高考一轮复习随堂练习 万有引力与航天

高考一轮复习随堂练习 万有引力与航天内容摘要：

1、第 4 讲 44三颗人造地球卫星 A、B、C 在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，已知 BR 们正好运行到同一条直线上，如图444 所示那么再经过卫星 A 的四分之一周期时，卫星 A、B、C 的位置可能是()答案：2009全国，19)天文学家新发现了太阳系外的一颗行星，质量是地球的 25 倍已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为 时，引力常量 G0 11 Nm2/此估算该行星的平均密度约为 () A0 3 kg/ B 03 kg/ C0 4 kg/ D0 4 kg/地卫星绕地球做圆周运动时，所受万有引力充当其做圆周运动的向心力，即： Gm 2R，由密度、 质量和体积关系 2、 M 两式得： 0 3 kg/2T) 43 35/，即 0 3 0 4 kg/3质量相等的甲、乙两颗卫星分别贴近某星球表面和地球表面围绕其做匀速圆周运动，已知该星球和地球的密度相同，半径分别为 R 和 r，则( )A甲、乙两颗卫星的加速度之比等于 Rr B甲、乙两颗卫星所受的向心力之比等于 11C甲、乙两颗卫星的线速度之比等于 11 D甲、乙两颗卫星的周期之比等于 R FG 和 M 得万有引力 F 由牛 顿第二定律 F3 43可得，A 正确卫星绕星球表面做匀速 圆周运动时，万有引力等于向心力，因此 B 错误由 F m 可得，选项 C 错误由 F 知，周期43 3 421，故 D 错误答案：45 3、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”卫星经过一年多的绕月运行，完成了既定任务，于 2009 年 3 月 1 日 16 时 13 分成功撞月如图 445 为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图，卫星在控制点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()A可以求出月球表面的重力加速度B可以求出月球对“嫦娥一号 ”卫星的引力C “嫦娥一号”卫星在控制点 处应减速D “嫦娥一号”在地面的发射速度大于 11.2 km/据 G m 2 R，已知 卫星的 T、R 和引力常量 4、G，可以求月球的 质量 m1；2娥一号”卫星的质量，故无法知道月球 对 “嫦娥一号”卫星的引力， 控制点，卫星要做向心运 动，故需要减速，C 项正确；11.2 km/s 是第二宇宙速度，是卫星脱离地球引力的束 缚成为太阳的人造行星的最小 发射速度，而 “嫦娥一号”卫星并不能脱离地球引力的范围，故其 发射速度小于 11.2 km/s，D 项错误答案：46神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律天文学家观测河外星系麦哲伦云时，发现了 双星系统，它由可见星 A 和不可见的暗星 B 构成两星视为质点，不考虑其他天体的影响，A、B 围绕两者的连线上的 O 5、点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图 446 所示引力常量为 G，由观测能够得到可见星 A 的速率 v 和运行周期 T.(1)可见星 A 所受暗星 B 的引力 点处质量为 m的星体(视为质点) 对它的引力，设 A 和 B 的质量分别为 m1、m 2，试求 m( 用 m1、m 2 表示)；(2)求暗星 B 的质量 可见星 A 的速率 v、运行周期 T 和质量 间的关系式解析：(1)由 G m 12r1m 22得 r1/r2m 2/m1，又由 G G ，可解得：m (2)由 v ，得 ，再由 G m 1 可得：G 1)m (2)G 可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道()A与地球表 6、面上某一纬度线 (非赤道)是共面同心圆B与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的解析：人造卫星绕地球做圆周运动所需的向心力是万有引力提供的，人造 卫星受地球的引力一定指向地心，所以任何人造卫星的稳定轨道平面都是通 过地心的 A 选项所述的卫星不能满足这个条件，A 错B 选项所述的卫星虽然满足 这个条件，但是由于地球在自转，经线所决定的平面也在 转动， 这样的卫星又不可能有与地球自 转同方向的速度，所以不可能始终在某一经线所决定的平面内，如 图所示， 故 B 项也错无论 7、高低如何，轨道平面与地球赤道平面重合的卫星都是存在的，C 