高考物理二轮复习高分突破专题二曲线运动万有引力与航天第9课时万有引力与航天.docx

第9课时万有引力与航天选择题(在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1(20169月绍兴适应性考试)我国卫星移动通信系统首发星，被誉为中国版海事卫星的天通一号01星，在2016年8月6日在西昌卫星发射中心顺利升空并进入距离地球约三万六千公里的地球同步轨道。这标志着我国迈入了卫星移动通信的“手机时代”。根据这一信息以及必要的常识，尚不能确定该卫星的()A质量 B轨道半径C运行速率 D运行周期解析由距离地球约三万六千公里的地球同步轨道，可以确定轨道半径R和周期T，由v可确定运动速率v，而不能确定的是该卫星的质量。答案A2在牛顿发现太阳与行星间引力的过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，这是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是 ()A研究对象的选取 B理想化过程C类比 D等效解析求太阳对行星的引力F时，行星是受力物体，有F(m是行星的质量)，求行星对太阳的作用力F时，太阳是受力物体，类比可得F(M是太阳的质量)，C正确。答案C3如图1所示，a是地球赤道上的一点，t0时刻在a的正上空有b、c、d三颗轨道均位于赤道平面的地球卫星，这些卫星绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球自转方向(顺时针方向)相同，其中c是地球同步卫星。设卫星b绕地球运行的周期为T，则在tT时刻这些卫星相对a的位置最接近实际的是()图1解析a是地球赤道上的一点，c是地球同步卫星，则c始终在a的正上方；由Gmr，得T，故r越大，T越大，则b比d超前。答案C4第一宇宙速度是用rR地计算出来的，实际上人造地球卫星轨道半径都是rR地，那么轨道上的人造卫星的线速度都()A等于第一宇宙速度 B大于第一宇宙速度C小于第一宇宙速度 D以上三种情况都可能解析由Gm得v可知：轨道半径越大，卫星的绕行速度越小，第一宇宙速度是用rR地计算出来的，所以轨道上的人造卫星的绕行速度v卫必小于第一宇宙速度，故选C项。答案C5如图2所示的圆a、b、c，其圆心均在地球的自转轴上，下列对环绕地球做匀速圆周运动的说法不正确的是()图2A卫星的轨道可能为a B卫星的轨道可能为bC卫星的轨道可能为c D同步卫星的轨道只可能为b解析地球卫星做圆周运动的向心力都是由万有引力提供，所以卫星的轨道圆心就是地球的球心，故a不可能成为卫星的轨道；同步卫星的轨道只能在赤道平面内。答案A6紫金山天文台发现的一颗绕太阳运行的小行星被命名为“南大仙林星”。如图3所示，轨道上a、b、c、d四个位置中，该行星受太阳引力最大的是()图3Aa Bb Cc Dd解析“南大仙林星”绕太阳运行时，该行星受太阳引力的大小为F，因为a点与太阳间距最小，则a点受到的太阳引力最大。答案A7下列关于绕地球运行的卫星的运行速度的说法中正确的是()A一定等于7.9 km/sB一定小于7.9 km/sC大于或等于7.9 km/s，而小于11.2 km/sD只需大于7.9 km/s解析卫星在绕地球运行时，万有引力提供向心力，由此可得v，所以轨道半径r越大，卫星的环绕速度越小，实际的卫星轨道半径大于地球半径R，所以环绕速度一定小于第一宇宙速度，即v7.9 km/s。而C选项是发射人造地球卫星的速度范围。答案B8宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面(设月球半径为R)。据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为()A. B. C. D.解析设月球表面的重力加速度为g，由物体“自由落体”可得hgt2，飞船在月球表面附近做匀速圆周运动可得Gm，在月球表面附近mg，联立得v，故B正确。答案B9.a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星。其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道在同一平面上。某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图4所示。下列说法中正确的是()Aa、c的加速度大小相等，且大于b的加速度Bb、c的角速度大小相等，且小于a的角速度Ca、c的线速度大小相等，且小于d的线速度Da、c存在在P点相撞的危险解析由Gmmr2mrma可知，选项A正确，B、C错误；因a、c的轨道半径相同，周期相同，只要图示时刻不撞，以后就不可能相撞了，D错误。答案A10北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，该系统将由35颗卫星组成，卫星的轨道有三种：地球同步轨道、中轨道和倾斜轨道。其中，同步轨道半径大约是中轨道半径的1.5倍，那么同步卫星与中轨道卫星的周期之比约为 ()A B C D()2解析由开普勒第三定律k，可得，则()，选项C正确。答案C11假设将来人类登上了火星，航天员考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时，经历了如图5所示的变轨过程，则有关这艘飞船的说法，下列正确的是()图5A飞船在轨道上运动到P点的速度大于在轨道上运动到P点的速度B飞船绕火星在轨道上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以与轨道同样的轨道半径运动的周期相同C飞船在轨道上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道上运动到P点时的加速度D飞船在轨道上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度解析飞船在轨道上经过P点时，要点火加速，使其速度增大做离心运动，从而转移到轨道上，所以飞船在轨道上运动到P点的速度小于在轨道上运动到P点的速度，A错误；根据Gmr()2，得周期公式T2，虽然r相等，但是由于地球和火星的质量不等，所以周期T不相等，故B错误；飞船在轨道上运动到P点时与飞船在轨道上运动到P点时受到的万有引力大小相等，加速度相等，故C错误；飞船在轨道上从P点运动到Q点过程，飞船做离心运动，P点速度大于Q点的速度，故D正确。答案D12为了测量某行星的质量和半径，宇航员记录了登陆舱在该行星表面做圆周运动的周期T，登陆舱在行星表面着陆后，用弹簧测力计称量一个质量为m的砝码，读数为N。已知引力常量为G。则下列说法错误的是()A该行星的质量为B该行星的半径为C该行星的密度为D该行星的第一宇宙速度为解析据Nmg0mR，得R，B选项错；由GmR，得M，又R，则M，A正确；密度，C正确；第一宇宙速度v，D正确。答案B13如图6，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2，则()图6A. B.C. D.解析由题意知，两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据Gm，得v，所以，故A正确，B、C、D错误。答案A14如图7，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是()图7A甲的向心加速度比乙的小B甲的运行周期比乙的小C甲的角速度比乙的大D甲的线速度比乙的大解析由万有引力提供向心力得Gmm2rmamr，变形得：a，v，T2，只有周期T和M成减函数关系，而a、v、和M成增函数关系，故选A。答案A15(20169月台州质量评估)2016年3月30日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭，成功发射第22颗地球同步轨道卫星北斗导航卫星。在2005年，我国还成功发射了“神州”六号载人飞船。飞船入轨后，环绕地球飞行77圈，历时115个小时。假设飞船和该卫星都做圆周运动，那么飞船和卫星在各自轨道上运行时()A飞船运动速度比卫星小B飞船运动的加速度比卫星小C飞船离地面的高度比卫星小D飞船运行的角速度比卫星小解析地球同步轨道卫星北斗导航卫星的周期为24小时，“神舟”六号载人飞船的周期为小时1.5小时，T卫T飞，由牛顿第二定律GmmammR2得：R，a，v，又RR地h，所以C正确，A、B、D错误。答案C16有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图8所示，则()图8Aa的向心加速度等于重力加速度gB在相同时间内b转过的弧长最长Cc在4小时内转过的圆