2019-2020年高三物理一輪總復(fù)習(xí)第4章《曲線運(yùn)動萬有引力與航天》4萬有引力與航天課時作業(yè)新人教版.doc

《2019-2020年高三物理一輪總復(fù)習(xí)第4章《曲線運(yùn)動萬有引力與航天》4萬有引力與航天課時作業(yè)新人教版.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高三物理一輪總復(fù)習(xí)第4章《曲線運(yùn)動萬有引力與航天》4萬有引力與航天課時作業(yè)新人教版.doc（6頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高三物理一輪總復(fù)習(xí)第4章曲線運(yùn)動萬有引力與航天4萬有引力與航天課時作業(yè)新人教版一、選擇題1(多選)(xx濟(jì)南模擬)第谷、開普勒等人對行星運(yùn)動的研究漫長而曲折，牛頓在他們研究的基礎(chǔ)上，得出了科學(xué)史上最偉大的定律之一萬有引力定律下列有關(guān)說法中正確的是()A開普勒通過研究觀測記錄發(fā)現(xiàn)行星繞太陽運(yùn)行的軌道是橢圓B太陽與行星之間引力的規(guī)律并不適用于行星與它的衛(wèi)星C庫侖利用實(shí)驗(yàn)較為準(zhǔn)確地測出了引力常量G的數(shù)值D牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程中應(yīng)用了牛頓第三定律的知識【解析】太陽與行星之間引力的規(guī)律也適用于其他星體之間，因此B選項(xiàng)錯誤；卡文迪許利用實(shí)驗(yàn)較為準(zhǔn)確地測出了引力常量G的數(shù)值，故C選項(xiàng)錯誤【答案】AD2(xx江門調(diào)研)如圖所示的a、b、c三顆地球衛(wèi)星，其半徑關(guān)系為rarbTcC衛(wèi)星a、b的角速度一定小于衛(wèi)星c的角速度D它們的速度關(guān)系為vavbvc【解析】衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，則由萬有引力公式可得：Gmr，因rarbvc，選項(xiàng)D正確，周期關(guān)系為TaTbT，選項(xiàng)D錯誤【答案】AC5.xx年我國相繼完成“神十”與“天宮”對接、“嫦娥”攜“玉兔”落月兩大航天工程某航天愛好者提出“玉兔”回家的設(shè)想：如圖，將攜帶“玉兔”的返回系統(tǒng)由月球表面發(fā)射到h高度的軌道上，與在該軌道繞月球做圓周運(yùn)動的飛船對接，然后由飛船送“玉兔”返回地球設(shè)“玉兔”質(zhì)量為m，月球半徑為R，月面的重力速度為g月以月面為零勢能面，“玉兔”在h高度的引力勢能可表示為Ep，其中G為引力常量，M為月球質(zhì)量若忽略月球的自轉(zhuǎn)，從開始發(fā)射到對接完成需要對“玉兔”做的功為()A.(h2R) B.(hR)C. D.【解析】從開始發(fā)射到對接完成，“玉兔”重力勢能增加量為Ep；又mg月.解得Ep.“玉兔”在對接軌道上的速度為v，則由萬有引力定律及向心力公式得Gm，所以v ；其動能為Ekmv2；對“玉兔”做的功等于其機(jī)械能增加量為WEpEk.故選項(xiàng)D正確【答案】D6(多選)(xx常德模擬)天文學(xué)發(fā)現(xiàn)一個由A、B兩顆星球組成的雙星系統(tǒng)，觀測到雙星A、B間的距離為l，A星的運(yùn)動周期為T，已知引力常量為G，則可求出()AB星的運(yùn)動周期BB星的線速度CA星的質(zhì)量DA星和B星的總質(zhì)量【解析】雙星系統(tǒng)中的雙星做圓周運(yùn)動的周期相同，所受萬有引力充當(dāng)向心力，由FG知向心力大小相等，對A星有GmArA，對B星則有GmB(lrA)，兩式分別化簡后相加得：G(rArB).因此雙星總質(zhì)量和運(yùn)動周期可求，AD項(xiàng)正確；由于只有兩個獨(dú)立的關(guān)系式，無法解出mA、rB，BC項(xiàng)錯【答案】AD7(xx海南卷)若在某行星和地球上相對于各自的水平地面附近相同的高度處、以相同的速率平拋一物體，它們在水平方向運(yùn)動的距離之比為2，已知該行星質(zhì)量約為地球的7倍，地球的半徑為R.