北京专用2019版高考物理一轮复习第五章万有引力与航天全章闯关检测.doc

第五章万有引力与航天时间:50分钟分值:100分一、选择题(每小题6分,共60分)1.关于万有引力公式F=Gm1m2r2,以下说法中正确的是()A.公式只适用于星球之间的引力计算,不适用于质量较小的物体B.当两物体间的距离趋近于0时,万有引力趋近于无穷大C.两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律D.公式中引力常量G的值是牛顿规定的答案C万有引力公式F=Gm1m2r2,虽然是牛顿由天体的运动规律得出的,但牛顿又将它推广到了宇宙中的任何物体,适用于计算任何两个质点间的引力。当两个物体的距离趋近于0时,两个物体就不能视为质点了,万有引力公式不再适用。两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律。公式中引力常量G的值是卡文迪许首先测定的,而不是人为规定的。故答案为C。2.2015年12月29日0时04分,我国在西昌卫星发射中心成功发射高分四号卫星。至此我国航天发射“十二五”任务圆满收官。高分四号卫星是我国首颗地球同步轨道高分辨率光学成像卫星,也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道卫星,它的发射和应用将显著提升我国对地遥感观测能力,该卫星在轨道正常运行时,下列说法正确的是()A.卫星的轨道半径可以近似等于地球半径B.卫星的向心加速度一定小于地球表面的重力加速度C.卫星的线速度一定大于第一宇宙速度D.卫星的运行周期一定大于月球绕地球运动的周期答案B卫星环绕时,轨道半径越大,线速度、角速度、向心加速度越小,周期越大。同步卫星的轨道半径约是地球半径的6.6倍,故A错误;同步卫星的向心加速度小于近地卫星的向心加速度,即小于地球表面重力加速度,故B正确;同步卫星的线速度小于近地卫星的线速度,即小于第一宇宙速度,故C错误;同步卫星轨道半径小于月球轨道半径,故同步卫星的运行周期小于月球的公转周期,故D错误。3.若将同步卫星和月球绕地球的运动均视为匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.同步卫星的线速度大于月球的线速度B.同步卫星的角速度小于月球的角速度C.同步卫星的加速度小于月球的加速度D.同步卫星离地球的距离大于月球离地球的距离答案A万有引力充当向心力,GMmr2=mv2r=m2r=ma,可得v=GMr,=GMr3,a=GMr2。因为r卫星a2a3B.a1a2a3C.a1a3a2D.a1=a2a3答案C由于赤道上随地球自转而运动的物体与地球同步轨道卫星的周期相同,地球半径小于同步轨道半径,根据向心加速度公式a=42T2r,得a1a3;近地圆轨道卫星与地球同步轨道卫星都仅受万有引力作用,由牛顿第二定律得,它们的加速度都可表示为a=GMr2,又因为近地圆轨道半径小于同步轨道半径,所以a3a2,即C选项正确。8.我国“玉兔号”月球车被顺利送抵月球表面,并发回大量图片和信息。若该月球车在地球表面的重力为G1,在月球表面的重力为G2。已知地球半径为R1,月球半径为R2,地球表面处的重力加速度为g,则()A.“玉兔号”月球车在地球表面与月球表面质量之比为G1G2B.地球的质量与月球的质量之比为G1R22G2R12C.地球表面处的重力加速度与月球表面处的重力加速度之比为G2G1D.地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为G1R1G2R2答案D“玉兔号”月球车无论在月球表面还是在地球表面,质量不会变化,所以“玉兔号”月球车在地球表面与月球表面质量之比为11,选项A错。在地球表面月球车的重力G1=mg1,在月球表面月球车的重力G2=mg2,所以地球表面处的重力加速度与月球表面处的重力加速度之比g1g2=G1G2,选项C错。行星表面万有引力提供重力,即G1=GM1mR12,G2=GM2mR22,可得M1M2=G1R12G2R22,选项B错。第一宇宙速度等于天体表面卫星的线速度即v=gR,据此可得v1=g1R1和v2=g2R2,可得地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比v1v2=g1R1g2R2=G1R1G2R2,选项D对。9.“神舟十号”飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动,其轨道距离地面约340 km,则关于飞船的运行,下列说法中正确的是()A.飞船处于平衡状态B.地球对飞船的万有引力提供飞船运行的向心力C.飞船运行的速度大于第一宇宙速度D.飞船运行的加速度大于地球表面的重力加速度答案B飞船绕地球做匀速圆周运动时并不处于平衡状态,因为运动其方向在改变,故A错误;地球对飞船的万有引力提供飞船运行的向心力,B正确;由于飞船的轨道半径比地球的半径大,由v=GMr、a=GMr2可知,飞船运行的速度小于第一宇宙速度,飞船运行的加速度小于地球表面的重力加速度,故C、D是错误的。10.(多选)2012年6月18日,神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343 km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气。下列说法正确的是()A.为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会增加C.如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低D.航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用答案BC可认为目标飞行器是在圆形轨道上做匀速圆周运动,由v=GMr知轨道半径越大时运行速度越小。第一宇宙速度为当r等于地球半径时的运行速度,即最大的运行速度,故目标飞行器的运行速度应小于第一宇宙速度,A错误;如不加干预,稀薄大气对天宫一号的阻力做负功,使其机械能减小,引起高度的下降,从而地球引力又对其做正功,当地球引力所做正功大于空气阻力所做负功时,天宫一号的动能就会增加,故B、C皆正确;航天员处于完全失重状态的原因是地球对航天员的万有引力全部用来提供使航天员随天宫一号绕地球运行的向心力了,而非航天员不受地球引力作用,故D错误。二、非选择题(共40分)11.(20分)已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,不考虑地球自转的影响。(1)推导第一宇宙速度v1的表达式;(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为h,求卫星的运行周期T。答案(1)v1=Rg(2)2R(R+h)3g解析(1)设卫星的质量为m,地球的质量为M在地球表面附近满足GMmR2=mg得GM=R2g卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力mv12R=GMmR2式代入式,得到v1=Rg(2)考虑式,卫星受到的万有引力为F=GMm(R+h)2=mgR2(R+h)2由牛顿第二定律F=m42T2(R+h)式联立解得T=2R(R+h)3g12.(20分)(2016北京东城期中,21,8分)“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星,已知它在距月球表面高度为h的圆形轨道上运行,运行周期为T,引力常量为G,月球半径为R(1)求月球的质量;(2)求月球的密度;(3)求月球表面的重力加速度。答案(1)42(R+h)3GT2(2)3(R+h)3GT2R3(3)42(R+h)3T2R2解析(1)设月球的质量为M,探月卫星的质量为m,根据万有