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》单元小结练

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》单元小结练内容摘要：

1、单元小结练万有引力与航天一、单项选择题1a、b、c、d 是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星其中 a、c 的轨道相交于 P，b、d 在同一个圆轨道上，b、c 轨道在同一平面上某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图 1 所示下列说法中正确的是()图 1Aa、c 的加速度大小相等，且大于 b 的加速度Bb、c 的角速度大小相等，且小于 a 的角速度Ca、c 的线速度大小相等，且小于 d 的线速度Da、c 存在在 P 点相撞的危险答案 G m 可知 B、C、D 错误，A 正确2年来，人类发射了多枚火星探测器，对火星进行科学探究，为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础如果火星探测 2、器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该探测器运动的周期为 T，则火星的平均密度 的表达式为(k 是一个常数)()A B D解析 由万有引力定律知 m ，联立 M rR，解得 ，选项 23 3(2014浙江16) 长期以来“卡戎星(”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径 9 600 转周期 3 月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径 8 000 则它的公转周期 接近于()A15 天 B25 天 C35 天 D45 天答案据开普勒第三定律得 ，所以 5 天，选项 B 正确， 选项 A、C、(2012福建16) 一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为 3、m 的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为 ，则这颗行星的质量为()A. 解析 设卫星的质量为 m由万有引力提供向心力，得 G m 2 mgm 的重力为 N 得N得 g ，代入得：RNm M ，故 A、C、D 三项均错误，B 项正确2014山东20)2013 年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、 “嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图 2 所示，将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到 h 高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球设“玉兔”质量为 m，月球半径为 R，月面的重力加速度为 以月面为零势能面， “玉兔 4、”在 h 高度的引力势能可表示为 ，其中 G 为引力 h常量，M 为月球质量若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为()图 2A. (h2 R) B. (h R)R h R h 2C. (h R) D. (h R)R h 22 R h 12答案玉兔”在 h 高处做圆周运动时有 G 兔”时对“玉兔”做的 h2 ，联立各式解得 W (h R)故选项 D 正12 R h 12确，选项 A、B、C 错误6经长期观测发现，A 行星运行的轨道半径为 期为 其实际运行的轨道与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔 间发生一次最大的偏离如图 3 所示，天文学家认为形成这种现象的原因可能是 A 5、 行星外侧还存在着一颗未知行星 B，则行星 B 的运行轨道半径为()图 3ARR 0 BR R 0 DR t0 3 解析 A 行星运行的轨道发生最大偏离，必是 B 对 A 的引力引起的，B 行星在此时刻对 A 有最大的力，故 A、B 行星与恒星在同一直线上且位于恒星同一侧 设行星 B 的运行周期为 T，半径为 R，则有 ，所以 T ，由开普勒第三定律得 ，得 RR 02T 303以 A 正确3 二、多项选择题7如图 4 所示，如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，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)， 6、则由此条件可求得()图 4A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答案设水星、金星的公转周期分别为 2， t 1， t 2， ，A 正确因不知两星2121质量和半径，密度之比不能求，B 错误由开普勒第三定律， ， ，故 C 正321(21)2确a 1 2R1，2以 ，D 正确(2(241428我国自主研发的“北斗卫星导航系统”是由多颗卫星组成的，其中有 5 颗地球同步卫星在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道，如图 5 所示，然后在 Q 点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道，则()图 5A该卫星 7、的发射速度必定大于 11.2 km/星在同步轨道上的运行速度小于 7.9 km/轨道上，卫星在 P 点的速度小于在 Q 点的速度D在轨道上的运行周期大于在轨道 上的运行周期答案人造卫星的最小发射速度和最大 环绕速度均为 7.9 km/s，选项 A 错误， 选项 B 正确；由v 知 r 越小 v 越大，所以卫星在 P 点的速度大于在 Q 点的速度， 选项 C 错误；由 T r 越大，T 越大，则卫星在轨道上的运行周期大于在轨道上的周期， 选项 D 正42(2014广东21) 如图 6 所示，飞行器 P 绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为 ，下列说法正确的是 ()图 6A轨道半径越大， 8、周期越长B轨道半径越大，速度越大C若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度答案星球质量为 M，半径为 R，飞行器绕星球转动半径为 r，周期为 m 22 ，r 越大，T 越大，选项 A 正确；由 G m 知 v ，r 越大， v 越小，选 错误；由 G m r 和 得 ，又 所以 ，所以选243r 2 3 正确， D 错误10(2014新课标19) 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日” 据报道，2014 年各行星冲日时间分别是：1 月 6 日木星冲 9、日；4 月 9 日火星冲日；5 月 11 日土星冲日；8 月 29 日海王星冲日；10 月 8 日天王星冲日已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示则下列判断正确的是()地球 火星 木星 土星 天王星 海王星轨道半径(9 2015 年内一定会出现木星冲日C天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短答案开普勒第三定律 k 可知 T 行 T 地 年，根据相遇时转过的角度之3 2 可知相邻冲日时间间隔为 t，则 t2，即 t t (2 2 地 T 火 年，T 木 年， T 土 年，T 天 年，T 海 年，代入上 1 93 303式得 t1 年，故 10、选项 A 错误；木星冲日 时间间隔 t 木 年2 年，所以 选项 B 正确；1以上公式计算 t 土 2t 天 ，t 海 最小， 选项 C 错误，选项 D 正确11某同学学习了天体运动的知识后，假想宇宙中存在着由四颗星组成的孤立星系如图 7所示，一颗母星处在正三角形的中心，三角形的顶点各有一颗质量相等的小星围绕母星做圆周运动如果两颗小星间的万有引力为 F，母星与任意一颗小星间的万有引力为 )图 7A每颗小星受到的万有引力为 ( 9) 颗小星受到的万有引力为( 9)星的质量是每颗小星质量的 3 倍D母星的质量是每颗小星质量的 3 倍3答案每颗小星受到的万有引力 为 209F( 9) F，选项 A 11、正确， 选项 B 错误；设3正三角形的边长为 l，由万有引力定律和题意知 G 9G ，解得 M30)2 选择题12兴趣小组成员合作完成了下面的两个实验：当飞船停留在距 X 星球一定高度的 P 点时，正对着 X 星球发射一个激光脉冲，经时间 收到反射回来的信号，此时观察 X 星球的视角为 ，如图 8 所示 当飞船在 X 星球表面着陆后，把一个弹射器固定在星球表面上，竖直向上弹射一个小球，经测定小球从弹射到落回的时间为 球在空中运动的时间为 t，又已知地球表面重力加速度为 g，引力常量为 G，光速为 c，地球和 X 星球的自转以及它们对物体的大气阻力均可不计，试根据以上信息，求：图 8(1)X 星球的半径 R；(2)X 星球的质量 M；(3)X 星球的第一宇宙速度 v；(4)在 X 星球发射的卫星的最小周期 1) (2)21 4 2(3) (4) 2 2 解析 (1)由题图可知(R R ，得 R12 21 (2)在 X 星球上以 t 22地球上以 t2g g， ， 4 2(3)在 X 星球表面有 m ，v 2 (4)当卫星速度达到第一宇宙速度时，有最小周期 T，T。