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20 000 km。則下列說法中正確的是(　　) A．北斗一號系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星的動能一定相等 B．所有GPS的衛(wèi)星比北斗一號的衛(wèi)星線速度大 C．北斗二號中的每顆衛(wèi)星一定比北斗一號中的每顆衛(wèi)星高 D．北斗二號中的中軌道衛(wèi)星的加速度一定大于高軌道衛(wèi)星的加速度 8．(2011廣東高考)已知地球質(zhì)量為 M，半徑為 R，自轉(zhuǎn)周期為 T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為 m，引力常量為 G。有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是(　　) A．衛(wèi)星距地面的高度為 B．衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度 C．衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為G D．衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 三、計(jì)算題 9．某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體，經(jīng)時(shí)間t物體以速率v落回手中。已知該星球的半徑為R，求該星球上的第一宇宙速度。 10．(xx北京東城模擬)2013年6月11日至26日，神舟十號載人飛船在軌飛行15天的時(shí)間內(nèi)，先后與天宮一號成功對接，在發(fā)射時(shí)，神舟十號載人飛船首先要發(fā)射到離地面很近的圓軌道，然后經(jīng)過多次變軌后，最終與在距地面高度為h的圓形軌道上與繞地球飛行的天宮一號完成對接， 之后，整體保持在距地面高度仍為h的圓形軌道上繞地球繼續(xù)運(yùn)行，已知地球半徑為R，地面附近的重力加速度為g，求： (1)地球的第一宇宙速度； (2)神舟十號載人飛船在近地圓軌道運(yùn)行的速度與對接后整體的運(yùn)行速度之比。 答 案 1．選C　在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，根據(jù)狹義相對論可知，物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大，二者在速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)是統(tǒng)一的，故選項(xiàng)C正確。 2．選C　根據(jù)第一宇宙速度的定義以及星球表面物體所受重力和萬有引力相等得，mg＝m，v1＝，故該星球的第一宇宙速度v1′＝ ＝，其第二宇宙速度為v2′＝v1′＝，C正確。 3．選B　第一宇宙速度是指貼近地面運(yùn)行的衛(wèi)星的環(huán)繞速度，故A、C、D正確，衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期和地球自轉(zhuǎn)的周期是完全不同的兩個概念，只有同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期和地球自轉(zhuǎn)的周期是相同的，其他的都不相等，故B不正確。 4．選D　繞月衛(wèi)星的環(huán)繞速度即第一宇宙速度，v＝，對于豎直上拋的物體有v02＝2gh，所以環(huán)繞速度為v＝＝v0 ，選項(xiàng)D正確。 5．選B　根據(jù)G＝m＝mω2R＝m2R，可得答案。 6．選CD　第一宇宙速度是衛(wèi)星在星球表面附近做勻速圓周運(yùn)動時(shí)必須具有的線速度，而對于繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動的衛(wèi)星，在近地點(diǎn)時(shí)的線速度與第一宇宙速度無關(guān)，可以大于第一宇宙速度，也可以小于第一宇宙速度(此時(shí)的“近地點(diǎn)”離地面的距離較大，不能看成是地面附近)，故A、B錯誤，C正確；衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度一定小于在同高度圓軌道上的運(yùn)行速度，否則不可能被“拉向”地面，D正確。 7．選BD　由G＝m得v＝ ，故衛(wèi)星的軌道半徑越小其線速度越大，且同一軌道上的衛(wèi)星線速度大小一定相等，由于衛(wèi)星質(zhì)量不一定相等，則其動能不一定相等，所以選項(xiàng)A錯誤、B正確；北斗二號衛(wèi)星系統(tǒng)中的衛(wèi)星，有的處在中軌道。有的處在同步軌道。有的處在高軌道。故此系統(tǒng)中的衛(wèi)星有的比北斗一號中的衛(wèi)星低，C錯；由G＝ma得a＝，選項(xiàng)D正確。 8．選BD　由萬有引力公式＝m()2(R＋h)，得同步衛(wèi)星距地面的高度h＝ －R，A項(xiàng)錯誤；近地衛(wèi)星的速度等于第一宇宙速度，同步衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，B項(xiàng)正確；衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的向心力大小為F向＝，C項(xiàng)錯誤；由G＝mg得地球表面的重力加速度g＝G，而衛(wèi)星所在處的向心加速度g′＝G，D項(xiàng)正確。 9．解析：根據(jù)勻變速運(yùn)動的規(guī)律可得，該星球表面的重力加速度為g＝，該星球的第一宇宙速度，即為衛(wèi)星在其表面附近繞它做勻速圓周運(yùn)動的線速度，該星球?qū)πl(wèi)星的引力(重力)提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的向心力，則mg＝，該星球表面的第一宇宙速度v1＝ 答案： 10．解析：(1)設(shè)地球第一宇宙速度為v，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有＝m 在地面附近＝mg，得v＝ (2)根據(jù)題意可知，設(shè)飛船在近地圓軌道運(yùn)行的速度為v1，v1＝v＝ 對接后，整體的運(yùn)行速度為v2，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得G＝m 得v2＝ ，所以＝ 答案：(1)　(2)