2019-2020年高三物理一輪復(fù)習 第四章 第4講 萬有引力與航天2.doc
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2019-2020年高三物理一輪復(fù)習 第四章 第4講 萬有引力與航天2 一、選擇題(本題共10小題,每小題7分,共70分.在每小題給出的四個選項中,有的只有一個選項正確,有的有多個選項正確,全部選對的得7分,選對但不全的得4分,有選錯的得0分.) 1.近年來,人類發(fā)射的多枚火星探測器已經(jīng)相繼在火星上著陸,正在進行著激動人心的科學探究,為我們將來登上火星、開發(fā)和利用火星資源奠定了堅實的基礎(chǔ).如果火星探測器環(huán)繞火星做“近地”勻速圓周運動,并測得該運動的周期為T,則火星的平均密度ρ的表達式為(k為某個常數(shù))( ) A.ρ=kT B.ρ= C.ρ=kT2 D.ρ= 2.(xx安徽高考)我國發(fā)射的“天宮一號”和“神舟八號”在對接前,“天宮一號”的運行軌道高度為350 km,“神舟八號”的運行軌道高度為343 km.它們的運行軌道均視為圓周,則( ) A.“天宮一號”比“神舟八號”速度大 B.“天宮一號”比“神舟八號”周期長 C.“天宮一號”比“神舟八號”角速度大 D.“天宮一號”比“神舟八號”加速度大 3.(xx浙江高考)為了探測X星球,載著登陸艙的探測飛船在以該星球中心為圓心,半徑為r1的圓軌道上運動,周期為T1,總質(zhì)量為m1.隨后登陸艙脫離飛船,變軌到離星球更近的半徑為r2的圓軌道上運動,此時登陸艙的質(zhì)量為m2,則( ) A.X星球的質(zhì)量為M= B.X星球表面的重力加速度為gx= C.登陸艙在r1與r2軌道上運動時的速度大小之比為= D.登陸艙在半徑為r2軌道上做圓周運動的周期為T2=T1 4.(xx山東高考)2011年11月3日,“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標飛行器成功實施了首次交會對接.任務(wù)完成后“天宮一號”經(jīng)變軌升到更高的軌道,等待與“神舟九號”交會對接.變軌前和變軌完成后“天宮一號”的運行軌道均可視為圓軌道,對應(yīng)的軌道半徑分別為R1、R2,線速度大小分別為v1、v2.則等于( ) A. B. C. D. 5.(xx廣東高考)如圖4-4-7所示,飛船從軌道1變軌至軌道2.若飛船在兩軌道上都做勻速圓周運動,不考慮質(zhì)量變化,相對于在軌道1上,飛船在軌道2上的( ) 圖4-4-7 A.動能大 B.向心加速度大 C.運行周期長 D.角速度小 6.(xx屆銀川實驗中學檢測)在圓軌道上做勻速圓周運動的國際空間站里,一宇航員手拿一只小球相對于太空艙靜止“站立”于艙內(nèi)朝向地球一側(cè)的“地面”上,如圖4-4-8所示.下列說法正確的是( ) 圖4-4-8 A.宇航員相對于地球的速度介于7.9 km/s與11.2 km/s之間 B.若宇航員相對于太空艙無初速釋放小球,小球?qū)⒙涞健暗孛妗鄙? C.宇航員將不受地球的引力作用 D.宇航員對“地面”的壓力等于零 7. 圖4-4-9 (xx屆西安一中檢測)為紀念伽利略將望遠鏡用于天文觀測400周年,xx年被定為以“探索我的宇宙”為主題的國際天文年.我國發(fā)射的“嫦娥一號”衛(wèi)星繞月球經(jīng)過一年多的運行,完成了預(yù)定任務(wù),于2009年3月1日16時13分成功撞月.如圖4-4-9所示為“嫦娥一號”衛(wèi)星撞月的模擬圖,衛(wèi)星在控制點①開始進入撞月軌道.假設(shè)衛(wèi)星繞月球做圓周運動的軌道半徑為R,周期為T,引力常量為G.根據(jù)題中信息,以下說法正確的是( ) A.可以求出月球的質(zhì)量 B.可以求出月球?qū)Α版隙鹨惶枴毙l(wèi)星的引力 C.“嫦娥一號”衛(wèi)星在控制點①處應(yīng)加速 D.“嫦娥一號”在地面的發(fā)射速度大于11.2 km/s 8.