《2019年高中物理专题04万有引力与航天单元测试_提高篇含解析新人教版必修2201907152126.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高中物理专题04万有引力与航天单元测试_提高篇含解析新人教版必修2201907152126.pdf（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、专题 04 万有引力与航天单元测试-提高篇专题 04 万有引力与航天单元测试-提高篇 一单选题一单选题 1关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是( ) A所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处 C离太阳越近的行星的运动周期越长 D所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 【答案】D。开普勒第三定律得出 D 正确。开普勒第一定律可得，所有行星都绕太阳做椭圆运动，且太阳处 在所有椭圆的一个焦点上，不同行星在不同椭圆轨道上，故 AB 错误；所有行星的轨道半长轴的三次方跟公 转周期的二次方的比值都相等，得离太阳越近的行星的运动周期越短，C 错
2、误。 2火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半，则火箭离地面的高度与地球半径之比为 ( ) A(1)1 B(1)122 C.1 D122 【答案】B。设地球半径为 R，火箭的轨道半径为（h+R） ，则： 地面上：某高空处： 2 1 m R M GF 2 2 h m R M GF 解得：R1-2h 3已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T仅利用这三个数据，可以估 算出的物理量有( ) A月球的质量B地球的质量 C地球的半径D地球的密度 【答案】B. 万有引力等于向心力即 ：，上式中月球质量 m 已约去，故无法求出月球质 2 2 m T 2 m R M G
3、R 量，可以推导得出地球质量。 2 32 4 GT R M 4已知某天体的第一宇宙速度为，该星球半径为 ，则在距离该星球表面高度为的轨道上做匀速 圆周运动的宇宙飞船的运行速度为（） A B C D 【答案】C.近地轨道：，在高空： R v m m 2 0 2 R M G 3RR v m 3 m 2 2 RR M G 解得：m/s4v 5据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行的圆形工作轨道距月球表面高度分别约为 200 km 和 100 km，运行速率分别为v1和v2.那么，v1和v2的比值为(月球半径取 1 700 km)( ) A.B. C. D. 19 18 19 18 18 19 1
4、8 19 【答案】C 解析;嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行的圆形工作轨道距月球表面高度分别km100hkm200h 21 ， 解得： ， R 1 2 1 2 1 h v m hR Mm G 2 2 2 2 2 hR v m h m R M G 19 18 v v 2 1 6地球半径为R，地面附近的重力加速度为g，物体在离地面高度为h处的重力加速度的表达式是 A Rh g R B R g Rh C 2 2 ()Rh g R D 2 2 () R g Rh 【答案】D. 解析：在地表：，在高空：mg m 2 R M G 1 2 mg h m R M Gg h g 2 1 R R 7若有一艘宇宙飞
5、船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常量为G，那么该行星的平均 密度为 ( ) A B GT2 3 3 GT2 C D GT2 4 4 GT2 【答案】B. 解析：， 2 2 m T 2 m R M GR 3 3 4 RV V M 解得： 2 3 GT 8设太阳质量为M，某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视作半径为r的圆。已知万有引力常量为G，则描 述该行星运动的上述物理量满足( ) AGM BGM 42r3 T2 42r2 T2 CGM DGM 42r2 T3 4r3 T2 【答案】A. 得出GM 2 2 m T 2 m R M GR 42r3 T2 二多选题二多选题 9关于第一
6、宇宙速度，下列说法中正确的是（） A它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 B实际卫星做匀速圆周运动的速度大于第一宇宙速度 C它是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度 D它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度 【答案】ACD 它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度, 也是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速 度，人造地球卫星在圆形轨道上的运行速度小于第一宇宙速度 10人造地球卫星由于受大气阻力，其轨道半径逐渐减小，其相应的线速度、角速度、加速度、和周期的 变化情况（） A速度减小，周期增大 B速度增大，周期减小 C角速度增大，加速度增大 D加速度增大，周期增大 【答案】BC.对于卫星：得