选项所述卫星就是地球同步卫星，而 D 项所述卫星不是同步卫星，故 C、D 项都对答案：报道，2009 年 4 月 29 日，美国亚利桑那州一天文观测机构发现一颗与太阳系其他行星逆向运行的小行星，代号为 年，直径23 千米，而地球与太阳之间的距离为 太阳运动可近似看做匀速圆周运动，则小行星绕太阳运动的半径约为( )AR 0 BR 0 C DR 031行星和地球绕太阳做圆周运动，都是由万有引力提供向心力，有 m 2知小行星绕太阳运行 轨道半径为 RR 0 ，A 正确(2T) 3472008 年 9 月 27 日 16 时 40 分，我国航天 8、员翟志刚打开“神舟”七号载人飞船轨道舱舱门，首度实施空间出舱活动，在茫茫太空第一次留下中国人的足迹(如图 447 所示)翟志刚出舱时， “神舟”七号的运行轨道可认为是圆周轨道下列关于翟志刚出舱活动的说法正确的是()A假如翟志刚握着哑铃，肯定比举着五星红旗费力B假如翟志刚自由离开“神舟 ”七号，他将在同一轨道上运行C假如没有安全绳束缚且翟志刚使劲向前推“神舟”七号，他将可能沿竖直线自由落向地球D假如“神舟”七号上有着和轮船一样的甲板，翟志刚在上面行走的步幅将比在地面上大解析：“神舟”七号上的一切物体都处于完全失重状态，受到的万有引力提供向心力，A 错 B 对；假如没有安全绳束缚且翟志刚使劲向前推 9、“神舟”七号，将使他对地的速度减小，翟志刚将在较低轨道运 动， C 错误；由于“神舟”七号上的一切物体都处于完全失重状态，就算“神舟”七号上有着和 轮船一样的甲板，翟志刚也几乎不能行走，D 错误答案：48在美国东部时间 2009 年 2 月 10 日上午 11 时 55 分(北京时间 11 日 0 时 55 分) ，美国一颗质量约为 560 商用通信卫星“铱 33”与俄罗斯一颗已经报废的质量约为 900 宙 2251”相撞，碰撞发生的地点在俄罗斯西伯利亚上空，同时位于国际空间站轨道上方 434 千米的轨道上，如图 448 所示如果将卫星和空间站的轨道都近似看做圆形，则在相撞前一瞬间下列说法正确 10、的是()A “铱 33”卫星比“宇宙 2251”卫星的周期大B “铱 33”卫星比国际空间站的运行速度大C “铱 33”卫星的运行速度大于第一宇宙速度D “宇宙 2251”卫星比国际空间站的角速度小解析：由题意知两卫星的轨道半径相等且大于空间站的轨道半径，故 A 项错又 v ，所以“铱 33”卫星的运行速度小于空间站的运行速度，第一宇宙速度为地球表面 B、C 均错由 可知，半径越小， 越大，故 D 正确5(2010杭州七校联考)一宇宙飞船绕地心做半径为 r 的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为 m 的人站在可称体重的台秤上用 R 表示地球的半径， g 表示地球表面处的重力加速度，g表示宇宙飞船所 11、在处的地球引力加速度，F N 表示人对秤的压力，下列说法中正确的是()Ag0 Bg g CF N0 DF Nm 匀速圆周运动的飞船及其上的人均处于完全失重状态，台秤无法测出其重力，故 ，C 正确，D 错误；对地球表面的物体， 宙飞船所在处，可得：g g，A 错误， B 正确2“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 的密度一定相等解析：假设某行星有卫星绕其表 12、面旋转，万有引力提供向心力，可得 G m R，那2 卫星的环绕速度 v ，表面的重力加速43gG G ，所以正确答案是 008 年 9 月 25 日 21 时 10 分，载着翟志刚、刘伯明、景海鹏三位宇航员的“神舟七号” 27 日翟志刚成功实施了太空行走如果“神舟七号”飞船在离地球表面 h 高处的轨道上做周期为 T 的匀速圆周运动，已知地球的半径 R，万有引力常量为 “神舟七号 ”航天飞船( )A运行的线速度大小为2行的线速度小于第一宇宙速度C运行时的向心加速度大小为42(R h)球表面的重力加速度大小可表示为42(R h)3题考查天体运动和万有引力定律的应用由于 飞 船的轨道半径为 Rh，故 一宇宙速度是环绕的最大速度，所以 飞船运行的速度小于第一宇宙速度，B 项正确；运行的向心加速度为 a ，C 项正确；在地球表面 ，对飞船 h)m (Rh) ，所以地球表面的重力加速度 g ，D 项正确 h)2 422(R h)3492008 年 9 月我国成功发射“神舟七号”载人航天飞船如图 449 为“神舟七号”绕地球飞行时的电视直播画面，图中数据显示，飞船距地面的高度约为地球半径的 ，地面附近的重力加速度为 g，大西洋星距地面的高度约为地球半径的 6 倍设飞船、大西洋星绕地球均做匀速圆周运动则()A “神舟七号”飞船在轨运行的加速度为 B。