（新课标）河南省2015高考物理总复习 第4章 第4讲 万有引力与航天课时限时检测

（新课标）河南省2015高考物理总复习 第4章 第4讲 万有引力与航天课时限时检测内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 对 应 学 生 用 书 第 279页 (时间：45 分钟满分：100 分)题号知识点易 中 难引力定律及应用 1、2 、3 7、8卫星的发射、运行、变轨 4、5 9、10 6引力定律的综合应用 11、12一、选择题(本题共 10 小题，每小题 7 分，共 70 分在每小题给出的四个选项中，1 6 题只有一个选项符合题目要求，710 题有多个选项符合题目要求，全部选对的得7 分，选对但不全的得 4 分，有选错或不选的得 0 分)1 2013 年 6 月 20 日上午 10 时，在“天宫一号”实验舱内，只见指令长聂海胜轻盈地盘起了腿，来了个悬空打坐对此，下列 2、说法正确的是( )A聂海胜能够盘起腿悬空打坐，是因为聂海胜不受重力B聂海胜能够盘起腿悬空打坐，是因为聂海胜所受合力为零C聂海胜能够盘起腿悬空打坐，是因为聂海胜所受重力与浮力大小相等、方向相反D聂海胜能够盘起腿悬空打坐，是因为聂海胜处于完全失重状态【解析】聂海胜在“天宫一号”实验舱内，随“天宫一号”实验舱一起绕地球做匀速圆周运动，其所受万有引力提供其所需向心力，聂海胜处于完全失重状态，可以轻盈地盘起腿悬空打坐，选项 D 正确【答案】年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础如果火星探测器环绕火星做“近地 3、”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为 T，则火星的平均密度 的表达式为(k 为某个常数)()A B D 析】火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动时， m R，又 M23 ，可得： ，故只有 D 正确43 3案】(2012北京高考)关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是( )A分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期B沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同D沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合【解析】根据开普勒第三定律， 恒量，当圆轨道的半径 R 与椭圆轨道的半长轴等时， 4、两卫星的周期相等，故选项 A 错误；卫星沿椭圆轨道运行且从近地点向远地点运行时，万有引力做负功，根据动能定理，知动能减小，速率减小；从远地点向近地点移动时动能增加，速率增大，且两者具有对称性，故选项 B 正确；所有同步卫星的运行周期光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，根据 G m( )2r 知，同步卫星轨道的半径 r 一定，故选项 C 错误；根据卫星做知卫星运行的轨道平面过某一地点，轨道平面必过地心，但轨道不一定重合，故北京上空的两颗卫星的轨道可以不重合，选项 D 错误【答案】知地球半径 06 m，地面的重力加速度取 10 m/据航天员王亚平所说的在“天宫一号”中每天可以看到 16 次日 5、出日落，可以估算出 “天宫一号”距离地面的高度大约为( )A3 000 B1 500 1 000 D300 析】根据王亚平所说的“天空一号”中每天可以看到 16 次日出日落，可知“天宫一号”绕地球运动周期为 T90 0 60 s5 400 s，由 G m( )2(Rh)， h2 2T 立解得 h R，代入有关数据可得 h300 项 D 正确案】(2013海南单科)“北斗” 卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星( 同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的 6 倍和 下列说法正确的是()A静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星 6、的 2 倍B静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的 2 倍C静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的 1/7D静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的 1/7【解析】由 m(Rh)( )2m m(Rh) 2得： h2 2T h ， ， ( )2故R 3R 3 静中 (R 3 12 h静 正确【答案】A舟十号”与“天宫一号”成功“牵手”及“嫦娥”系列月球卫星技术的成熟，我国将于 2020 年前发射月球登陆器，采集月球表面的一些样本后返回地球，为中国人登陆月球积累实验数据月球登陆器返回时，先由月球表面发射后绕月球在近月圆轨道上飞行，经轨道调整后与停留在较高轨道的轨道舱对接，对接完成后再经加速 7、脱离月球飞回地球，下列关于此过程的描述中正确的是()A登陆器在近月圆轨道上运行的速度必须大于月球第一宇宙速度B登陆器与轨道舱对接后的运行周期小于对接前登陆器的运行周期C登陆器与轨道舱对接后必须加速到等于或大于地球第一宇宙速度才可以返回地球D登陆器与轨道舱对接时登陆器的速度小于其在近月轨道上的运行速度【解析】由万有引力定律和牛顿第二定律可得卫星的运行速度 v ，当 rR (其值等于月球的第一宇宙速度，近月轨道半径稍大于月球半径 R，因此登陆器的速度稍小于月球的第一宇宙速度，A 错；登陆器与轨道舱对接后仍在较高轨道上运行，由 T2 可知周期大于对接前登陆器的周期， B 项错；对登陆器来说，月球是它 8、的中此登陆器脱离月球与地球的第一宇宙速度无关，C 错误；对接时登陆器上升到较高轨道，速度小于在近月轨道上的速度，D 对【答案】 1798 年，英国物理学家卡文迪许测出引力常量 G，因此卡文迪许被人们称为“能称出地球质量的人” ，若已知引力常量 G，地球表面处的重力加速度 g，地球半径 R，地球上一个昼夜的时间 球自转周期)，一年的时间 球公转的周期 )，地球中心到月球中心的距离 球中心到太阳中心的距离 )A地球的质量 m 地 B太阳的质量 m 太 2球的质量 m 月 D月球、地球及太阳的密度42析】在地球表面，物体的重力近似等于其所受万有引力，所以有 ，可求得 m 地 ，所以选项 A 正确；太 9、阳对地球的万有引力提供地球绕太m地 以有 G m 地 ( )2求得 m 太 ，选项 B 正确；已知m太 2可以求出地球的密度，但根据题中条件，无法求出月球的质量及其密度和太阳的密度，所以选项 C、D 错误【答案】果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，如图 446 所示若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为 1；金星转过的角度为 2( 1、 2 均为锐角) ，则由此条件可求得( )图 44 6A水星和金星绕太阳运动的周期之比B水星和金星的密度之比C水星和金星到太阳的距离之比D水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比【解析】由 知， ，又因为 ，所以 ， 10、A 对；由 12 12 2T 21 ，既然周期之比能求，则 r 之比同样可求，C 对；由 ar 2 知，向心加速42 对；由于水星和金星的质量未知，故密度不可求，B 错【答案】4 7如图 44 7 所示，地球球心为 O，半径为 R，表面的重力加速度为 好经过距地心 2R 的 P 点，为研究方便，假设地球不自转且表面没有空气，则()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 飞船在 P 点的加速度一定是船经过 P 点的速度一定是船内的物体处于完全失重状态D飞船经过 P 点时，对准地心弹射出的物体一定沿 线落向地面【解析】若飞船绕地球做匀速圆周运动，则可知经过 P 点的速度为 ，因飞船做 P 点速度不 11、确定，所以 B 错误；由运动的合成与分解知 D 项错误；宇宙飞船运动时万有引力提供向心力，飞船处于完全失重状态，C 正确；飞船在 P 点时，只有万有引力提供加速度，则 g g，A 正确4【答案】4 8(2014南昌一中检测)在四川汶川的抗震救灾中，我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统，在抗震救灾中发挥了巨大作用北斗导航系统又被称为“双星定位系统” ，具有导航、定位等功能 “北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心 O 做匀速圆周运动，轨道半径为 r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的 A、B 两位置 (如图 44 8 所示)若卫星均按顺时针运行，地球表面处的重力加速度为 g，地球半径为 以下判断中正 12、确的是( )A这两颗卫星的加速度大小相等，均为星 1 向后喷气就一定能追上卫星 2C卫星 1 由位置 A 运动到位置 B 所需的时间为 星 1 中质量为 m 的物体的动能为 析】由 m 0g，得 a ，A 正确卫星 1 向后喷气时速度需的向心力增大，万有引力不足以提供其所需的向心力而做离心运动，与卫星 2不再处于同一轨道上了，B 错误由 t T T、 )2、 m 0g 可得 t360 16 T 正确由 m 、 m 0g、E k 得 ，D 错误2 案】选择题(本题共 2 小题，共 30 分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(15 分)近年来，随着人类对火星的了解越来越多，美国等国家都已经开始进行移民火星的科学探索，并面向全球招募“单程火星之旅”的志愿者若某物体在火星表面做自由落体运动的时间是在地球表面同一高度处做自由落体运动的时间的 ，已知地球半径是火星半径的 2 倍光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)求火星表面重力加速度 地球表面重力加速度 比值(2)如果将来成功实现了“火星移民” ，求在火星表面发射载人航天器的最小速度 在地球上发射卫星的最小速度 比值【解析】(1)。