2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí) 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(xí) 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(gè)選項(xiàng)中,有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的有多個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對的得7分,選對但不全的得4分,有選錯(cuò)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(jìn)行著激動(dòng)人心的科學(xué)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)如果火星探測器環(huán)繞火星做“近地”勻速圓周運(yùn)動(dòng),并測得該運(yùn)動(dòng)的周期為T,則火星的平均密度的表達(dá)式為(k為某個(gè)常數(shù))()AkTBCkT2 D2(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(yùn)行軌道高度為350 km,“神舟八號”的運(yùn)行軌道高度為343 km.它們的運(yùn)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(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng),此時(shí)登陸艙的質(zhì)量為m2,則()AX星球的質(zhì)量為MBX星球表面的重力加速度為gxC登陸艙在r1與r2軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小之比為 D登陸艙在半徑為r2軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T2T14(xx山東高考)2011年11月3日,“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛行器成功實(shí)施了首次交會(huì)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(huì)對接變軌前和變軌完成后“天宮一號”的運(yùn)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447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(yùn)動(dòng),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447A動(dòng)能大 B向心加速度大C運(yùn)行周期長 D角速度小6(xx屆銀川實(shí)驗(yàn)中學(xué)檢測)在圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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448所示下列說法正確的是()圖448A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涞健暗孛妗鄙螩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449(xx屆西安一中檢測)為紀(jì)念伽利略將望遠(yuǎn)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(yùn)行,完成了預(yù)定任務(wù),于2009年3月1日16時(shí)13分成功撞月如圖449所示為“嫦娥一號”衛(wèi)星撞月的模擬圖,衛(wèi)星在控制點(diǎn)開始進(jìn)入撞月軌道假設(shè)衛(wèi)星繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)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(diǎn)處應(yīng)加速D“嫦娥一號”在地面的發(fā)射速度大于11.2 km/s8中國探月二期工程的先導(dǎo)星“嫦娥二號”衛(wèi)星,在西昌點(diǎn)火升空,準(zhǔn)確入軌探月衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉,軌道控制結(jié)束,衛(wèi)星進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道圖4410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(diǎn),直線AB過P點(diǎn)且和兩邊的軌道相切下列說法中不正確的是()圖4410A衛(wèi)星此段軌道上動(dòng)能一直減小B衛(wèi)星經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小C衛(wèi)星經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)速度方向由P向BD衛(wèi)星經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)加速度為零9.圖4411(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(dǎo)航系統(tǒng),在抗震救災(zāi)中發(fā)揮了巨大作用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)又被稱為“雙星定位系統(tǒng)”,具有導(dǎo)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(yùn)動(dòng),軌道半徑為r,某時(shí)刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置(如圖4411所示)若衛(wèi)星均按順時(shí)針運(yùn)行,地球表面處的重力加速度為g,地球半徑為R.