2013高考物理 模拟新题特快专递（第二期）专题五 万有引力与航天

2013高考物理 模拟新题特快专递（第二期）专题五 万有引力与航天内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 （2013 河南三市联考）地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，已知其轨道半径为r，同期为 T，引力常 量为 G，地球表面的重力加速度为 g。 根据题目提供的已知条件，球的平均密度 析：根据题目提供的已知条件，可以估算出的物理量有地球的质量，地球的平均密度和同步卫星离地面的高度。 2 （2013 四川自贡一诊）如右图所示，a 是静止在地球赤道地面上的一个物体，b 是与赤道共面的地球卫星，c 是地球同步卫星，对于 a 物体和 b、c 两颗卫星的运动情况，下列说法中正确的是（ ）Aa 物体运动的周期小于 b 卫星运动的周期Bb 卫星运动受到的万有引力一定大于 c 卫 2、星受到的万有引力Ca 物体运动的线速度小于 c 卫星运动的线速度Db 卫星减速后可进入 c 卫星轨道答案：C 解析：a 物体运动的周期大于 b 卫星运动的周期，由于不知 星质量关系，所以 b 卫星运动受到的万有引力不一定大于 c 卫星受到的万有引力，选项 误。 由于 动的角速度相等，所以 a 物体运动的线速度小于 c 卫星运动的线速度，选项 C 正确；b 卫星加速后做离心运动，可进入 c 卫星轨道，选项 D 错误。 3 （2013 安徽皖南八校联考）2012 年 6 月 24 日，航天员刘旺手动控制“神舟九号”飞船完成与“天宫一号”的交会对接，形成组合体绕地球圆周运动，速率为 道高度为340 “神 3、舟九号”飞船连同三位宇航员的总质量为 m，而测控通信由两颗在地球同步轨道运行的“天链一号”中继卫星、陆基测控站、测量船，以及北京飞控中心完成下列描述错误的是A.5 组合体圆周运动的线速度约 7.8 km/ 链一号”中继卫星的角速度大D舟九号”飞船所需能量是 21 解析：.5 h，组合体圆周运动的线速度约 7.8 km/s，组合体圆周运动的角速度比“天链一号”中继卫星的角速度大，法正确，发射“神舟九号”飞船所需能量是 再加上飞船的引力势能，选项 D 描述错误。 212013 沈阳二中测试）我国研制并成功发射的“嫦娥二号”探测卫星，在距月球表面高度为 h 的轨道上做匀速圆周运动，运行的周期为 表示月 4、球的半径，则()A卫星运行时的线速度为 2 星运行时的向心加速度为24)h（C月球的第一宇宙速度为2 R(R h)3体在月球表面自由下落的加速度为4 2案：析：卫星运行时的线速度为 v= ，选项 A 错误；卫星运行时的向+h心加速度为 a= 2(R+h)= ，选项 B 正确；由 R+h)2=(R+h)，24)（ =2/T，v 1= ，联立解得月球的第一宇宙速度为 ，选项 C 正(R h)3 2= R+h)2=(R+h)， =2/T，联立解得物体在月球表面自由下落的加速度为 g= ，选项 D 错误。 24T3h5、 （2013 江苏常州模拟）中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火 5、星的一次实验“火星500”活动，王跃走出登陆舱，成功踏上模拟火星表面，轨道轨道轨道火星 ，目前正处于从“火星”返回地球途中。 假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则下列说法中正确的是：（ ）A、飞船在轨道上运动时，在 P 点速度大于在 Q 点的速度B、飞船在轨道上运动时的机械能大于轨道上运动的机械能C、飞船在轨道上运动到 P 点时的加速度等于飞船在轨道上运动到 P 点时的加速度D、飞船绕火星在轨道上运动周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以轨道同样半径运动的周期相同答案：析：由飞船在轨道上运动时机械能守恒可知，飞船在 P 点速度大于在 Q 点的速度，选项 A 正确；飞船从 6、轨道 I 加速过渡到轨道 以飞船在轨道上运动时的机械能小于轨道上运动的机械能，选项 B 错误；飞船在空间同一点所受万有引力相同，所以飞船在轨道上运动到 P 点时的加速度等于飞船在轨道上运动到 P 点时的加速度，选项C 正确；飞船绕火星在轨道上运动周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以轨道同样半径运动的周期不相同，选项 D 错误。 6（2013广东汕头金山中学测试）天文学家新发现了太阳系外的一颗行星量是地球的25倍已知近地卫星绕地球运动的周期约为 力常量G0 11 Nm2/此估算该行星的平均密度约为A0 3kg/B0 3kg/0 4kg/D0 4kg/答案： D 解析：由 G =，=M/V，V= R 7、3, 解得地球密度 = ,2 23人数据可得 =0 4kg/行星的平均密度约为地球密度的 5 倍，所以选项 D 正确。 7. （2013 河南漯河联考） “空间站”是科学家进行天文探测和科学试验的特殊而又重要的场所。 假设目前由美国等国家研制的“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上匀速率运行，其离地高度为同步卫星离地高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致。 