【优化指导】高考物理总复习 课时作业11 万有引力与航天 新人教版.doc

【优化指导】2013高考物理总复习 课时作业11 万有引力与航天 新人教版2(2011北京高考)由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的()a质量可以不同 b轨道半径可以不同c轨道平面可以不同 d速率可以不同解析：万有引力提供卫星的向心力m()2rm，解得周期t2，环绕速度v，可见周期相同的情况下轨道半径必然相同，b错误；轨道半径相同必然其环绕速度相同，d错误；同步卫星相对于地面静止在赤道上空，所有的同步卫星的运行轨道都在赤道上空同一个圆轨道上，c错误；同步卫星的质量可以不同，a正确答案：a3(2011四川高考)据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55cancri e”该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的，母星的体积约为太阳的60倍假设母星与太阳密度相同，“55cancri e”与地球均做匀速圆周运动，则“55cancri e”与地球的()a轨道半径之比约为b轨道半径之比约为c向心加速度之比约为d向心加速度之比约为解析：由公式gm()2r，可得通式r，从而判断a错，b对；再由gma得通式ag，可知c、d错答案：b4天文学家估测一个密度约为1.5103 kg/m3的液态星球能否存在，他的主要判断依据之一就是它自转的周期，已知万有引力常量g6.671011nm2/kg2，假若该星球存在，其自转周期的最小值约为()a1103 s b1104 sc1105 s d1106 s解析：若该液态星球存在，则其赤道上的一个小物体能随星球一起做匀速圆周运动，一定有gmr，其中星球质量mv r3，联立解得b正确答案：b5(2012绵阳模拟)随着探月工程的不断实施，在不久的将来，我国宇航员将登上月球进行科学实验假如一宇航员在月球表面以竖直向上的速度v0抛出一个小球，经时间t后以同样大小的速度落到月球表面，设月球半径为r，则飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的速度大小是()a. b. c. d.解析：设月球表面重力加速度大小为g，物体竖直上抛运动过程中，取向上为正方向，则有：v0v0(g)t，解得g2v0/t；飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，重力提供向心力，即：mgm，解两式得：v，可知本题只有选项a正确答案：a6“月球勘测轨道器”(lro)每天在50 km的高度穿越月球两极上空10次若以t表示lro在离月球表面高度h处的轨道上做匀速圆周运动的周期，以r表示月球的半径，则()alro运行时的向心加速度为blro运行时的向心加速度c月球表面的重力加速度为d月球表面的重力加速度为解析：lro做匀速圆周运动，向心加速度a2r，a错误，b正确；lro做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，gma，又月球表面上gmg，可得月球表面的重力加速度g，c错误，d正确答案：bd7某同学参加课外活动小组时上网查到了以下一些与地球、月球有关的数据：地球半径为r，月球半径为r，万有引力常量为g，月球绕地球转动一周的时间为t，光速为c,1969年8月1日第一次用激光器向位于正上方的月球表面发射出激光光束，经过时间t接收到从月球表面反射回来的激光信号，把上述数据拿到活动小组上讨论，同学们发表了以下不同的观点，你认为正确的是()a甲同学认为：利用上述数据可以计算出地球的质量b乙同学认为：利用上述数据可以计算出地球的平均密度c丙同学认为：利用上述数据可以计算出月球的质量d丁同学认为：利用上述数据可以计算出月球的平均密度解析：由发出到接收激光反射信号经历的时间可求出地球表面到月球表面的距离为sc，故月球绕地球做圆周运动的轨道半径为rsr，即rr.又因为已知绕行周期t，由基本方程式 mrg得：m；又因为mr3，所以，可见a、b都正确，而月球是环绕星球，找不到它的环绕物体，故月球的质量和密度无法计算，所以c、d错误答案：ab8.(2012威海模拟)如图所示，是美国的“卡西尼”号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道若“卡西尼”号探测器在半径为r的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t，已知万有引力常量为g，则下列关于土星质量m和平均密度的表达式正确的是()am，bm，cm，dm，解析：设“卡西尼”号的质量为m，土星的质量为m，“卡西尼”号围绕土星的中心做匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供，gm(rh)()2，其中t，解得m.又土星体积vr3，所以.答案：d9.(2012宜昌模拟)如图所示，a为静止于地球赤道上的物体，b为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，c为绕地球做圆周运动的卫星，p为b、c两卫星轨道的交点已知a、b、c绕地心运动的周期相同，下列说法中正确的是()a物体a和卫星c具有相同大小的加速度b卫星c的运行速度大于物体a的速度c卫星b在p点的加速度与卫星c在该点加速度大小不相等d若已知物体a的周期和万有引力常量，可求出地球的平均密度解析：由a()2r可知aa小于ac，a错误；由vr可知vc大于va，b正确；卫星在空中运行时，加速度是由万有引力产生的，由gma，得ag，可知卫星b在p点的加速度大小与卫星c在该点加速度大小相等，c错误；由于物体a不是卫星，不能由gm()2r得出地球的平均密度，d错误答案：b10(2012太原模拟)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mvep0，即mvg，解得v02，c错误，d正确答案：abd11(全国高考)如图所示，质量分别为m和m的两个星球a和b在引力作用下都绕o点做匀速圆周运动，星球a和b两者中心之间距离为l.已知a、b的中心和o三点始终共线，a和b分别在o的两侧引力常数为g.(1)求两星球做圆周运动的周期；(2)在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球a和b，月球绕其轨道中心运行的周期记为t1.但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期t2.已知地球和月球的质量分别为5.981024kg 和 7.35 1022kg .求t2与t1两者平方之比(结果保留3位小数)解析：(1)a和b绕o做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供向心力，则a和b的向心力相等且a和b和o始终共线，说明a和b有相同的角速度和周期因此有m2rm2r，rrl，连立解得r l，r l对a根据牛顿第二定律和万有引力定律得m()2l化简得t2 .(2)将地月看成双星，由(1)得t12 将月球看作绕地心做圆周运动，根据牛顿第二定律和万有引力定律得 m()2l化简得t22 所以两种周期的平方比值为()21.01.答案：(1)2 (2)1.01122007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星gliese 581c.这颗绕红矮星gliese 581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍，质量约为地球的5倍，绕红矮星gliese 581运行的周期约为13天假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，则由此可求得：(1)飞