高考物理 活学巧练夯实基础7.doc

2014高考物理活学巧练夯实基础7一、单项选择题(本题共5小题，每小题5分，共计25分每小题只有一个选项符合题意)1近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为t，则火星的平均密度的表达式为(k为某个常数)()akt bckt2 d2宇宙飞船在半径为r1的轨道上运行，变轨后的半径为r2，r1r2.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船的()a线速度变小 b角速度变小c周期变大 d向心加速度变大3在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里，一宇航员手拿一只小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，如图447所示下列说法正确的是()图447a宇航员相对于地球的速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间b若宇航员相对于太空舱无初速释放小球，小球将落到“地面”上c宇航员将不受地球的引力作用d宇航员对“地面”的压力等于零4已知地球同步卫星的轨道半径是地球半径的k倍，则()a第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的k倍b第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的 倍c地球表面附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的k倍d地球表面附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的 倍图4485 2010年10月1日下午18时59分57秒，中国探月工程二期工程的先导星“嫦娥二号”卫星，在西昌点火升空，准确入轨探月卫星发动机关闭，轨道控制结束，卫星进入地月转移轨道图448中mn之间的一段曲线表示转移轨道的一部分，p是轨道上的一点，直线ab过p点且和两边的轨道相切下列说法中不正确的是()a卫星此段轨道上动能一直减小b卫星经过p点时动能最小c卫星经过p点时速度方向由p向bd卫星经过p点时加速度为零二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共计28分每小题有多个选项符合题意全部选对的得7分，选对但不全的得4分，错选或不答的得0分)图4496 1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点m和远地点n的高度分别为439 km和2 384 km，则()a卫星在m点的势能大于n点的势能b卫星在m点的角速度大于n点的角速度c卫星在m点的加速度大于n点的加速度d卫星在n点的速度大于7.9 km/s7已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍不考虑地球、月球自转的影响，由以上数据可推算出()a地球的平均密度与月球的平均密度之比约为8164b地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为 94c靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为89d靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器线速度之比约为814图44108我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站如图4410所示，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下经椭圆轨道向月球靠近，并将与空间站在b处对接已知空间站绕月轨道半径为r，周期为t，万有引力常量为g，下列说法中正确的是()a图中航天飞机在飞向b处的过程中，月球引力做正功b航天飞机在b处由椭圆轨道可直接进入空间站轨道c根据题中条件可以算出月球质量d根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小9宇宙飞船以周期为t绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图4411所示已知地球的半径为r，地球质量为m，引力常量为g，地球自转周期为t0，太阳光可看作平行光宇航员在a点测出地球的张角为，则()图4411a飞船绕地球运动的线速度为b一天内，飞船经历“日全食”的次数为t/t0c飞船每次“日全食”过程的时间为t0/(2)d飞船的周期为t 三、非选择题(本题共3小题，共47分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10 (14分)在月球上以初速度v0自高h处水平抛出的小球，射程可达x，已知月球半径为r，如果在月球上发射一颗月球的卫星，求它在月球表面附近环绕月球运动的周期是多少？11 (16分)已知地球半径为r，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响(1)推导第一宇宙速度v1的表达式；(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期t.12 (17分)一飞船在某星球表面附近，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为v1，飞船在离该星球表面高度为h处，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为v2，已知万有引力常量为g.试求：(1)该星球的质量；(2)若设该星球的质量为m，一个质量为m的物体在离该星球球心r远处具有的引力势能为ep，则一颗质量为m1的卫星由r1轨道变为r2(r1r2)轨道，对卫星至少做多少功？(卫星在r1、r2轨道上均做匀速圆周运动，结果请用m、m1、r1、r2、g表示)答案及解析1.【解析】火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动时，mr，又mr3，可得：，故只有d正确【答案】d2.【解析】根据gmm2rmma向得v ，可知变轨后飞船的线速度变大，a错；角速度变大，b错；周期变小，c错；向心加速度变大，d正确【答案】d3.【解析】7.9 km/s是发射卫星的最小速度，是卫星环绕地球运行的最大速度，可见，所有环绕地球运转的卫星、飞船等，其运行速度均小于7.9 km/s，故a错误；若宇航员相对于太空舱无初速释放小球，由于惯性，小球仍具有原来的速度，所以地球对小球的万有引力正好提供它做匀速圆周运动需要的向心力，即gm，其中m为小球的质量，故小球不会落到“地面”上，而是沿原来的轨道继续做匀速圆周运动，故b错误；宇航员受地球的引力作用，此引力提供宇航员随空间站绕地球作圆周运动的向心力，否则宇航员将脱圆周轨道，故c错；因宇航员受的引力全部提供了向心力，宇航员不能对“地面”产生压力，处于完全失重状态，d正确【答案】d4【解析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力为地球对卫星的万有引力根据万有引力定律和匀速圆周运动的规律可得gm，v ，随着轨道半径的增大，卫星的线速度减小第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，是发射卫星的最小速度第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的倍，a错误，b正确；根据万有引力定律和匀速圆周运动的规律可得gma，c、d错误【答案】b5【解析】依题意，卫星由m到p的过程中，需要克服地球的引力做功，动能减小，而在由p到n的过程中，月球的引力对其做功，动能增大，卫星经过p点时动能最小，但不能为零，故选项a错误、b正确；物体做曲线运动时，其速度沿曲线的切线方向，故选项c正确；卫星经过p点时所受地球和月球的引力合力为零，加速度为零，故d正确【答案】a6【解析】卫星在椭圆轨道上运行时，机械能守恒，则卫星在近地点m，运行速度大，动能大而势能小，在远地点n运行速度小，动能小，势能大，故a项错误卫星在m点运行速度大而轨道半径小，在n点运行速度小而轨道半径大，由可知卫星在m点的角速度大于n点的角速度，b项正确由ma知aman，故c项正确卫星在近地点的速度大于7.9 km/s时做离心运动，到远地点n时速度一定小于7.9 km/s才能做近心运动，再回到m点，所以d错误【答案】bc7【解析】天体密度，所以，故a对；万有引力近似等于重力，即gmg，g，则，故b错；万有引力提供向心力gm()2rm，t ，t ，则，故c对；v ，v ，则，故d错【答案】ac8【解析】航天飞机在飞向b处的过程中，飞机受到的引力方向和飞行方向之间的夹角是锐角，月球引力做正功；由运动的可逆性知，航天飞机在b处先减速才能由椭圆轨道进入空间站轨道；设绕月球飞行的空间站质量为m，mr，可以算出月球质量m；空间站的质量不知，不能算出空间站受到的月球引力大小【答案】ac9【解析】由题图几何关系可得宇宙飞船绕地球作圆周运动的半径rr/sin，vr2r/tsin，a对；一天内飞船经历“日全食”的次数应为t0/t，b错；由图可知，每次“日全食”过程的时间t，c错；由mr()2，解得：t ，d对【答案】ad10【解析】设月球表面的重力加速度为g，由平抛规律得xv0 解得g设近月卫星周期为t，则m()2rmg所以t2 .【答案】 11【解析】(1)设卫星的质量为m，地球的质量为m在地球表面附近满足gmg得gmr2g卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力