高考物理一轮复习 专题4.5 万有引力定律与天体运动押题专练.doc

专题4.5 万有引力定律与天体运动1两颗人造卫星运动的轨迹都是圆，若轨道半径分别为r1、r2，向心加速度分别为a1、a2，角速度分别为1、2，则()a. b.c. d. 解析根据万有引力提供向心力有gm2rma，整理得 ，a.所以， ，d项正确答案d2如图1所示，在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员a静止(相对于空间舱)“站”在舱内朝向地球一侧的“地面”b上则下列说法中正确的是()图1a宇航员a不受重力作用b宇航员a所受重力与他在该位置所受的万有引力相等c宇航员a与“地面”b之间的弹力大小等于重力d宇航员a将一小球无初速度(相对空间舱)释放，该小球将落到“地面”b上答案b3关于环绕地球运行的卫星，下列说法正确的是()a分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期b沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率c在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同d沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合解析 由开普勒第三定律可知a错误；沿椭圆轨道运行的卫星在关于长轴对称的两点速率相等，故b正确；所有同步卫星的轨道半径均相等，故c错误；沿不同轨道运行的卫星，其轨道平面只要过地心即可，不一定重合，故d错误答案 b4一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的()a向心加速度大小之比为41b角速度之比为21c周期之比为18d轨道半径之比为12答案c5西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8107 m它与另一颗同质量的同步轨道卫星(轨道半径为4.2107 m)相比()a向心力较小b动能较大c发射速度都是第一宇宙速度d角速度较小解析由f向f万g知，中圆轨道卫星向心力大于同步轨道卫星(g、m、m相同)，故a错误由ekmv2，v ，得ek，且由r中r同知，中圆轨道卫星动能较大，故b正确第一宇宙速度是最小的卫星发射速度，故c错误由 可知，中圆轨道卫星角速度大，故d错误答案b6我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km，“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则()a“天宫一号”比“神舟八号”速度大b“天宫一号”比“神舟八号”周期长c“天宫一号”比“神舟八号”角速度大d“天宫一号”比“神舟八号”加速度大答案 b7“嫦娥二号”卫星发射后直接进入近地点高度200千米、远地点高度约38万千米的地月转移轨道直接奔月，如图2所示当卫星到达月球附近的特定位置时，卫星就必须“急刹车”，也就是近月制动，以确保卫星既能被月球准确捕获，又不会撞上月球，并由此进入近月点100千米、周期12小时的椭圆轨道a.再经过两次轨道调整，进入100千米的极月圆轨道b，轨道a和b相切于p点下列说法正确的是()图2a“嫦娥二号”卫星的发射速度大于7.9 km/s，小于11.2 km/sb“嫦娥二号”卫星的发射速度大于11.2 km/sc“嫦娥二号”卫星在a、b轨道经过p点的速度vavbd“嫦娥二号”卫星在a、b轨道经过p点的加速度分别为aa、ab，则aavb，但万有引力相同，加速度相同，c、d错误答案：a8北京航天飞行控制中心对“嫦娥二号”卫星实施多次变轨控制并获得成功首次变轨是在卫星运行到远地点时实施的，紧随其后进行的3次变轨均在近地点实施“嫦娥二号”卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施，是为了抬高卫星近地点的轨道高度同样的道理，要抬高远地点的高度就需要在近地点实施变轨图3为“嫦娥二号”某次在近地点a由轨道1变轨为轨道2的示意图，下列说法中正确的是()图3a“嫦娥二号”在轨道1的a点处应点火加速b“嫦娥二号”在轨道1的a点处的速度比在轨道2的a点处的速度大c“嫦娥二号”在轨道1的a点处的加速度比在轨道2的a点处的加速度大d“嫦娥二号”在轨道1的b点处的机械能比在轨道2的c点处的机械能大答案a9如图4所示，地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则()图4av1v2v3 bv1v3a2a3 da1a3a2解析由题意可知：山丘与同步卫星角速度、周期相同，由vr，a2r可知v1v3、a1a3；对同步卫星和近地资源卫星来说，满足v 、a，可知v3v2、a3a2，对比各选项可知b、d正确答案bd10据报道，科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星。假设该行星质量约为地球质量的6.4倍，半径约为地球半径的2倍。那么，一个在地球表面能举起64 kg物体的人在这个行星表面能举起的物体的质量约为多少(地球表面重力加速度g10 m/s2)()a40 kg b50 kgc60 kg d30 kg11已知一质量为m的物体静止在北极与赤道对地面的压力差为n，假设地球是质量分布均匀的球体，半径为r。则地球的自转周期为()at2 bt2 ct2 dt2 解析：选a在北极，物体所受的万有引力f与支持力n大小相等，在赤道处有fnnmr2，解得t2 ，a正确。12今有一个相对地面静止，悬浮在赤道上空的气球。对于一个站在宇宙背景惯性系的观察者，仅考虑地球相对其的自转运动，则以下对气球受力的描述正确的是()a该气球受地球引力、空气浮力和空气阻力b该气球受力平衡c地球引力大于空气浮力d地球引力小于空气浮力解析：选c气球环绕地球做圆周运动，速度与大气相同，没有空气阻力，重力比浮力大的部分提供向心加速度，选c。13“嫦娥三号”携带“玉兔号”月球车首次实现月球软着陆和月面巡视勘察，并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测。“玉兔号”在地球表面的重力为g1，在月球表面的重力为g2；地球与月球均视为球体，其半径分别为r1、r2；地球表面重力加速度为g。则()图2a月球表面的重力加速度为b月球与地球的质量之比为c月球卫星与地球卫星分别绕月球表面与地球表面运行的速率之比为 d“嫦娥三号”环绕月球表面做匀速圆周运动的周期为2 解析：选b由g1mg，g2mg月解得：g月g，a错误；由g1，g2，可解得：，又m，m，可解得月球卫星绕月球表面与地球卫星绕地球表面的速率之比 ，b正确，c错误；由mr2可得：t月 2 ，d错误。14火星表面特征非常接近地球，可能适合人类居住。2010年，我国志愿者王跃参与了在俄罗斯进行的“模拟登火星”实验活动。已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期基本相同。地球表面重力加速度是g，若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是()a王跃在火星表面所受火星引力是他在地球表面所受地球引力的倍b火星表面的重力加速度是c火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍d王跃在火星上向上跳起的最大高度是15据报道，目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器。探测器升空后，先在近地轨道上以线速度v环绕地球飞行，再调整速度进入地火转移轨道，最后再一次调整速度以线速度v在火星表面附近环绕飞行。若认为地球和火星都是质量分布均匀的球体，已知火星与地球的半径之比为12，密度之比为57，设火星与地球表面重力加速度分别为g和g，下列结论正确的是()agg41 bgg107cvv dvv 16宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球经过时间t，小球落到该星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为l.若抛出时初速度增大到原来的2倍，则抛出点与落地点之间的距离为l.已知两落地点在同一平面上，该星球的半径为r，万有引力常量为g.求该星球的质量m.解析设抛出点的高度为h，第一次平抛的水平射程为x，当初速度变为原来2倍时，水平射程为2x，如图所示由几何关系可知：l2h2x2(l)2h2(2x)2联立，得：hl设该星球表面的重力加速度为g则竖直方向hgt2又因为mg由联立，得m答案。17宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式