高考物理一轮复习（同步课时作业及单元检测）第4章 曲线运动 万有引力与航天 第3讲 万有引力与航天

高考物理一轮复习（同步课时作业及单元检测）第4章 曲线运动 万有引力与航天 第3讲 万有引力与航天内容摘要：

1、，并在绕月轨道上建造空间站如图 1 所示，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近，并将与空间站在 B 处对接，已知空间站绕月轨道半径为 r，周期为 T，万有引力常量为 G，下列说法中正确的是 ()A图中航天飞机正加速飞向 B 处B航天飞机在 B 处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速 图 1C根据题中条件可以算出月球质量D根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小解析：月球对航天飞机的引力与其速度的夹角小于 90，故航天飞机飞向 B 处时速度增大，即加速， 处基本上是椭圆轨道的近月点，航天飞机在该处所受月球引力小于它所需的向心力，而在圆形轨道上运动时要求月球引力等于所需向心力，故 B 2、正确；由 G 月球质量可表示为 M2 正确；因空间站的质量未知，故 D 错误422010鲁东南三市四县诊断性测试)为纪念伽利略将望远镜用于天文观测 400 周年，2009 年被定为以“探索我的宇宙”为主题的国际天文年我国发射的 “嫦娥一号”卫星绕月球经过一年多的运行，完成了预定任务，于 2009 年 3 月 1 日 16 时 13 分成功撞月如图 2 所示为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图，卫星在控制点 1 开始进入撞月轨道假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为 R，周期为 T，引力常量为 下说法正确的是 ()图 2A可以求出月球的质量B可以求出月球对“嫦娥一号 ”卫星的引力C “嫦娥一号”卫星在控 3、制点 1 处应加速D “嫦娥一号”在地面的发射速度大于 11.2 km/ m R 可得月球质量 M ，A 正确；但因不知 “嫦娥一号”卫星的质量，无法22娥一号”的引力，B 错误；“嫦娥一号”从控制点 1 处开始做向心运动，应在控制点 1，C 错误；“嫦娥一号 ”最终未脱离地球束缚和月球一齐绕地球运动因此在地面的发射速度小于 11.2 km/s，D 错误答案：2009福建高考)“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为 r，运行速率为 v，当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时 ( )Ar、v 都将略为减小Br、v 都将保持不变Cr 将略为减小，v 将略为增 4、大Dr 将略为增大，v 将略为减小解析：当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时，受到的万有引力即向心力会变大，故探测器的轨道半径会减小，由 v 得出运行速率 选 4.(2010广东省汕头市高三摸底考试)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 3 所示，则根据题设条件可以计算 出 () 图 1A行星表面重力加速度的大小图 3B行星的质量C物体落到行星表面时速度的大小D物体受到行星引力的大小解析：从题中图象看到，下落的高度和时间已知(初速度为 0)，所以能够求出行星表面的加速度和落地的速度，因为物体的质量未知 5、，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答案：2010海口模拟)2007 年美国宇航员评出了太阳系外 10 颗最神奇的行星，包括天文学家 1990 年发现的第一颗太阳系外行星以及最新发现的可能适合居住的行星在这 10 颗最神奇的行星中排名第三的是一颗不断缩小的行星，命名为 的一年只有 地球日这颗行星以极近的距离绕恒星运转，因此它的大气层不断被恒星风吹走据科学家估计，这颗行星每秒就丢失至少 10000 吨物质，最终这颗缩小行星将只剩下一个死核假设该行星是以其球心为中心均匀减小的，且其绕恒星做匀速圆周运动下列说法正确的是 ()A该行星绕恒星运行周期会不断增大B该行 6、星绕恒星运行的速度大小会不断减小该行星绕恒星运行周期不变D该行星绕恒星运行的线速度大小不变解析：由于该行星是以其球心为中心均匀减小的，所以其运行的半径不变，由于该行星的质量改变而恒星的质量不变，由 和 可知，周期和线速度大小均不改变选项 C、D 正确22010青岛三中月考)如图 4 所示，在同一轨道平面上的三个 人 造地球卫星 A、B、C 在某一时刻恰好在同一直线上，下列说 法正确的有 () 图 4A根据 v ，可知 vAv Bv 据万有引力定律，F AF BF 心加速度 aAa Ba 动一周后，C 先回到原地点解析：由 m 得： v .故 vAv Bv C，不可用 v 比较 卫星所在处Mr 7、g 不同，A 错误；由 a ，可得 aAa Ba C，C 正确；万有引力 F ，但不知各卫星的质量法比较 B、F 错误；由 T 可知，C 的周期最大，最晚回到原地点，2 错误答案：宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是 ()A双星相互间的万有引力减小B双星做圆周运动的角速度增大C双星做圆周运动的周期增大D双星做圆周运动的半径增大解析：距离增大万有引力减小，A 正确；由 m 2r1r 2r 得，r 2 ，可知 D 正确；F G m 2r 增大 F 8、减小，r 1增大，故m2 m2 B 错；由 T 知 C 正确2答案：2010汕头模拟)有一宇宙飞船到了某行星上( 该行星没有自转运动)，以速度 v 接近行星表面匀速飞行，已知引力常量为 G，则可得 ()A该行星的半径为行星的平均密度为3法测出该行星的质量D该行星表面的重力加速度为2 T 可得：R ，A 正确；由 m 可得：M ，C 错误；由 M 得：2Rv 3 ，B 正确；由 ：g ，D 正确32010浙江十校联考)在 20032008 年短短 5 年时间内，我国就先后成功发射了三艘载人飞船：“神舟五号”于 2003 年 10 月 15 日 9 时升空，飞行 21 小时 11 分钟，共计 14 9、 圈后安全返回；“神舟六号”于2005 年 10 月 12 日 9 时升空，飞行 115 小时 32 分钟，共计 77 圈后安全返回；“神舟七号”于 2008 年9 月 25 日 21 时升空，飞行 68 小时 27 分钟，共计 45 圈后安全返回三艘载人飞船绕地球运行均可看做匀速圆周运动，则下列判断正确的是 ()A它们绕地球飞行时所受的万有引力一定相等B可以认为它们绕地球飞行的线速度大小相同C它们在绕地球飞行的过程中，宇航员处于平衡状态D飞船中的宇航员可使用弹簧测力计来测量自身所受到的重力解析：通过计算发现三艘载人飞船绕地球运行的周期近似相等，根据开普勒第三定律可知：三艘载人飞船绕地球飞行的 10、半径是相等的所以它们绕地球飞行的线速度大小相同，但三艘载人飞船的质量不一定相等，因而它们所受的万有引力不一定相等它们在绕地球飞行的过程中，宇航员不是处于平衡状态，而是处于失重状态，因而宇航员不能使用弹簧测力计来测量自身所受到的重力，故只有 B 正确答案：射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道 1，然后经 点火，使其沿椭圆轨道 2 运行，最后再次点火，将卫星送入同 图 5步圆轨道 、2 相切于 Q 点，轨道 2、3 相切于 P 点( 如图 5 所示)则当卫星分别在 1、2、3 轨道上正常运行时，以下说法正确的是 ()A卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 上的速率B卫星在轨道 3 上的角速 11、度小于在轨道 1 上的角速度C卫星在轨道 1 上经过 Q 点时的加速度大于它在轨道 2 上经过 Q 点时的加速度D卫星在轨道 2 上经过 P 点时的加速度等于它在轨道 3 上经过 P 点时的加速度：卫星在半径为 r 的轨道上运行时，速度 v ，可见轨道半径 r 越大，运行速度越小，由r 可得 ，r 越大， 越小，A 错 B 正确；卫星的向心加速度由万有引力产生，在不同的轨 a 知，在同一点它们的加速度是相同的，故 C 错 D 正确2010潮州测试)在半径 R5 000 某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图 6 甲所示竖直平面内的光滑轨道由轨道 圆弧轨道 成，将质量 m0.2 小球，从轨道 高H 处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过 C 点时对轨道的压力 F，改变 H 的大小，可测出相应的 F 大小，F 随 H 的变化关系如图乙所示求：图 6(1)圆轨道的半径及星球表面的重力加速度(2)该星球的第一宇宙速度解析：(1)小球过 C 点时满足 F2r) H5 10.5 m 时 ；可解得 r0.2 .0 m 时 N；可解得 g5 m/s 2(2)据 m v 510 3 m/1)0.2 m5 m/s 2(2)510 3 m/2。