由此可知，該行星的半徑約為()A.R B.RC2R D.R【解析】平拋運(yùn)動水平位移xv0tv0 ，h、v0相同時，水平方向運(yùn)動距離之比為2，故重力加速度之比為74.由mg，得R ，故，即R星2R，C正確【答案】C8(多選)(xx天津卷)P1、P2為相距遙遠(yuǎn)的兩顆行星，距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星s1、s2做勻速圓周運(yùn)動圖中縱坐標(biāo)表示行星對周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a，橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方，兩條曲線分別表示P1、P2周圍的a與r2的反比關(guān)系，它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同則()AP1的平均密度比P2的大BP1的“第一宇宙速度”比P2的小Cs1的向心加速度比s2的大Ds1的公轉(zhuǎn)周期比s2的大【解析】圖線左端點(diǎn)橫坐標(biāo)為行星半徑的平方，故P1、P2兩行星半徑相等，即R1R2.a由萬有引力產(chǎn)生，即Gma，從圖中可以看出，r2相同的情況下P1產(chǎn)生的加速度大，說明P1質(zhì)量較大，即M1M2.密度，可知12，A正確第一宇宙速度為近地衛(wèi)星運(yùn)行速度，由mam得v，可知v1v2，B錯誤s1、s2到P1、P2各自球心距離相等，從圖中可以看出a1a2，C正確根據(jù)Gmr，得T ，可得T1T2，D錯誤【答案】AC9(xx四川卷)登上火星是人類的夢想，“嫦娥之父”歐陽自遠(yuǎn)透露：中國計(jì)劃于2020年登陸火星地球和火星公轉(zhuǎn)視為勻速圓周運(yùn)動，忽略行星自轉(zhuǎn)影響根據(jù)下表，火星和地球相比()行星半徑/m質(zhì)量/kg軌道半徑/m地球6.41066.010241.51011火星3.41066.410232.31011A.火星的公轉(zhuǎn)周期較小B火星做圓周運(yùn)動的加速度較小C火星表面的重力加速度較大D火星的第一宇宙速度較大【解析】根據(jù)開普勒第三定律k知，火星公轉(zhuǎn)軌道半徑較大，因此公轉(zhuǎn)周期較大，A錯誤行星公轉(zhuǎn)時萬有引力提供向心力，Gma，火星的加速度較小，B 正確行星表面引力約等于重力，Gmg，計(jì)算出火星表面重力加速度較小，C錯誤v ，計(jì)算出火星的第一宇宙速度較小，D錯誤【答案】B10(xx北京卷)假設(shè)地球和火星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動，已知地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離，那么()A地球的公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期B地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度C地球公轉(zhuǎn)的加速度小于火星公轉(zhuǎn)的加速度D地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度【解析】由T2 ，得T地v火，B錯誤由a得a地a火，C錯誤由 得地火，D正確【答案】D11.(xx山東卷)如圖所示，拉格朗日點(diǎn)L1位于地球和月球連線上，處在該點(diǎn)的物體在地球和月球引力的共同作用下，可與月球一起以相同的周期繞地球運(yùn)動據(jù)此，科學(xué)家設(shè)想在拉格朗日點(diǎn)L1建立空間站，使其與月球同周期繞地球運(yùn)動以a1、a2分別表示該空間站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步衛(wèi)星向心加速度的大小以下判斷正確的是()Aa2a3a1 Ba2a1a3Ca3a1a2 Da3a2a1【解析】空間站與月球繞地球運(yùn)動的角速度相同，根據(jù)a2r可知a2a1.