（优化探究）2015年高三物理总复习配套经典题 第4章 曲线运动万有引力与航天4-4

（优化探究）2015年高三物理总复习配套经典题 第4章 曲线运动万有引力与航天4-4内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 随堂演练1(2013 年高考福建理综卷)设太阳质量为 M，某行星绕太阳公转周期为 T，轨道可视作半径为 r 的圆已知万有引力常量为 G，则描述该行星运动的上述物理量满足( )A B22M D42 得 ，A 正确222(2012 年高考北京卷)关于环绕地球运行的卫星，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 k(常 2、数)可知只要椭圆轨道的半长轴与圆轨道的半径相者的周期就相等，A 选项错误；沿椭圆轨道运行的卫星在以长轴为对称轴的对称点上具有相同的速率，故 B 选项正确；由 G m r，解得 r ，对于地球同步2 24 小时，故其轨道半径一定，C 选项错误；经过北京上空的卫星轨道有无数条，轨道平面与赤道平面的夹角可以不同，故轨道平面可以不重合，D 选项错误答案：国航天事业取得了突飞猛进地发展，航天技术位于世界前列，在航天控制中心对其正上方某卫星测控时，测得从发送操作指令到接收到卫星已操作信息需要的时间为 t(设卫星接收到操作信息立即操作，并立即发送已操作信息回中心)，测得该卫星运行周期为T，地球半径为 R，电 3、磁波的传播速度为 c，由此可以求出地球的质量为()A. R 22R R 224R ：卫星离地的高度为 ，运行轨道半径为 R ，则 G m( R )( )2，由mR R 24(2012 年高考山东理综卷)2011 年 11 月 3 日， “神舟八号 ”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与“神舟九号”交会对接变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为 2，线速度大小分别为 v1、v 于() B. 2 2天宫一号”做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由 G m 可得 v 变轨前后 ，选项 B 正确2限时 4、检测(时间：45 分钟，满分：100 分)命题报告教师用书独具知识点 题号万有引力定律的应用 7、9、10同步卫星 1、12卫星的变轨 3、5宇宙速度及天体密度计算 4、11双星问题 6、8经典力学和相对论力学 2一、选择题(本题共 10 小题，每小题 7 分，共 70 分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的()A质量可以不同 B轨道半径可以不同光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 轨道平面可以不同 D速率可以不同解析：同步卫星轨道只能在赤道平面内，高度一定，轨道半径一定，速率一定，但质量可以不 5、同，A 项正确答案：面说法正确的是()A在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，在狭义相对论中，物体的质量也不随运动状态而改变B在经典力学中，物体的质量随物体运动速度增大而减小，在狭义相对论中，物体的质量随物体运动速度的增大而增大C在经典力学中，物体质量是不变的，在狭义相对论中，物体的质量随物体速度增大而增大D上述说法都是错误的解析：在经典力学中，物体的质量是不变的，根据狭义相对论可知，物体的质量随物体速度的增大而增大，二者在速度远小于光速时是统一的，故选项 C 正确答案：2013 年高考新课标全国卷 改编)2012 年 6 月 18 日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面 343 6、近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气下列说法正确的是( )A为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会减小C如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用解析：所有航天器在近圆形轨道上绕地球运动的速度大小均小于第一宇宙速度，A 错误；对接轨道处的空间存在稀薄的大气，天宫一号克服空气阻力做功，动能减小，速率减小，万有引力大于做圆周运动的向心力，若不加干预，天宫一号将做向心运动，使轨道高度缓慢下降此过程中万有引力做正功，其 7、动能增大，选项 B 错误，C 正确；由于万有引力提供向心力，航天员在天宫一号中处于失重状态，但地球对其的引力作用仍存在，D 错误答案：国宇航局发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星“开普勒226”，其直径约为地球的 至今其确切质量和表面成分仍不清楚，假设该行星的密光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，根据以上信息，估算该行星的第一宇宙速度等于()A0 3 m/s B0 3 m/0 4 m/s D0 4 m/地球的密度为 ，半径为 R，第一宇宙速度为 普勒226 的第一宇宙速度为 ， ，得 0 4 m/s，故 D 正 案：人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假设该卫星变轨后仍做匀速圆 8、周运动，动能减小为原来的 1/4，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的()A向心加速度大小之比为 81B角速度大小之比为 161C周期之比为 18D轨道半径之比为 12解析：动能(E k 小为原来的 ，则卫星的环绕速度 由 v 12 14 12知 r 变为原来的 4 倍，故 D 项错误；由 ，a 向 ，T 知 变为2a 向 变为原来的 ，T 变为原来的 8 倍，故 A、B 错误，C 正确18 116答案：2013 年高考山东理综卷)双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动研究发现，双星系统演化过程中，两星的质量、距离和周期均可能发生变 9、化若某双星系统中两星做圆周运动的周期为 T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的 k 倍，两星之间的距离变为原来的 n 倍，则此时圆周运动的周期为( )A. T B. T D. 22，可知 r 12， r 22，则有 (r 1r 2)M m r ，同理有 解得 T，B 正确42kM m 427一物体从一行星表面某高度处自由下落(不计阻力) 自开始下落计时，得到物体离行星表面高度 h 随时间 t 变化的图象如图所示，则根据题设条件可以计算出()行星表面重力加速度的大小行星的质量物体落到行星表面时速度的大小物体受到行星引力的大小A BC D解析：从题中图象看到，下落的高度和时间已知(初速度为 10、0)，所以能够求出行星表面的加速度和落地的速度，故、正确；因为物体的质量未知，不能求出物体受到行星引力的大小，又因为行星的半径未知，不能求出行星的质量，故、项错误答案：王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为 71，同时绕它们连线上某点 O 做匀速圆周运动由此可知，冥王星绕 O 点运动的()A轨道半径约为卡戎的17B角速度大小约为卡戎的17C线速度大小约为卡戎的 7 倍D向心力大小约为卡戎的 7 倍解析：两星绕连线上某点稳定转动，则转动周期和角速度相同，根据两星做圆周运动所需的向心力由万有引力提供，两星受到的万有引力为相互作用力，有 ， ，解之得 ，A 选项正确，B 选项错误；22 11、1R2 7线速度 vR， ，C 选项错误；因两星向心力均由大小相等的相互作用的万有17光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，D 选项错误答案：“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现 A、B 两颗均匀球形天体，两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是()A天体 A、B 的质量一定不相等B两颗卫星的线速度一定相等C天体 A、B 表面的重力加速度之比等于它们的半径之比D天体 A、B 的密度一定不相等解析：假设某天体有卫星绕其表面旋转，万有引力提供向心力，可得 G m R，2 ，卫星的环绕速度 v ，表面的重力加43gG G ，所以正确答案为 C 10同 12、重力场作用下的物体具有重力势能一样，万有引力场作用下的物体同样具有引力势能若取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心的距离为 r 时的引力势能为G (G 为引力常量) ，设宇宙中有一个半径为 R 的星球，宇航员在该星球上以初速直向上抛出一个质量为 m 的物体，不计空气阻力，经 t 秒后物体落回手中，则下列说法不正确的是()A在该星球表面上以 的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面2该星球表面上以 2 的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面该星球表面上以 的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面2该星球表面上以 2 的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面该星球表面附近的重力加速度为 g，物体竖直上抛运动有：v 0 ，在星g G ，设绕星球表面做圆周运动的卫星的速度为 G ，联立解得 ，A 正确；2 ，B 正确；从星球表面竖直抛。