2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運(yùn)動 第4講 萬有引力與航天課后演練強(qiáng)化提能_1

1、2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運(yùn)動 第4講 萬有引力與航天課后演練強(qiáng)化提能第4講萬有引力與航天(建議用時(shí)：30分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1(2018高考北京卷)若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下，需要驗(yàn)證()A地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的B月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的C自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的D蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的解析：選B.若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律萬有引力定律，則應(yīng)滿足Gma，即加速度a與距離r的平方成反比，由題中數(shù)

2、據(jù)知，選項(xiàng)B正確，其余選項(xiàng)錯(cuò)誤2為了測量某行星的質(zhì)量和半徑，宇航員記錄了登陸艙在該行星表面做圓周運(yùn)動的周期T，登陸艙在行星表面著陸后，用彈簧測力計(jì)稱量一個(gè)質(zhì)量為m的砝碼，讀數(shù)為F.已知引力常量為G.則下列說法錯(cuò)誤的是()A該行量的質(zhì)量為B該行星的半徑為C該行星的密度為D該行星的第一宇宙速度為解析：選B.據(jù)Fmg0mR，得R，B錯(cuò)誤；由GmR，得M，又R，則M，A正確；密度，C正確；第一宇宙速度v，D正確3理論上已經(jīng)證明：質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的萬有引力為零現(xiàn)假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的實(shí)心球體，O為球心，以O(shè)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)軸Ox，如圖所示在x軸上各位置的重力加速度用g表示，則下圖

3、中能描述g隨x的變化關(guān)系圖正確的是()解析：選A.令地球的密度為，則在地球表面，重力和地球的萬有引力大小相等，有：g，由于地球的質(zhì)量為MR3，所以重力加速度的表達(dá)式可寫成：g.根據(jù)題意有，質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零，在距離地球球心為r處，受到地球的萬有引力即為半徑等于r的球體在其表面產(chǎn)生的萬有引力，gr，當(dāng)r<R時(shí)，g與r成正比，當(dāng)r>R后，g與r平方成反比，故選A.4過去幾千年來，人類對行星的認(rèn)識與研究僅限于太陽系內(nèi)，行星“51pegb”的發(fā)現(xiàn)拉開了研究太陽系外行星的序幕“51pegb”繞其中心恒星做勻速圓周運(yùn)動，周期約為4天，軌道半徑約為地球繞太陽運(yùn)動半徑的.該中心

4、恒星與太陽的質(zhì)量比約為()A.B1C5D10解析：選B.行星繞中心恒星做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得Gmr，則1，選項(xiàng)B正確5(2017高考全國卷)2017年4月，我國成功發(fā)射的天舟一號貨運(yùn)飛船與天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室完成了首次交會對接，對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道(可視為圓軌道)運(yùn)行與天宮二號單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比，組合體運(yùn)行的()A周期變大B速率變大C動能變大D向心加速度變大解析：選C.組合體比天宮二號質(zhì)量大，軌道半徑R不變，根據(jù)m，可得v，可知與天宮二號單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比，組合體運(yùn)行的速率不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；又T，則周期T不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)量變大、速率不變，動能變大，C項(xiàng)正確

5、；向心加速度a，不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤6(2018懷化二模)使物體脫離星球的引力束縛，不再繞星球運(yùn)行，從星球表面發(fā)射所需的最小速度稱為第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2v1.已知某星球的半徑為地球半徑R的4倍，質(zhì)量為地球質(zhì)量M的2倍，地球表面重力加速度為g.不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為()AB.C.D解析：選C.設(shè)在地球表面飛行的衛(wèi)星質(zhì)量為m，由萬有引力提供向心力得，又由Gmg，解得地球的第一宇宙速度為v1；設(shè)該星球的第一宇宙速度為v1，根據(jù)題意，有；由題意知第二宇宙速度v2v1，聯(lián)立得該星球的第二宇宙速度為v2，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確72016年12

