步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第四章 曲线运动万有引力与航天》第3讲 万有引力与航天 习题

步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第四章 曲线运动万有引力与航天》第3讲 万有引力与航天 习题内容摘要：

1、第 3 讲万有引力与航天1两颗人造卫星运动的轨迹都是圆，若轨道半径分别为 r1、r 2，向心加速度分别为 a1、a 2，角速度分别为 1、 2，则()A. B. D. 12 12 据万有引力提供向心力有 G r整理得 a ， ，D 项正确2如图 1 所示，在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员 A 静止(相对于空间舱) “站”在舱内朝向地球一侧的“地面”B 上则下列说法中正确的是()图 1A宇航员 A 不受重力作用B宇航员 A 所受重力与他在该位置所受的万有引力相等C宇航员 A 与“地面”B 之间的弹力大小等于重力D宇航员 A 将一小球无初速度(相对空间舱)释放，该小球将落到“地面”B 上解析 2、宇航员所受的万有引力等于该处宇航员的重力，万有引力提供该处做圆周运动的向心力，A 错误 、B 正确；宇航员处于完全失重状态，和“地面”B 间没有相互作用，C 错误 ；将一小球无初速度释放，小球相对空间舱静止，不会落到“地面”B 上，D 错误答案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 由开普勒第三定律可知 A 错误；沿椭圆轨道运行的卫星在关于长轴对称的 3、两点速率相等，故 B 正确；所有同步卫星的轨道半径均相等，故 C 错误；沿不同轨道运行的卫星，其 轨道平面只要过地心即可，不一定重合，故 D 错误答案 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的 ，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的(14)A向心加速度大小之比为 41B角速度之比为 21C周期之比为 18D轨道半径之比为 12解析根据 v ，所以卫星变轨 前、后的速度大小之比为12 2 m ，得卫星变轨前、后的轨道半径之比为 ，选1 4项 D 错误；根据 G 卫星变轨前、后的向心加速度大小之比为 ，选项 A 错误；根据 G r，得卫星变轨前、后的角 4、速度之比为61 ，选项 B 错误；根据 T ， 得卫星变轨前、后的周期之比为12 1 2 ，选项 C 正确21 18答案年 4 月 30 日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，07 m它与另一颗同质量的同步轨道卫星(轨道半径为 07 m)相比() A向心力较小B动能较大C发射速度都是第一宇宙速度D角速度较小解析由 F 向 F 万 G 知，中圆轨道卫星向心力大于同步轨道卫星、M、故 A 错误由 v ，得 ，且由 R 中12 万有引力相同，加速度相同，C、D 错误答案：京航天飞行控制中心对“嫦娥二号”卫星实施多次变轨控制并获得成功首次变轨是在卫星运行到远地点时实施的，紧随其后进行的 3 次变轨均 5、在近地点实施 “嫦娥二号”卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施，是为了抬高卫星近地点的轨道高度同样的道理，要抬高远地点的高度就需要在近地点实施变轨图 3 为“嫦娥二号”某次在近地点 A 由轨道 1 变轨为轨道 2 的示意图，下列说法中正确的是()图 3A “嫦娥二号”在轨道 1 的 A 点处应点火加速B “嫦娥二号”在轨道 1 的 A 点处的速度比在轨道 2 的 A 点处的速度大C “嫦娥二号”在轨道 1 的 A 点处的加速度比在轨道 2 的 A 点处的加速度大D “嫦娥二号”在轨道 1 的 B 点处的机械能比在轨道 2 的 C 点处的机械能大解析卫星要由轨道 1 变轨为轨道 2 需在 A 处 6、做离心运 动， 应加速使其做圆周运动所需向心力 m 大于地球所能提供的万有引力 G ，故 A 项正确，错误 ；由 G 知，卫星在不同轨道同一点 处的加速度大小相等，错误 ；卫星由轨道 1 变轨到轨道 2，反冲 发动机的推力 对卫星做正功，卫星的机械能增加，所以卫星在轨道 1 的 的 项错误答案图 4 所示，地球赤道上的山丘 e、近地资源卫星 p 和同步通信卫星 q 均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动设 e、p、q 的圆周运动速率分别为v1、v 2、v 3，向心加速度分别为 a1、a 2、a 3，则()图 4Av 1v2Bv 1a2Da 1a3题意可知：山丘与同步卫星角速度、周期相同，由 vr， 7、a 2v1v3、a1同步卫星和近地资源卫星来说，满足 v 、a ，v3v2、a3比各选项可知 B、D 正确答案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 1 和 2 均绕地心 O 做匀速圆周运动，轨道半径均为 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 5 所示若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为 g，地球半径为 R，不计卫星间的相互作用力以下判断正确的是()图 5A两颗卫星的向心加速度大小相等，均为颗卫星所受的向心力大小一定相等C卫星 1 由位置 A 运动到位置 B 所需的时间可能为 7果要使卫星 1 追上卫星 2，一定要 8、使卫星 1 加速答案航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球经过时间 t，小球落到该星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为 倍，则抛出点与落地点之间的距离为 星球的半径为 R，万有引力常量为 抛出点的高度为 h，第一次平抛的水平射程为 x，当初速度变为原来 2 倍时，水平射程为 2x，如图所示由几何关系可知：L2h 2x 2( L)2h 2(2x )23联立，得：h h 2又因为 联立，得 M233宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为 R 的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆轨道运行设每个星体的质量均为 m，引力常量为 G.(1)试求第一种形式下，星体运动的线速度大小和周期；(2)假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少。 解析(1)第一种形式下，由万有引力定律和牛顿第二定律得G G m ，R2 v ，5 4R 5)第二种形式下，设星体之间的距离为 L，由万有引力定律和牛顿第二定律得2G 0m 220而角速度 ，2 1) 4R (2) 5512R35。