2019屆高考物理二輪復習 專題一 力與運動 第4講 萬有引力與航天課后演練強化提能_1

1、2019屆高考物理二輪復習 專題一 力與運動 第4講 萬有引力與航天課后演練強化提能第4講萬有引力與航天(建議用時：30分鐘)一、單項選擇題1(2018高考北京卷)若想檢驗“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下，需要驗證()A地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的B月球公轉的加速度約為蘋果落向地面加速度的C自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的D蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的解析：選B.若想檢驗“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律萬有引力定律，則應滿足Gma，即加速度a與距離r的平方成反比，由題中數(shù)

2、據(jù)知，選項B正確，其余選項錯誤2為了測量某行星的質量和半徑，宇航員記錄了登陸艙在該行星表面做圓周運動的周期T，登陸艙在行星表面著陸后，用彈簧測力計稱量一個質量為m的砝碼，讀數(shù)為F.已知引力常量為G.則下列說法錯誤的是()A該行量的質量為B該行星的半徑為C該行星的密度為D該行星的第一宇宙速度為解析：選B.據(jù)Fmg0mR，得R，B錯誤；由GmR，得M，又R，則M，A正確；密度，C正確；第一宇宙速度v，D正確3理論上已經證明：質量分布均勻的球殼對殼內物體的萬有引力為零現(xiàn)假設地球是一半徑為R、質量分布均勻的實心球體，O為球心，以O為原點建立坐標軸Ox，如圖所示在x軸上各位置的重力加速度用g表示，則下圖

3、中能描述g隨x的變化關系圖正確的是()解析：選A.令地球的密度為，則在地球表面，重力和地球的萬有引力大小相等，有：g，由于地球的質量為MR3，所以重力加速度的表達式可寫成：g.根據(jù)題意有，質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零，在距離地球球心為r處，受到地球的萬有引力即為半徑等于r的球體在其表面產生的萬有引力，gr，當r<R時，g與r成正比，當r>R后，g與r平方成反比，故選A.4過去幾千年來，人類對行星的認識與研究僅限于太陽系內，行星“51pegb”的發(fā)現(xiàn)拉開了研究太陽系外行星的序幕“51pegb”繞其中心恒星做勻速圓周運動，周期約為4天，軌道半徑約為地球繞太陽運動半徑的.該中心

4、恒星與太陽的質量比約為()A.B1C5D10解析：選B.行星繞中心恒星做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得Gmr，則1，選項B正確5(2017高考全國卷)2017年4月，我國成功發(fā)射的天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室完成了首次交會對接，對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道(可視為圓軌道)運行與天宮二號單獨運行時相比，組合體運行的()A周期變大B速率變大C動能變大D向心加速度變大解析：選C.組合體比天宮二號質量大，軌道半徑R不變，根據(jù)m，可得v，可知與天宮二號單獨運行時相比，組合體運行的速率不變，B項錯誤；又T，則周期T不變，A項錯誤；質量變大、速率不變，動能變大，C項正確

5、；向心加速度a，不變，D項錯誤6(2018懷化二模)使物體脫離星球的引力束縛，不再繞星球運行，從星球表面發(fā)射所需的最小速度稱為第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關系是v2v1.已知某星球的半徑為地球半徑R的4倍，質量為地球質量M的2倍，地球表面重力加速度為g.不計其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為()AB.C.D解析：選C.設在地球表面飛行的衛(wèi)星質量為m，由萬有引力提供向心力得，又由Gmg，解得地球的第一宇宙速度為v1；設該星球的第一宇宙速度為v1，根據(jù)題意，有；由題意知第二宇宙速度v2v1，聯(lián)立得該星球的第二宇宙速度為v2，故A、B、D錯誤，C正確72016年12

6、月22日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射全球二氧化碳監(jiān)測科學實驗衛(wèi)星這是我國首顆、全球第三顆專門用于“看”全球大氣中二氧化碳含量的衛(wèi)星在發(fā)射衛(wèi)星時，首先將該衛(wèi)星發(fā)射到低空軌道1，待測試正常后通過點火加速使其進入高空軌道2，已知衛(wèi)星在上述兩軌道運行時均做勻速圓周運動，假設衛(wèi)星的質量不變，在兩軌道上穩(wěn)定運行時的動能之比為Ek1Ek241.如果衛(wèi)星在兩軌道的向心加速度分別用a1、a2表示，角速度分別用1、2表示，周期分別用T1、T2表示，軌道半徑分別用r1、r2表示則下列關系式正確的是()Aa1a241B1221CT1T218Dr1r212解析：選C.根據(jù)Ekmv2得v，所以衛(wèi)星變軌前、后的速度的比

7、值為2.根據(jù)Gm，得衛(wèi)星變軌前、后的軌道半徑的比值為，D錯誤；根據(jù)Gma，得衛(wèi)星變軌前、后的向心加速度大小的比值為16,A錯誤；根據(jù)Gm2r，得衛(wèi)星變軌前、后的角速度大小的比值為8，B錯誤；根據(jù)T，得衛(wèi)星變軌前、后的周期的比值為，C正確8(2016高考全國卷)利用三顆位置適當?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍假設地球的自轉周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的，則地球自轉周期的最小值約為()A1hB4hC8hD16h解析：選B.設地球半徑為R，畫出僅用三顆地球同步衛(wèi)星使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊時同步衛(wèi)星的

8、最小軌道半徑示意圖，如圖所示由圖中幾何關系可得，同步衛(wèi)星的最小軌道半徑r2R.設地球自轉周期的最小值為T，則由開普勒第三定律可得，解得T4h，選項B正確9.2016年12月11日，新一代靜止軌道定量遙感氣象衛(wèi)星“風云四號”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射若該衛(wèi)星繞地飛行的三條軌道如圖所示，其中軌道1是近地圓形軌道，軌道2和3是變軌后的橢圓軌道，它們相切于A點衛(wèi)星在軌道1上運行時經過A點的速率為v，加速度大小為a.下列說法正確的是(假設衛(wèi)星的質量不變)()A衛(wèi)星在軌道2上經過A點時的速率大于vB衛(wèi)星在軌道2上經過A點時的加速度大于aC衛(wèi)星在軌道2上運行的周期大于在軌道3上運行的周期D衛(wèi)星在軌道2上具有

9、的機械能大于在軌道3上具有的機械能解析：選A.衛(wèi)星在軌道1上運行經過A點時，只有速度增大，才能由軌道1變軌到軌道2，故衛(wèi)星在軌道2上經過A點時的速率大于v，選項A正確；在同一點，衛(wèi)星所受的萬有引力大小相等，故衛(wèi)星在軌道2上經過A點時的加速度仍等于a，選項B錯誤；根據(jù)開普勒第三定律，可知衛(wèi)星在軌道2上運行的周期小于在軌道3上運行的周期，選項C錯誤；衛(wèi)星在軌道2上運行經過A點時，只有速度增大，才能由軌道2變軌到軌道3，故衛(wèi)星在軌道3上具有的機械能大于在軌道2上具有的機械能，選項D錯誤10由三顆星體構成的系統(tǒng)，叫做三星系統(tǒng)有這樣一種簡單的三星系統(tǒng)，質量剛好都相同的三個星體甲、乙、丙在三者相互之間的萬

10、有引力作用下，分別位于等邊三角形的三個頂點上，繞某一共同的圓心O在三角形所在的平面內做相同周期的圓周運動若三個星體的質量均為m，三角形的邊長為a，萬有引力常量為G，則下列說法正確的是()A三個星體做圓周運動的半徑均為aB三個星體做圓周運動的周期均為2aC三個星體做圓周運動的線速度大小均為D三個星體做圓周運動的向心加速度大小均為解析：選B.質量相等的三星系統(tǒng)的位置關系構成一等邊三角形，其中心O即為它們的共同圓心，由幾何關系可知三個星體做圓周運動的半徑ra，故選項A錯誤；每個星體受到的另外兩星體的萬有引力提供向心力，其大小F，則mr，得T2a，故選項B正確；由線速度v得v，故選項C錯誤；向心加速度

11、a，故選項D錯誤二、多項選擇題11.(2018高考天津卷)2018年2月2日，我國成功將電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星“張衡一號”發(fā)射升空，標志我國成為世界上少數(shù)擁有在軌運行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一通過觀測可以得到衛(wèi)星繞地球運動的周期，并已知地球的半徑和地球表面處的重力加速度若將衛(wèi)星繞地球的運動看做是勻速圓周運動，且不考慮地球自轉的影響，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計算出衛(wèi)星的()A密度B向心力的大小C離地高度D線速度的大小解析：選CD.衛(wèi)星做圓周運動的向心力由萬有引力提供，則有Gm()2(Rh)，無法計算得到衛(wèi)星的質量，更無法確定其密度及向心力大小，A、B項錯誤；又Gm0g，聯(lián)立兩式可得hR，C項正確；由v

12、(Rh)，可計算出衛(wèi)星的線速度的大小，D項正確12(2017高考江蘇卷)“天舟一號”貨運飛船于2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空與“天宮二號”空間實驗室對接前，“天舟一號”在距地面約380km的圓軌道上飛行，則其()A角速度小于地球自轉角速度B線速度小于第一宇宙速度C周期小于地球自轉周期D向心加速度小于地面的重力加速度解析：選BCD.“天舟一號”在距地面約380km的圓軌道上飛行時，由Gm2r可知，半徑越小，角速度越大，則其角速度大于同步衛(wèi)星的角速度，即大于地球自轉的角速度，A項錯誤；由于第一宇宙速度是最大環(huán)繞速度，因此“天舟一號”在圓軌道的線速度小于第一宇宙速度，B項正確；由

13、T可知，“天舟一號”的周期小于地球自轉周期，C項正確；由Gmg，Gma可知，向心加速度a小于地球表面的重力加速度g，D項正確13已知質量分布均勻的球殼對其內部物體的引力為零，設想在地球赤道正上方高h處和正下方深為h處各修建一繞地心的環(huán)形真空軌道，軌道面與赤道面共面，兩物體分別在上述兩軌道中做勻速圓周運動，軌道對它們均無作用力，設地球半徑為R，則()A兩物體的速度大小之比為B兩物體的速度大小之比為C兩物體的加速度大小之比為D兩物體的加速度大小之比為解析：選AC.設地球密度為，則有：在赤道上方：Ga1，在赤道下方：Ga2，聯(lián)立解得：，故選項A、C正確，選項B、D錯誤14我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探

14、測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經過一系列過程，在離月球表面4m高處做一次懸停(可認為是相對于月球靜止)；最后關閉發(fā)動機，探測器自由下落已知探測器的質量約為1.3103kg，地球質量約為月球質量的81倍，地球半徑約為月球半徑的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8m/s2.則此探測器()A在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9m/sB懸停時受到的反沖作用力約為2103NC從離開近月圓軌道到著陸這段時間內，機械能守恒D在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度解析：選BD.設月球表面的重力加速度為g月，則3.72，解得g月1.7m/s2.由v2

15、2g月h，得著陸前的速度為vm/s3.7m/s，選項A錯誤懸停時受到的反沖力Fmg月2103N，選項B正確從離開近月圓軌道到著陸過程中，除重力做功外，還有其他外力做功，故機械能不守恒，選項C錯誤設探測器在近月圓軌道上和人造衛(wèi)星在近地圓軌道上的線速度分別為v1、v2，則<1，故v1<v2，選項D正確15(2018大連二模)繼“天宮一號”空間站之后，我國又發(fā)射“神舟八號”無人飛船，它們的運動軌跡如圖所示假設“天宮一號”繞地球做圓周運動的軌道半徑為r，周期為T，萬有引力常量為G.則下列說法正確的是()A在遠地點P處，“神舟八號”的加速度與“天宮一號”的加速度相等B根據(jù)題中條件可以計算出地球的質量C根據(jù)題中條