6、月22日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射全球二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星這是我國首顆、全球第三顆專門用于“看”全球大氣中二氧化碳含量的衛(wèi)星在發(fā)射衛(wèi)星時(shí)，首先將該衛(wèi)星發(fā)射到低空軌道1，待測試正常后通過點(diǎn)火加速使其進(jìn)入高空軌道2，已知衛(wèi)星在上述兩軌道運(yùn)行時(shí)均做勻速圓周運(yùn)動，假設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量不變，在兩軌道上穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的動能之比為Ek1Ek241.如果衛(wèi)星在兩軌道的向心加速度分別用a1、a2表示，角速度分別用1、2表示，周期分別用T1、T2表示，軌道半徑分別用r1、r2表示則下列關(guān)系式正確的是()Aa1a241B1221CT1T218Dr1r212解析：選C.根據(jù)Ekmv2得v，所以衛(wèi)星變軌前、后的速度的比

7、值為2.根據(jù)Gm，得衛(wèi)星變軌前、后的軌道半徑的比值為，D錯(cuò)誤；根據(jù)Gma，得衛(wèi)星變軌前、后的向心加速度大小的比值為16,A錯(cuò)誤；根據(jù)Gm2r，得衛(wèi)星變軌前、后的角速度大小的比值為8，B錯(cuò)誤；根據(jù)T，得衛(wèi)星變軌前、后的周期的比值為，C正確8(2016高考全國卷)利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無線電通訊目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為()A1hB4hC8hD16h解析：選B.設(shè)地球半徑為R，畫出僅用三顆地球同步衛(wèi)星使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無線電通訊時(shí)同步衛(wèi)星的

8、最小軌道半徑示意圖，如圖所示由圖中幾何關(guān)系可得，同步衛(wèi)星的最小軌道半徑r2R.設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期的最小值為T，則由開普勒第三定律可得，解得T4h，選項(xiàng)B正確9.2016年12月11日，新一代靜止軌道定量遙感氣象衛(wèi)星“風(fēng)云四號”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射若該衛(wèi)星繞地飛行的三條軌道如圖所示，其中軌道1是近地圓形軌道，軌道2和3是變軌后的橢圓軌道，它們相切于A點(diǎn)衛(wèi)星在軌道1上運(yùn)行時(shí)經(jīng)過A點(diǎn)的速率為v，加速度大小為a.下列說法正確的是(假設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量不變)()A衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速率大于vB衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度大于aC衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)行的周期大于在軌道3上運(yùn)行的周期D衛(wèi)星在軌道2上具有

9、的機(jī)械能大于在軌道3上具有的機(jī)械能解析：選A.衛(wèi)星在軌道1上運(yùn)行經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)，只有速度增大，才能由軌道1變軌到軌道2，故衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速率大于v，選項(xiàng)A正確；在同一點(diǎn)，衛(wèi)星所受的萬有引力大小相等，故衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度仍等于a，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)開普勒第三定律，可知衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)行的周期小于在軌道3上運(yùn)行的周期，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)行經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)，只有速度增大，才能由軌道2變軌到軌道3，故衛(wèi)星在軌道3上具有的機(jī)械能大于在軌道2上具有的機(jī)械能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤10由三顆星體構(gòu)成的系統(tǒng)，叫做三星系統(tǒng)有這樣一種簡單的三星系統(tǒng)，質(zhì)量剛好都相同的三個(gè)星體甲、乙、丙在三者相互之間的萬

10、有引力作用下，分別位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，繞某一共同的圓心O在三角形所在的平面內(nèi)做相同周期的圓周運(yùn)動若三個(gè)星體的質(zhì)量均為m，三角形的邊長為a，萬有引力常量為G，則下列說法正確的是()A三個(gè)星體做圓周運(yùn)動的半徑均為aB三個(gè)星體做圓周運(yùn)動的周期均為2aC三個(gè)星體做圓周運(yùn)動的線速度大小均為D三個(gè)星體做圓周運(yùn)動的向心加速度大小均為解析：選B.質(zhì)量相等的三星系統(tǒng)的位置關(guān)系構(gòu)成一等邊三角形，其中心O即為它們的共同圓心，由幾何關(guān)系可知三個(gè)星體做圓周運(yùn)動的半徑ra，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；每個(gè)星體受到的另外兩星體的萬有引力提供向心力，其大小F，則mr，得T2a，故選項(xiàng)B正確；由線速度v得v，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；向心加速度

