【三维设计】高三物理第一轮复习 万有引力与航天名师备选题库（含解析）.doc

教师备选题库： 万有引力与航天1甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是()a甲的周期大于乙的周期b乙的速度大于第一宇宙速度c甲的加速度小于乙的加速度d甲在运行时能经过北极的正上方2“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期t，已知引力常量为g，半径为r的球体体积公式vr3，则可估算月球的()a密度 b质量c半径 d自转周期3星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2v1。已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6。不计其他星球的影响。则该星球的第二宇宙速度为()a. b.c. d.4假设有一个从地面赤道上某处连向其正上方地球同步卫星的“太空电梯”。关于“太空电梯”上各处，说法正确的是()a重力加速度相同b线速度相同c角速度相同d各质点处于完全失重状态5木星是太阳系中最大的行星，它有众多卫星。观察测出：木星绕太阳做圆周运动的半径为r1、周期为t1；木星的某一卫星绕木星做圆周运动的半径为r2、周期为t2。已知万有引力常量为g，则根据题中给定条件()a能求出木星的质量b能求出木星与卫星间的万有引力c能求出太阳与木星间的万有引力d可以断定6.如图1所示，在同一轨道平面上的三个人造地球卫星a、b、c在某一时刻恰好在同一直线上，下列说法正确的有() 图1a根据v，可知vavbfbfcc向心加速度aaabacd运动一周后，c先回到原地点7我国成功发射了“神舟七号”载人飞船，假设飞船绕地球做匀速圆周运动，下列正确的是()a飞船的运行速度小于地球的第一宇宙速度b若知道飞船运动的周期和轨道半径，再利用万有引力常量，就可算出地球的质量c若宇航员从船舱中慢慢“走”出并离开飞船，飞船速率将减小d若有两个这样的飞船在同一轨道上，相隔一段距离一前一后沿同一方向绕行，只要后一飞船向后喷气加速，则两飞船一定能实现对接8同重力场作用下的物体具有重力势能一样，万有引力场作用下的物体同样具有引力势能。若取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为r时的引力势能为epg(g为万有引力常量)，设宇宙中有一个半径为r的星球，宇航员在该星球上以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的物体，不计空气阻力，经t秒后物体落回手中，则()a在该星球表面上以 的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面b在该星球表面上以2 的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面c在该星球表面上以 的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面d在该星球表面上以2的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面9为了探测 x 星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为 r1的圆轨道上运动，周期为 t1，总质量为 m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为 r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为 m2，则()ax星球的质量为 m bx星球表面的重力加速度为 gx c登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为 d登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为t2 t1 10银河系的恒星中大约四分之一是双星，某双星由质量不等的星体s1和s2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点c做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为t，s1到c点的距离为r1，s1和s2的距离为r，已知引力常量为g。由此可求出s2的质量为()a. b.c. d.11发射地球同步卫星时，先将卫星发射到距地面高度为h1的近地圆轨道上，在卫星经过a点时点火实施变轨进入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点b点再次点火将卫星送入同步轨道，如图2所示。已知同步卫星的运动周期为t，地球的半径为r，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响。求：图2(1)卫星在近地点a的加速度大小；(2)远地点b距地面的高度。12如图3所示，一位宇航员站在某质量分布均匀的星球表面的一斜坡上的a点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点b，斜坡的倾角为，已知该星球的半径为r。求：图3(1)该星球表面的重力加速度；(2)该星球的第一宇宙速度。详解答案1解析：对同一个中心天体而言，根据开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，周期就越长，a正确。第一宇宙速度是环绕地球运行的最大线速度，b错。由gma可得轨道半径大的天体加速度小，c正确。同步卫星只能在赤道的正上空，不可能过北极的正上方，d错。答案：ac2解析：“嫦娥二号”在近月表面做匀速圆周运动，已知周期t，有gmr。无法求出月球半径r及质量m，但结合球体体积公式可估算出密度，a正确。答案：a3解析：该星球的第一宇宙速度：gm在该星球表面处万有引力等于重力：gm由以上两式得v1 则第二宇宙速度v2 ，故a正确。答案：a4解析：连接赤道和同步卫星的电梯各处的角速度相同，离地球越远的点，线速度越大，b错误，c正确；由mg得离地球越远的点，重力加速度越小，a错误；只有在万有引力等于向心力时才处于完全失重状态，由向心力fm2(rh)得离地球越远，向心力越大，由万有引力f1得离地球越远，万有引力越小，其向心力与万有引力不相等，所以电梯间质点不能处于完全失重状态，d错误。答案：c5解析：木星绕太阳做匀速圆周运动所需向心力由万有引力提供：gm木r1；卫星绕木星做匀速圆周运动所需向心力由万有引力提供：gmr2，由此式可求得木星的质量，两式联立即可求出太阳与木星间的万有引力，所以a、c正确。由于不知道卫星的质量，不能求得木星与卫星间的万有引力，故b不正确。又，故d不正确。答案：ac6解析：由mma可得：v，故vavbvc，不可用v比较v的大小，因卫星所在处的g不同，a错误；由a，可得aaabac，c正确；万有引力f，但不知各卫星的质量大小关系，无法比较fa、fb、fc的大小，b错误；由t可知，c的周期最大，最晚回到原地点，故d错误。答案：c7解析：根据gm，得v ，飞船的轨道半径r大于地球半径r，所以飞船的运行速度小于地球的第一宇宙速度，a对；根据gmr，若知道飞船运动的周期和轨道半径，再利用万有引力常量，就可算出地球的质量，b对；若宇航员从船舱中慢慢“走”出并离开飞船，飞船速率仍为v ，是不变的，c错；若有两个这样的飞船在同一轨道上，相隔一段距离一前一后沿同一方向绕行，如果后一飞船向后喷气加速，会偏离原来的轨道，无法实现对接，d错。答案：ab8解析：设该星球表面附近的重力加速度为g，物体竖直上抛运动有：0v0，在星球表面有：mgg，设绕星球表面做圆周运动的卫星的速度为v1，则mg，联立解得v1 ，a正确；2 ，b正确；从星球表面竖直抛出物体至无穷远速度为零的过程，有mv22ep0，即mv22g，解得v22 ，c错误，d正确。答案：abd9解析：探测飞船做圆周运动时有 g m1()2r1，解得 m，选项a正确；因为星球半径未知，所以选项b错误；根据 gm，得 v ，所以 ，选项c错；根据开普勒第三定律得选项d正确。答案：ad10解析：取s1为研究对象，s1做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：gm1()2r1，得：m2，所以选项d正确。答案：d11解析：(1)设地球质量为m，卫星质量为m，万有引力常量为g，卫星在a点的加速度为a，根据牛顿第二定律gma物体在地球赤道表面上受到的万有引力等于重力gmg由以上两式得a(2)设远地点b距地面高度为h2，卫星受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有：gm(rh2)解