地球同步衛(wèi)星周期小于月球公轉(zhuǎn)周期，故r同a2.a3a2a1，D正確【答案】D二、非選擇題12已知地球的自轉(zhuǎn)周期和半徑分別為T和R，地球同步衛(wèi)星A的圓軌道半徑為h.衛(wèi)星B沿半徑為r(rh)的圓軌道在地球赤道的正上方運(yùn)行，其運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同求：(1)衛(wèi)星B做圓周運(yùn)動的周期；(2)衛(wèi)星A和B連續(xù)地不能直接通訊的最長時間間隔(信號傳輸時間可忽略)【解析】設(shè)衛(wèi)星B繞地心轉(zhuǎn)動的周期為T，根據(jù)萬有引力定律和圓周運(yùn)動的規(guī)律有對衛(wèi)星A：Gm2h對衛(wèi)星B：Gm2r式中，G為引力常量，M為地球質(zhì)量，m、m分別為衛(wèi)星A、B的質(zhì)量由式得T3/2T(2)設(shè)衛(wèi)星A和B連續(xù)地不能直接通訊的最長時間間隔為；在此時間間隔內(nèi)，衛(wèi)星A和B繞地心轉(zhuǎn)動的角度分別為和，則22若不考慮衛(wèi)星A的公轉(zhuǎn)，兩衛(wèi)星不能直接通訊時，衛(wèi)星B的位置應(yīng)在圖中B點(diǎn)和B點(diǎn)之間，圖中內(nèi)圓表示地球的赤道由幾何關(guān)系得BOB2由式知，當(dāng)rh時，衛(wèi)星B比衛(wèi)星A轉(zhuǎn)得快，考慮衛(wèi)星A的公轉(zhuǎn)后應(yīng)有BOB由式得T【答案】見解析13如圖為“嫦娥三號”探測器在月球上著陸最后階段的示意圖首先在發(fā)動機(jī)作用下，探測器受到推力在距月面高度為h1處懸停(速度為0，h1遠(yuǎn)小于月球半徑)；接著推力改變，探測器開始豎直下降，到達(dá)距月面高度為h2處的速度為v；此后發(fā)動機(jī)關(guān)閉，探測器僅受重力下落至月面已知探測器總質(zhì)量為m(不包括燃料)，地球和月球的半徑比為k1，質(zhì)量比為k2，地球表面附近的重力加速度為g，求：(1)月球表面附近的重力加速度大小及探測器剛接觸月面時的速度大?。?2)從開始豎直下降到剛接觸月面時，探測器機(jī)械能的變化【解析】(1)設(shè)地球質(zhì)量和半徑分別為M和R，月球的質(zhì)量、半徑和表面附近的重力加速度分別為M、R和g，探測器剛接觸月面時的速度大小為v1.由mgG和mgG得gg由vv22gh2得v1.(2)設(shè)機(jī)械能變化量為E，動能變化量為Ek，重力勢能變化量為Ep.由EEkEp有Emvmgh1mmgh1得Emv2mg(h1h2)【答案】(1)g(2)mv2mg(h1h2)14(xx安徽卷)由三顆星體構(gòu)成的系統(tǒng)，忽略其他星體對它們的作用，存在著一種運(yùn)動形式：三顆星體在相互之間的萬有引力作用下，分別位于等邊三角形的三個頂點(diǎn)上，繞某一共同的圓心O在三角形所在的平面內(nèi)做相同角速度的圓周運(yùn)動(圖示為A、B、C三顆星體質(zhì)量不相同時的一種情況)若A星體質(zhì)量為2m，B、C兩星體的質(zhì)量均為m，三角形的邊長為a，求：(1)A星體所受合力大小FA；(2)B星體所受合力大小FB；(3)C星體的軌道半徑RC；(4)三星體做圓周運(yùn)動的周期T.【解析】(1)由萬有引力定律，A星體所受B、C星體引力大小為FBAGGFCA，方向如圖所示則合力大小為FA2G.(2)同上，B星體所受A、C星體引力大小分別為FABGG FCBGG，方向如圖所示由FBxFABcos60FCB2GFByFABsin60G可得FBG.(3)通過分析可知，圓心O在中垂線AD的中點(diǎn)，RC a.(4)三星體運(yùn)動周期相同，對C星體，由FCFBGm2Rc可得T .【答案】(1)2G(2)G(3)a(4)