11、a，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤二、多項(xiàng)選擇題11.(2018高考天津卷)2018年2月2日，我國成功將電磁監(jiān)測試驗(yàn)衛(wèi)星“張衡一號”發(fā)射升空，標(biāo)志我國成為世界上少數(shù)擁有在軌運(yùn)行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一通過觀測可以得到衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的周期，并已知地球的半徑和地球表面處的重力加速度若將衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動看做是勻速圓周運(yùn)動，且不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計(jì)算出衛(wèi)星的()A密度B向心力的大小C離地高度D線速度的大小解析：選CD.衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的向心力由萬有引力提供，則有Gm()2(Rh)，無法計(jì)算得到衛(wèi)星的質(zhì)量，更無法確定其密度及向心力大小，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；又Gm0g，聯(lián)立兩式可得hR，C項(xiàng)正確；由v

12、(Rh)，可計(jì)算出衛(wèi)星的線速度的大小，D項(xiàng)正確12(2017高考江蘇卷)“天舟一號”貨運(yùn)飛船于2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空與“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室對接前，“天舟一號”在距地面約380km的圓軌道上飛行，則其()A角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度B線速度小于第一宇宙速度C周期小于地球自轉(zhuǎn)周期D向心加速度小于地面的重力加速度解析：選BCD.“天舟一號”在距地面約380km的圓軌道上飛行時(shí)，由Gm2r可知，半徑越小，角速度越大，則其角速度大于同步衛(wèi)星的角速度，即大于地球自轉(zhuǎn)的角速度，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于第一宇宙速度是最大環(huán)繞速度，因此“天舟一號”在圓軌道的線速度小于第一宇宙速度，B項(xiàng)正確；由

13、T可知，“天舟一號”的周期小于地球自轉(zhuǎn)周期，C項(xiàng)正確；由Gmg，Gma可知，向心加速度a小于地球表面的重力加速度g，D項(xiàng)正確13已知質(zhì)量分布均勻的球殼對其內(nèi)部物體的引力為零，設(shè)想在地球赤道正上方高h(yuǎn)處和正下方深為h處各修建一繞地心的環(huán)形真空軌道，軌道面與赤道面共面，兩物體分別在上述兩軌道中做勻速圓周運(yùn)動，軌道對它們均無作用力，設(shè)地球半徑為R，則()A兩物體的速度大小之比為B兩物體的速度大小之比為C兩物體的加速度大小之比為D兩物體的加速度大小之比為解析：選AC.設(shè)地球密度為，則有：在赤道上方：Ga1，在赤道下方：Ga2，聯(lián)立解得：，故選項(xiàng)A、C正確，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤14我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探

14、測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運(yùn)行；然后經(jīng)過一系列過程，在離月球表面4m高處做一次懸停(可認(rèn)為是相對于月球靜止)；最后關(guān)閉發(fā)動機(jī)，探測器自由下落已知探測器的質(zhì)量約為1.3103kg，地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍，地球半徑約為月球半徑的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8m/s2.則此探測器()A在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9m/sB懸停時(shí)受到的反沖作用力約為2103NC從離開近月圓軌道到著陸這段時(shí)間內(nèi)，機(jī)械能守恒D在近月圓軌道上運(yùn)行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的線速度解析：選BD.設(shè)月球表面的重力加速度為g月，則3.72，解得g月1.7m/s2.由v2

15、2g月h，得著陸前的速度為vm/s3.7m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤懸停時(shí)受到的反沖力Fmg月2103N，選項(xiàng)B正確從離開近月圓軌道到著陸過程中，除重力做功外，還有其他外力做功，故機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)C錯(cuò)誤設(shè)探測器在近月圓軌道上和人造衛(wèi)星在近地圓軌道上的線速度分別為v1、v2，則<1，故v1<v2，選項(xiàng)D正確15(2018大連二模)繼“天宮一號”空間站之后，我國又發(fā)射“神舟八號”無人飛船，它們的運(yùn)動軌跡如圖所示假設(shè)“天宮一號”繞地球做圓周運(yùn)動的軌道半徑為r，周期為T，萬有引力常量為G.則下列說法正確的是()A在遠(yuǎn)地點(diǎn)P處，“神舟八號”的加速度與“天宮一號”的加速度相等B根據(jù)題中條件可以計(jì)算出地球的質(zhì)量C根據(jù)題中條