7、出： r v m r m 2 2 M G r v GM 得出：ma r m 2 M G 2 r a M G 得出：r T 2 m r m 2 2 M G GM T 3 r 2 得出：rm r m 2 2 M G 3 r GM 注意：在几个运动量中，只有周期与轨道半径是正相关 11一行星绕恒星做圆周运动。由天文观测可得，其运行周期为T，速度为v，引力常量为G，则下列关系 式正确的是( ) A行星运动的轨道半径为 vT 2 B行星运动的加速度为2v T C恒星的质量为 v3T 2G D行星的质量为4 2v3 GT2 【答案】ABC 解析：选 A;v2TR 2 vT R ，解得：,选 B.va T
8、2 T v2 a ,又知，解得： 2 2 m T 2 m R M GR 2 vT R G M 2 Tv3 12甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可 视为圆轨道。以下判断正确的是( ) A甲的周期大于乙的周期 B乙的速度大于第一宇宙速度 C甲的加速度小于乙的加速度 D甲在运行时能经过北极的正上方 【答案】AC 对于卫星：得出： r v m r m 2 2 M G r v GM 得出：ma r m 2 M G 2 r a M G 得出：r T 2 m r m 2 2 M G GM T 3 r 2 得出：rm r m 2 2 M G 3 r GM
9、注意 ： 在几个运动量中，只有周期与轨道半径是正相关,同步卫星的轨道是赤道上空唯一的轨道，不过两极。 13 设地球的半径为R， 质量为m的卫星在距地面高为2R处做匀速圆周运动， 地面的重力加速度为g， 则( ) A卫星的线速度为B卫星的角速度为 gR 3 g 8R C卫星做圆周运动所需的向心力为mgD. D. 卫星的周期为 2 1 9 3R g 【答案】AC.得出：把黄金代换式带入 r v m r m 2 2 M G r v GM 2 gRGM 3 v gR 得出：把黄金代换式带入rm r m 2 2 M G 3 r GM 2 gRGM 27R g 把黄金代换式带入得出： 2 r mM GF
10、2 gRGM 9 mg F 得出：把黄金代换式带入得出：r T 2 m r m 2 2 M G GM T 3 r 2 2 gRGM g 27R 2T 14.2011 年 8 月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该 点的国家如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗 燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的( ) A线速度大于地球的线速度 B向心加速度大于地球的向心加速度 C向心力仅由太阳的引力提供 D向心力仅由地球的引力提供 【答案】AB. 太阳、地球、“嫦娥二号”三点共线，故地球、“嫦娥二号”绕太
11、阳运动的角速度相等，“嫦娥二号”的 向心力由太阳引力与地球引力合成。 三计算题三计算题 15嫦娥工程划为三期，简称“绕、落、回”三步走我国发射的“嫦娥三号”卫星是嫦娥工程第二阶段 的登月探测器，经变轨成功落月若该卫星在某次变轨前，在距月球表面高度为 h 的轨道上绕月球做匀速 圆周运动，其运行的周期为 T.若以 R 表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响，求： “嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动时的线速度大小 月球的平均密度 解： T hR2 v ， 2 2 h m h T 2 m R M GR 3 3 4 VR V M 解得： 32 3 hR3 RGT 16.某同学为探月宇航员设计了如下
12、实验：在距月球表面高 h 处以初速度 v0水平抛出一个物体，然后测量该 平抛物体的水平位移为 x.通过查阅资料知道月球的半径为 R，引力常量为 G，若物体只受月球引力的作用， 请你求出： (1)月球表面的重力加速度 g月 (2)月球的质量 M. (3)环绕月球表面飞行的宇宙飞船的速度 v. 解: (1)平抛物体 2 gt 2 1 h tvx 0 解得： 2 2 0 x hv2 g (2) mg m 2 R M G 解得： 2 2 0 2 Gx hv2R M (3) R v mmg 2 2 2 0 x hv2 v R 17A、B两行星在同一平面内绕同一恒星做匀速圆周运动，运行方向相同，A的轨道半
13、径为r1，B的轨道半 径为r2，已知恒星质量为M.恒星对行星的引力远大于行星间的引力，两行星的轨道半径r1r2.若在某一时 刻两行星相距最近（A、B 与圆心共线 O） 试求： (1)经过多长时间两行星距离又相距最近？ (2)经过多长时间两行星距离第一次相距最远？ 解:（1）A、B 两行星在如图所示的位置时距离最近，这时 A、B 两行星与恒星在同一条圆半径上.A、B 运动 方向相同A 更靠近恒星，A 的转动角速度大、周期短如果经过时间 t，A、B 两行星分别与恒星连线的半径 转过的角度相差 2 的整数倍，则 A、B 与恒星又位于同一条圆半径上，两行星距离又最近。 设 A、B 两行星的角速度分别为 1、2，经过时间 t，A 转过的角度为 1t，B 转过的角度为 2tA、B 两行星距离最近的条件是：1t-2t=n2 （n=1，2，3，） ，恒星对行星的引力提供向心力，则 ，即 由此得出 求得； （2）如果经过时间 t，A、B 两行星分别与恒星连线的半径转过的角度相差 的奇数倍，则 A、B 与恒星 位于同一条直径上，两行星距离最远 如果经过时间 t，A、B 转过的角度相差 的奇数倍时，则 A、B 相距最远，即： 1t-2t=（2k-1） （k=1，2，3，） ， 解得: