2019高考物理一輪復習 力學部分 專題10 萬有引力與航天提升單元測試卷B卷.doc

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專題10 萬有引力與航天 1．發(fā)現“所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓”的規(guī)律的科學家是 A. 第谷 B. 開普勒 C. 牛頓 D. 卡文迪許 【答案】B 【解析】開普勒第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓軌道的一個焦點上。所以發(fā)現所有行星繞太陽運行的軌道是橢圓的科學家是開普勒。故選：B. 2．2014年3月8日馬來西亞航空公司從吉隆坡飛往北京的航班MH370失聯(lián)，MH370失聯(lián)后多個國家積極投入搜救行動，在搜救過程中衛(wèi)星發(fā)揮了巨大的作用．其中我國的北斗導航系統(tǒng)和美國的GPS導航系統(tǒng)均參與搜救工作．北斗導航系統(tǒng)包含5顆地球同步衛(wèi)星，而GPS導航系統(tǒng)由運行周期為12小時的圓軌道衛(wèi)星群組成，則下列說法正確的是：( ) A. 北斗同步衛(wèi)星的線速度大于GPS衛(wèi)星的線速度 B. 衛(wèi)星向地面上同一物體拍照時GPS衛(wèi)星拍攝視角大于北斗同步衛(wèi)星拍攝視角 C. 發(fā)射人造地球衛(wèi)星時，發(fā)射速度只要大于7.9 km/s就可以 D. 北斗同步衛(wèi)星的機械能一定大于GPS衛(wèi)星的機械能 【答案】B 【解析】A.根據可知，北斗同步衛(wèi)星的軌道半徑大，根據，可知，軌 3．銀河系恒星中大約有四分之一是雙星。某雙星由質量不等的星球A和B組成，兩星球在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某一定點O做勻速圓周運動。已知A和B的質量分別為m1和m2，且m1：m2=2:1，則（ ） A. A、B兩星球的角速度之比為2：1 B. A、B兩星球的線速度之比為2：1 C. A、B兩星球的半徑之比為1：2 D. A、B兩星球的加速度之比為2：1 【答案】C 4．假設地球可視為質量均勻分布的球體已知地球表面重力加速度在兩極的大小為;在赤道的大小為;地球自轉的周期為，引力常量為.則地球的密度為（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】在兩極，引力等于重力，則有：mg0=G，由此可得地球質量M=，在赤道處，引力與支持力的合力提供向心力，由牛頓第二定律，則有：，而密度公式ρ＝M/V，，故D正確，ABC錯誤；故選D。 5．同步衛(wèi)星到地心的距離為r，加速度為，速度為；地球半徑為R，赤道上物體隨地球自轉的向心加速度為，速度為，則（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】因為同步衛(wèi)星的周期等于地球自轉的周期，所以角速度相等。根據公式：得：，故AB錯誤；根據得，，故C正確，D錯誤。 6．某行星與地球的質量之比為25：8，半徑之比為2：1，若取地球的第一宇宙速度為8km/s，此行星的第一宇宙速度約為 A. 12.5km/s B. l0km/s C. 6.4km/s D. 5.1km/s 【答案】B 7．2008年9月25日至28日，我國成功實施了“神舟”七號載入航天飛行并實現了航天員首次出艙，在發(fā)射過程中飛船先沿橢圓軌道Ⅱ飛行，后在遠地點處點火加速，由橢圓軌道Ⅱ變成圓軌道Ⅰ.下列判斷正確的是（ ） A. 在軌道Ⅱ上經過的速度大于經過的速度 B. 飛船變軌前后的機械能不相等 C. 在軌道Ⅱ上經過的加速度小于在軌道I上經過的加速度 D. 飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都不受重力，處于失重狀態(tài) 【答案】B 【解析】在軌道II上運行時，從B到A過程中萬有引力做負功，動能減小，即A點的速度小于B點的速度，A錯誤；變軌時，需要外力做功，即點火，所以機械能不守恒，B正確；萬有引力充當向心力，根據，解得，從軌道II上經過A點時的半徑等于從軌道I上經過A點時的半徑，故在軌道Ⅱ上經過的加速度等于在軌道I上經過的加速度，C錯誤；重力完全充當向心力，所以處于完全失重狀態(tài)，但不是不受重力，D錯誤． 8．宇航員乘坐宇宙飛船登上某星球，在該星球“北極”距星球表面附近h處自由釋放一個小球，測得落地時間為t.已知該星球半徑為R，自轉周期為T，引力常量為G.下列說法正確的是 ( ) A. 該星球的平均密度為 B. 該星球的第一宇宙速度為 C. 宇宙飛船繞該星球做圓周運動的周期不大于 D. 如果該星球存在一顆同步衛(wèi)星，其距星球表面高度為 【答案】A 【解析】根據自由落體運動求得星球表面的重力加速度g=，由G=mg，有：，所 9．關于開普勒行星運動定律，下列說法正確的是 A. 所有行星圍繞太陽的運動軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上 B. 對于任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內掃過相等的面積 C. 表達式R3/T2=k,k是一個與行星無關的常量 D. 表達式R3/T2=k, T代表行星運動的自轉周期 【答案】ABC 【解析】A、第一定律的內容為：所有行星分別沿不同大小的橢圓軌道繞太陽運動，太陽處于橢圓的一個焦點上。故A正確；B、開普勒第二定律的內容為：對于任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內掃過相等的面積，故B正確。C、D、第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等，k是與環(huán)繞天體無關，與中心天體有關的常量，而T為環(huán)繞天體的公轉周期，故D錯誤，C正確。故選ABC。 10．一宇宙飛船在一個星球表面附近做勻速圓周運動，宇航員要估測星球的密度，只需要測定飛船的（ ） A. 環(huán)繞周期 B. 環(huán)繞速度 C. 環(huán)繞半徑 D. 環(huán)繞角速度 【答案】AD 11．我國發(fā)射了一顆資源探測衛(wèi)星,發(fā)射時,先將衛(wèi)星發(fā)射至距地面50km的近地圓軌道1上,然后變軌到近地點高50km,遠地點高1500km的橢圓軌道2上,最后由軌道2進入半徑為7900km的圓軌道3,已知地球表面的重力加速度g=10m/s2,忽略空氣阻力,則以下說法錯誤的是 A. 在軌道2運行的速率可能大于7.9km/s B. 衛(wèi)星在軌道2上從遠地點向近地點運動的過程中速度增大,機械能增大 C. 由軌道2變?yōu)檐壍?需要在近地點點火加速,且衛(wèi)星在軌道2上的運行周期小于在軌道3上的運行周期 D. 僅利用以上數據,可以求出衛(wèi)星在軌道3上的動能 【答案】BCD 【解析】第一宇宙速度是理論上的最大環(huán)繞速度，實際衛(wèi)星繞地球圓周運動的速度都小于這個值；在1圓軌道變軌到2橢圓軌道的過程中，需要加速，所以速率可能大于7.9km/s，故A正確；衛(wèi)星在軌道2上從遠地點向近地點運動的過程中只有萬有引力（或者說重力）做功，所以速度變大，機械能不變，故B錯誤；軌道3是遠地軌道，所以由軌道2變?yōu)檐壍?需要在遠地點點火加速做離心運動，根據開普勒第三定律可知，衛(wèi)星在軌道2上的運行周期小于在軌道3上的運行周期，故C錯誤；不知道衛(wèi)星的質量，所以不能求出在軌道3上的動能，故D錯誤。此題選擇錯誤的選項，故選BCD。 12．2017年12月6日3時44分，中國長征二號丙火箭托舉遙感三十號03組衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心順利升空，衛(wèi)星進人預定軌道，已知萬有引力常量為G，下列說法正確的是( ) A. 中國長征二號丙火箭的發(fā)射速度大于或等于11.2 km/s B. 如果已知遙感三十號03組衛(wèi)星繞地球做圓周運動的速度，就可以求地球的質量 C. 遙感三十號03組衛(wèi)星繞地球做圓周運動的周期小于月球的公轉周期 D. 遙感三十號03組衛(wèi)星繞地球做圓周運動其線速度小于第一宇宙速度 【答案】CD 【解析】A、第一宇宙速度是最小的發(fā)射速度，第二宇宙速度又叫做脫離速度，中國長征二號丙火箭的 13．月全食帶來的“紅月亮”亮相天空，引起人們對月球的關注，我國發(fā)射的“嫦娥三號”探月衛(wèi)星在環(huán)月圓軌道繞行n圈所用時間為t，如圖所示，已知月球半徑為R，月球表面處重力加速度為，引力常量為G，試求： （1）月球的質量M； （2）月球的第一宇宙速度； （3）“嫦娥三號”衛(wèi)星離月球表面高度h。 【答案】（1）（2）（3） 【解析】試題分析：（1）月球表面處引力等于重力，得 （2）第一宇宙速度為近月衛(wèi)星運行速度，由萬有引力提供向心力，得 所以月球第一宇宙速度 （3）衛(wèi)星做圓周運動，由萬有引力提供向心力，得 衛(wèi)星周期，軌道半徑，解得 14．如圖所示是一種測量重力加速度的裝置。在某星球上，將真空長直管沿豎直方向放置，管內小球以初速度v0自O點豎直向上拋出，上升到最高點P，OP間的距離為h。已知引力常量為G，該星球的半徑為R，不考慮星球自轉的影響。求： （1）該星球表面的重力加速度g； （2）該星球的第一宇宙速度v。 【答案】（1） （2） 15．某課外小組經長期觀測，發(fā)現靠近某行星周圍有眾多衛(wèi)星，且相對均勻地分布于行星周圍，假設所有衛(wèi)星繞該行星的運動都是勻速圓周運動，通過天文觀測，測得離行星最近的一顆衛(wèi)星的運動半徑為R1，周期為T1，已知萬有引力常量為G。求： (1)行星的質量； (2)若行星的半徑為R，行星的第一宇宙速度大??； (3)研究某一個離行星很遠的該行星衛(wèi)星時，可以把該行星的其它衛(wèi)星與行星整體作為中心天體處理?，F通過天文觀測，發(fā)現離該行星很遠處還有一顆衛(wèi)星，其運動半徑為R2，周期為T2，試估算靠近行星周圍眾多衛(wèi)星的總質量。 【答案】（1）（2）（3） 有引力提供向心力得： 所以行星和其他衛(wèi)星的總質量M總＝ 所以靠近該行星周圍的眾多衛(wèi)星的總質量為：△M＝ 16．一顆距離地面高度等于地球半徑R0的圓形軌道地球衛(wèi)星，衛(wèi)星軌道平面與赤道平面重合，已知地球表面重力加速度為g． （1）求出衛(wèi)星繞地心運動周期T； （2）設地球自轉周期為T0，該衛(wèi)星圓周運動方向與地球自轉方向相同，則在赤道上一點的人能連續(xù)接收到該衛(wèi)星發(fā)射的微波信號的時間是多少？如圖中赤道上的人在B1點時恰可收到在A1點的衛(wèi)星發(fā)射的微波信號． 【答案】(1) (2)