下列关于该“空间站”的说法正确的有 ( ) “空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在其中悬浮或静止答案：析：“空间站” 运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度，选项 r2=r，解得 v=。 “空间站” 离地高度 h 为同步卫星离地高度的 8、十“空间站”轨道半径为 R+h，同步卫星轨道半径为 R+10h， “空间站” 运行的速度等于同步卫星运行速度的 倍，选项 B 错误；由于 “空间站”运行速度大于地球+10以站在地球赤道上的人观察到“空间站”向东运动，选项 C 正确；在“空间站”工作的宇航员因完全失重而在其中悬浮或静止，选项 D 错误。 8. （2013 河南漯河联考）2009 年 5 月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在 A 点从圆形轨道进入椭圆轨道，B 为轨道上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有 ( )A在轨道上经过 A 的速度小于经过 B 的速度B在轨道上经过 A 的动能小于在轨道上经过 9、A 的动能C在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期D在轨道上经过 A 的加速度小于在轨道上经过 A 的加速度答案：析：航天飞机在椭圆轨道上运动，动能和引力势能之和保持不变，在轨道上经过 A 的速度小于经过 B 的速度，选项 A 正确；航天飞机在 A 点从圆形轨道进入椭圆轨道，需要减速，所以在轨道上经过 A 的动能小于在轨道 上经过 A 的动能，选项 B 正确；由开普勒第三定律可知轨道半长轴小于轨道 I，航天飞机在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期，选项 C 正确；在空间上同一点所受万有引力相等，在轨道上经过 A 的加速度等于在轨道上经过 A 的加速度，选项 D 正确。 9（14 分） （2 10、013 四川资阳诊断）宇航员在地球表面以某一初速度竖直上抛一小球，经过时间 t 小球落回原处；若他在某一星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过 5t 小球落回原处。 （取地球表面重力加速度 g=10m/气阻力不计）光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 （1）求该星球表面附近的重力加速度 g；（2）已知该星球的半径 r 与地球的半径 R 之比为 1:4，求星球的质量 M 星 与地球质量 M 地之比。 （14 分）解题思路：由竖直上抛运动规律得到星球表面附近的重力加速度 g；由星球表面万有引力等于重力解得星球的质量 M 星 与地球质量 M 地 之比。 考查要点：竖直上抛运动规律、万有引力定 11、律等。 解:(1)设竖直上抛小球初速度 v，由匀变速速度公式得：地球表面： 3 分）0星球表面： 3 分）5联解式得： g=2m/ 1 分）：星球表面附近： 3 分）2星地球表面附近： 3 分）式得： 1 分）801地星题满分 14 分，其中式各 3 分，式各 1 分；若有其他合理解法且答案正确，可同样给分。 10 （9 分） （2013 北京海淀期中）有一探测卫星在地球赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，已知地球质量为 M，地球半径为 R，万有引力常量为 G，探测卫星绕地球运动的周期为 T。 求：（1）探测卫星绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径；（2）探测卫星绕地球做匀速圆周运动时的速度大小；（3）在距 12、地球表面高度恰好等于地球半径时，探测卫星上的观测仪器某一时刻能观测到的地球表面赤道的最大弧长。 （此探测器观测不受日照影响，不考虑空气对光的折射）10 （9 分）光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：应用万有引力等于向心力列方程得到探测卫星绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径和速度大小；画出示意图，根据图中几何关系和相关知识得到探测卫星上的观测仪器某一时刻能观测到的地球表面赤道的最大弧长。 考查要点：万有引力定律、牛顿运动定律等。 解析：（1）设卫星质量为 m，卫星绕地球运动的轨道半径为 r，根据万有引力定律和牛顿运动定律得：2 分224解得 1 分32（2）设宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时的速度大小为 v，3 分3（3）设宇宙飞船在地球赤道上方 A 点处，距离地球中心为 2R，飞船上的观测仪器能观测到地球赤道上的 B 点和 C 点，能观测到赤道上的弧长是 图所示， = ，=601 分观测到地球表面赤道的最大长度 R/3 2 分11 （8 分） （2013 北京四中摸底）如图所示， A 是地球的同步卫星另一卫星 B 的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为 h已知地。