不計(jì)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2C衛(wèi)星1由位置A運(yùn)動(dòng)到位置B所需的時(shí)間為 D衛(wèi)星1中質(zhì)量為m的物體的動(dòng)能為mgr10(xx榆林一中模擬)如圖4412所示,a是地球赤道上的一點(diǎn),t0時(shí)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(yùn)動(dòng)的運(yùn)行方向均與地球自轉(zhuǎn)方向(順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))相同,其中c是地球同步衛(wèi)星設(shè)衛(wèi)星b繞地球運(yùn)行的周期為T,則在tT時(shí)刻這些衛(wèi)星相對a的位置最接近實(shí)際的是()圖4412二、非選擇題(本題共2小題,共30分計(jì)算題要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11(15分)我國已啟動(dòng)“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(jìn)行落月探測,并已給落月點(diǎn)起了一個(gè)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(yùn)動(dòng)的周期為T,月球繞地球的運(yùn)動(dòng)近似看做勻速圓周運(yùn)動(dòng),請求出月球繞地球運(yùn)動(dòng)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(gè)小球,經(jīng)過時(shí)間t,小球落回拋出點(diǎn)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(gè)質(zhì)量為m的物體在離該星球球心r遠(yuǎn)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(r1r2)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(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng)時(shí),mR,又MR3,可得:,故只有D正確【答案】D2【解析】由題知“天宮一號”運(yùn)行的軌道半徑r1大于“神舟八號”運(yùn)行的軌道半徑r2,天體運(yùn)行時(shí)萬有引力提供向心力根據(jù)m,得v.因?yàn)閞1r2,故“天宮一號”的運(yùn)行速度較小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)Gm()2r得T2,故“天宮一號”的運(yùn)行周期較長,選項(xiàng)B正確;根據(jù)Gm2r,得,故“天宮一號”的角速度較小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)Gma,得a,故“天宮一號”的加速度較小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】B3【解析】根據(jù)題情景畫出示意圖,并標(biāo)注字母條件(如圖)由m1r1得M,A對;m2r2比較兩式知D項(xiàng)對;由m得v 與m1、m2無關(guān),C錯(cuò);因飛船的向心加速度為ar1,不等于X星球表面的重力加速度gx,故B錯(cuò)【答案】AD4【解析】“天宮一號”運(yùn)行時(shí)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(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤【答案】B5【解析】飛船繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬有引力提供向心力,即F引F向,所以ma向mr2,即a向,Ekmv2,T,(或用公式T求解)因?yàn)閞1r2所以Ek1Ek2,a向1a向2,T1T2,12,選項(xiàng)C、D正確【答案】CD6【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(yùn)行的最大速度,可見,所有環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星、飛船等,其運(yùn)行速度均小于7.9 km/s,故A錯(cuò)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(yùn)動(dòng)需要的向心力,即Gm,其中m為小球的質(zhì)量,故小球不會(huì)落到“地面”上,而是沿原來的軌道繼續(xù)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)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(yùn)動(dòng)的向心力,否則宇航員將脫離圓周軌道,故C錯(cuò);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】D7.【解析】由mR可得月球質(zhì)量M,A項(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)誤;“嫦娥一號”從控制點(diǎn)處開始做近心運(yùn)動(dòng),應(yīng)在控制點(diǎn)處減速,C項(xiàng)錯(cuò)誤;“嫦娥一號”最終未脫離地球束縛和月球一起繞地球運(yùn)動(dòng),因此在地面的發(fā)射速度小于11.2 km/s,D項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】A8【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(dòng)能減小,而在由P到N的過程中,月球的引力對其做功,動(dòng)能增大,衛(wèi)星經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小,但不能為零,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確;物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),其速度沿曲線的切線方向,故選項(xiàng)C正確;衛(wèi)星經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)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】A9.【解析】由ma、m0g,得a,A錯(cuò)誤衛(wèi)星1向后噴氣時(shí)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(yùn)動(dòng),與衛(wèi)星2不再處于同一軌道上了,B錯(cuò)誤由tTT、mr()2、m0g可得t ,C正確由m、m0g、Ekmv2可得Ek,D錯(cuò)誤【答案】C10【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(diǎn)的正上方;衛(wèi)星b轉(zhuǎn)過(90);由T2,得TbTcTd,衛(wèi)星d轉(zhuǎn)得最慢,選項(xiàng)C正確【答案】C二、11【解析】(1)根據(jù)萬有引力定律和向心力公式對月球有:GM月()2r質(zhì)量為m的物體在地球表面時(shí):mgG解得:r .(2)設(shè)月球表面處的重力加速度為g月,根據(jù)題意:v0,g月,解得:M月.【答案】(1)r (2)M月12【解析】(1)設(shè)星球的半徑為R,質(zhì)量為M,則有GmGm解得:M.(2)衛(wèi)星在軌道上有動(dòng)能和勢能,其總和為E(機(jī)械能)Gm1EEkEpm1v2(G)GWEE2E1GG.【答案】(1)(2)GG- 1.請仔細(xì)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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