高考物理 模拟新题特快专递（第四期）专题五 万有引力和航天.doc

2013高考模拟新题特快专递第四期5专题五万有引力和航天1（2013上海市黄浦区期末）关于万有引力定律，下列说法正确的是（ ）（a）牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值（b）万有引力定律只适用于天体之间（c）万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律（d）地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的答案：c解析：牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测定了引力常量的数值，万有引力定律适用于任何物体之间，万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律，选项ab错误c正确；地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是不相同的，选项d错误。2（2013河南开封一模）随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点，假设深太空中有一颗外星球，其质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的，则下列判断正确的是： a该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星的周期 b某物体在该外星球表面所受的重力是在地球表面所受重力的4倍 c该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍d绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同答案：c解析：由于不知该外星球的自转周期，不能判断该外星球的同步卫星周期与地球同步卫星的周期的关系，选项a错误；由g=gm/r2，可知该外星球表面的重力加速度为8倍，选项b错误；由v=可知，该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍，选项c正确 ；绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度不相同，选项d错误。3（2013重庆九校联考）2011年11月3日，“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与“神州九号”第二次交会对接变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为r1、r2，对应的角速度和向心加速度分别为1、2和a1、a2，则有（ ）a bc变轨后的“天宫一号”比变轨前动能增大了，机械能增加了d在正常运行的“天宫一号”内，体重计、弹簧测力计、天平都不能使用了答案：b解析：由g=mr2可知，选项a错误；由g=ma可知，选项b正确。变轨后的“天宫一号”比变轨前动能减小了，机械能增加了，选项c错误；在正常运行的“天宫一号”内，体重计、天平都不能使用了，但是弹簧测力计可以使用，选项d错误。4（2013山东济南期中检测）经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星”的轨道均处在火星和木星轨道之间.已知“神舟星”平均每天绕太阳运行174万公里，“杨利伟星”平均每天绕太阳运行145万公里.假设两行星均绕太阳做匀速圆周运动，则两星相比较( )a.“神舟星”的轨道半径大 b.“神舟星”的公转周期大c.“神舟星”的加速度大 d.“神舟星”受到的向心力大【答案】c【解析】根据线速度的定义式得：v= ，已知“神舟星”平均每天绕太阳运行174万公里，“杨利伟星”平均每天绕太阳运行145万公里，可以得出：“神舟星”的线速度大于“杨利伟星”的线速度,研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：（其中m为太阳的质量，r为轨道半径），由于“神舟星”的线速度大于“杨利伟星”的线速度，所以“神舟星”的轨道半径小于“杨利伟星”的轨道半径，故a错误研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：，其中m为太阳的质量，r为轨道半径，由于“神舟星”的轨道半径小于“杨利伟星”的轨道半径，所以由于“神舟星”的周期小于“杨利伟星”的周期故b错误研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：，其中m为太阳的质量，r为轨道半径，由于“神舟星”的轨道半径小于“杨利伟星”的轨道半径，所以由于“神舟星”的加速度大于“杨利伟星”的加速度故c正确研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：f向= ，其中m为太阳的质量，r为轨道半径，m为卫星的质量由于不知道“神舟星”和“杨利伟星”的质量大小关系，所以两者的向心力无法比较故d错误故选c5（2013广州调研）如图，o是地球球心，下列说法正确的是bc地球oa赤道面da同步卫星轨道只能与轨道a共面b同步卫星轨道只能与轨道d共面c卫星可能的轨道为c、dd卫星可能的轨道为a、b答案：ac解析：同步卫星轨道只能与赤道共面，即只能与轨道a共面，选项a正确b错误。卫星可能的轨道必须过地心，卫星可能的轨道为a、c、d，选项c正确d错误。6（2013山东济南外国语学校测试）嫦娥二号探月卫星于2009年前后发射，其环月飞行的高度距离月球表面100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的嫦娥一号更加翔实。若两颗卫星环月运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示。则（ ）a嫦娥二号环月运行的周期比嫦娥一号更小b嫦娥二号环月运行的周期比嫦娥一号更大c嫦娥二号环月运行时向心加速度比嫦娥一号更小d嫦娥二号环月运行时向心加速度与嫦娥一号相等【答案】a【解析】设月球的质量为m，嫦娥卫星的质量为m，轨道半径为r由，得到，可知“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小；由可知，“嫦娥二号”环月运行时的向心加速度比“嫦娥一号”更大故只有a正确7. （2013山东济南测试）宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。设四星系统中每个星体的质量均为m，半径均为r，四颗星稳定分布在边长为a的正方形的四个顶点上已知引力常量为g关于四星系统，下列说法错误的是 ( )a四颗星围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动 b四颗星的轨道半径均为c四颗星表面的重力加速度均为 d四颗星的周期均为【答案】bd【解析】星体在其他三个星体的万有引力作用下，合力方向指向对角线的交点，围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，由几何知识可得轨道半径均为，故a正确b错误在星体表面，根据万有引力等于重力，可得，解得，c对。由万有引力定律和向心力公式得，d错误。8（7分）（2013河南中原名校第三次联考）天文工作者观测到某行星的半径为r1，自转周期为t1，它有一颗卫星，轨道半径为r2，绕行星公转周期为t2。若万有引力常量为g，求：（1）该行星的平均密度；（2）要在此行星的赤道上发射一颗质量为m的近地人造卫星，使其轨道平面与行星的赤道平面重合，且设行星上无气体阻力，则对卫星至少应做多少功？解析：.（1）卫星与行星之间的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力。g=mr2()2，解得：m=.v=r12=m/v=.(2)发射质量为m的人造卫星在该行星的近地轨道上运行，可以认为其轨道半径为r1，万有引力提供向心力，g=m,解得：v=.该人造卫星在此行星表面上随行星一起自转，自转的线速度v0=.要发射该卫星。对卫星至少应做功等于卫星动能的增量，w=mv2-mv02=-.9.（9分）（2013山东寿光市质检）已知地球的半径为r，地球表面的重力加速度大小为g，万有引力常量为g，不考虑地球自转的影响试求：（1）卫星环绕地球运行的第一宇宙速度v1的大小；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动且运行周期为t，求卫星运行的轨道半径r；（3）由题干所给条件，推导出地球平均密度p的表达式【解析】（1）设卫星的质量为m，地球的质量为m，根据万有引力定律，物体在地球表面附近满足，第一宇宙速度是指卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力，即，【或】，联立解得（1分）（2）根据r，联立解得（3）将地球看成是半径为r的均匀球体，其体积为地球的平均密度（2分），联立解得。10. (12分) （2013安徽望江二中月考）中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，飞船上备有以下实验仪器：a.计时表一只；b.弹簧测力计一把；c.已知质量为m的物体一个。在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行n圈所用的时间为t.飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量，利用上述两次测量的物理量可以推导出月球的半径和质量(已知引力常量为g，忽略月球的自转的影响)(1)说明机器人是如何进行第二次测量的？用相应的符号表示第二次测量的物理量，并写出相关的物的物理关系式，(2)试用上述两次测量的物理量和已知物理量推导月球半径和质量的表达式解析(1)机