中國探月二期工程的先導星——“嫦娥二號”衛(wèi)星,在西昌點火升空,準確入軌.探月衛(wèi)星發(fā)動機關(guān)閉,軌道控制結(jié)束,衛(wèi)星進入地月轉(zhuǎn)移軌道.圖4-4-10中MN之間的一段曲線表示轉(zhuǎn)移軌道的一部分,P是軌道上的一點,直線AB過P點且和兩邊的軌道相切.下列說法中不正確的是( ) 圖4-4-10 A.衛(wèi)星此段軌道上動能一直減小 B.衛(wèi)星經(jīng)過P點時動能最小 C.衛(wèi)星經(jīng)過P點時速度方向由P向B D.衛(wèi)星經(jīng)過P點時加速度為零 9. 圖4-4-11 (xx屆南昌一中檢測)在四川汶川的抗震救災(zāi)中,我國自主研制的“北斗一號”衛(wèi)星導航系統(tǒng),在抗震救災(zāi)中發(fā)揮了巨大作用.北斗導航系統(tǒng)又被稱為“雙星定位系統(tǒng)”,具有導航、定位等功能.“北斗”系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星均繞地心O做勻速圓周運動,軌道半徑為r,某時刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置(如圖4-4-11所示).若衛(wèi)星均按順時針運行,地球表面處的重力加速度為g,地球半徑為R.不計衛(wèi)星間的相互作用力.則以下判斷中正確的是( ) A.這兩顆衛(wèi)星的加速度大小相等,均為 B.衛(wèi)星1向后噴氣就一定能追上衛(wèi)星2 C.衛(wèi)星1由位置A運動到位置B所需的時間為 D.衛(wèi)星1中質(zhì)量為m的物體的動能為mgr 10.(xx榆林一中模擬)如圖4-4-12所示,a是地球赤道上的一點,t=0時刻在a的正上空有b、c、d三顆軌道均位于赤道平面的地球衛(wèi)星,這些衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的運行方向均與地球自轉(zhuǎn)方向(順時針轉(zhuǎn)動)相同,其中c是地球同步衛(wèi)星.設(shè)衛(wèi)星b繞地球運行的周期為T,則在t=T時刻這些衛(wèi)星相對a的位置最接近實際的是( ) 圖4-4-12 二、非選擇題(本題共2小題,共30分.計算題要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位.) 11.(15分)我國已啟動“嫦娥工程”,“嫦娥一號”和“嫦娥二號”已成功發(fā)射,“嫦娥三號”已決定在xx年下半年發(fā)射,將進行落月探測,并已給落月點起了一個富有詩意的名字——“廣寒宮”. (1)若已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,月球繞地球運動的周期為T,月球繞地球的運動近似看做勻速圓周運動,請求出月球繞地球運動的軌道半徑r; (2)若宇航員隨登月飛船登陸月球后,在月球表面某處以速度v0豎直向上拋出一個小球,經(jīng)過時間t,小球落回拋出點.已知月球半徑為r月,引力常量為G,請求出月球的質(zhì)量M月. 12.(15分)(xx屆西安一中檢測)飛船在某星球表面附近,受星球引力作用而繞其做勻速圓周運動的速率為v1,飛船在離該星球表面高度為h處,受星球引力作用而繞其做勻速圓周運動的速率為v2,已知萬有引力常量為G.試求: (1)該星球的質(zhì)量; (2)若設(shè)該星球的質(zhì)量為M,一個質(zhì)量為m的物體在離該星球球心r遠處具有的引力勢能為Ep=-,則一顆質(zhì)量為m1的衛(wèi)星由r1軌道變?yōu)閞2(r1<r2)軌道,對衛(wèi)星至少做多少功?(衛(wèi)星在r1、r2軌道上均做勻速圓周運動,結(jié)果請用M、m1、r1、r2、G表示) 答案及解析 一、1.【解析】 火星探測器環(huán)繞火星做“近地”勻速圓周運動時,=mR,又M=πR3ρ,可得:ρ==,故只有D正確. 【答案】 D 2.【解析】 由題知“天宮一號”運行的軌道半徑r1大于“神舟八號”運行的軌道半徑r2,天體運行時萬有引力提供向心力.根據(jù)=m,得v=.因為r1>r2,故“天宮一號”的運行速度較小,選項A錯誤;根據(jù)G=m()2r得T=2π,故“天宮一號”的運行周期較長,選項B正確;根據(jù)G=mω2r,得ω=,故“天宮一號”的角速度較小,選項C錯誤;根據(jù)G=ma,得a=,故“天宮一號”的加速度較小,選項D錯誤. 【答案】 B 3.【解析】 根據(jù)題情景畫出示意圖,并標注字母條件(如圖) 由=m1r1 得M=,A對; =m2r2 比較①②兩式知D項對; 由=m得v= 與m1、m2無關(guān),C錯;因飛船的向心加速度為a=r1,不等于X星球表面的重力加速度gx,故B錯. 【答案】 AD 4.【解析】 “天宮一號”運行時所需的向心力由萬有引力提供,根據(jù)G=得線速度v=,所以=,故選項B正確,選項A、C、D錯誤. 【答案】 B 5.【解析】 飛船繞中心天體做勻速圓周運動,萬有引力提供向心力,即F引=F向,所以=ma向===mrω2,即a向=,Ek=mv2=,T=,ω=(或用公式T=求解).因為r1<r2所以Ek1>Ek2,a向1>a向2,T1<T2,ω1>ω2,選項C、D正確. 【答案】 CD 6.【解析】 7.9 km/s是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度,是衛(wèi)星環(huán)繞地球運行的最大速度,可見,所有環(huán)繞地球運轉(zhuǎn)的衛(wèi)星、飛船等,其運行速度均小于7.9 km/s,故A錯誤;若宇航員相對于太空艙無初速釋放小球,由于慣性,小球仍具有原來的速度,所以地球?qū)π∏虻娜f有引力正好提供它做勻速圓周運動需要的向心力,即G=m′,其中m′為小球的質(zhì)量,故小球不會落到“地面”上,而是沿原來的軌道繼續(xù)做勻速圓周運動,故B錯誤;宇航員受地球的引力作用,此引力提供宇航員隨空間站繞地球做圓周運動的向心力,否則宇航員將脫離圓周軌道,故C錯;因宇航員受的引力全部提供了向心力,宇航員不能對“地面”產(chǎn)生壓力,處于完全失重狀態(tài),D正確. 【答案】 D 7.【解析】 由=mR可得月球質(zhì)量M=,A項正確;但因不知“嫦娥一號”衛(wèi)星的質(zhì)量,無法求出月球?qū)Α版隙鹨惶枴钡囊?,B項錯誤;“嫦娥一號”從控制點①處開始做近心運動,應(yīng)在控制點①處減速,C項錯誤;“嫦娥一號”最終未脫離地球束縛和月球一起繞地球運動,因此在地面的發(fā)射速度小于11.2 km/s,D項錯誤. 【答案】 A 8.【解析】 依題意,衛(wèi)星由M到P的過程中,需要克服地球的引力做功,動能減小,而在由P到N的過程中,月球的引力對其做功,動能增大,衛(wèi)星經(jīng)過P點時動能最小,但不能為零,故選項A錯誤、B正確;物體做曲線運動時,其速度沿曲線的切線方向,故選項C正確;衛(wèi)星經(jīng)過P點時所受地球和月球的引力合力為零,加速度為零,故D正確. 【答案】 A 9.【解析】 由=ma、=m0g,得a=,A錯誤.衛(wèi)星1向后噴氣時速度增大,所需的向心力增大,萬有引力不足以提供其所需的向心力而做離心運動,與衛(wèi)星2不再處于同一軌道上了,B錯誤.由t=T=T、=mr()2、=m0g可得t= ,C正確.由=m、=m0g、Ek=mv2可得Ek=,D錯誤. 【答案】 C 10.【解析】 該題考查萬有引力定律的應(yīng)用,衛(wèi)星c是地球同步衛(wèi)星,始終在a點的正上方;衛(wèi)星b轉(zhuǎn)過(90);由T=2π,得Tb- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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