【名师一号】高考物理一轮 44万有引力与航天双基练 新人教版.doc

2014名师一号高考物理一轮双基练：4-4万有引力与航天a级双基达标1.我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站如练图441所示，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近，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，下列说法中不正确的是()练图441a图中航天飞机正加速飞向b处b航天飞机在b处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速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解析关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近，引力做正功，航天飞机的动能增加，即速度增加，所以a项正确；航天飞机在b处椭圆轨道上做的是离心运动(提供的万有引力小于做圆周运动所需的向心力)，要由椭圆轨道进入圆轨道，必须减小速度，所以b项正确；由gmr可求出月球质量m，所以c项正确；由于空间站自身的质量未知，因此没法算出空间站受到月球引力的大小，所以d项不正确本题答案为d项答案d2原香港中文大学校长、被誉为“光纤之父”的华裔科学家高锟和另外两名美国科学家共同分享了2009年度的诺贝尔物理学奖早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”假设“高锟星”为均匀的球体，其质量为地球质量的，半径为地球半径的，则“高锟星”表面的重力加速度是地球表面重力加速度的()a. b.c. d.解析根据黄金代换式g，并利用题设条件，可求出c项正确答案c3(2013重庆市月考)由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径减小了，那么，卫星的()a速率变大，周期变大 b速率变小，周期变大c速率变大，周期变小 d速率变小，周期变小解析根据万有引力提供向心力有gm2r可得v ，t2 ，可见，轨道半径r减小时，速率v变大，周期t变小，选项c正确答案c4.练图442(多选题)(2013山西省平遥中学质检)美国国家科学基金会2010年9月29日宣布，天文学家发现一颗迄今为止与地球最类似的太阳系外行星如练图442所示，这颗行星距离地球约20亿光年(189.21万亿公里)，公转周期约为37年，这颗名叫gliese581g的行星位于天秤座星群，它的半径大约是地球的1.9倍，表面重力加速度与地球相近则下列说法正确的是()a在地球上发射航天器到达该星球，航天飞机的发射速度至少要达到第三宇宙速度b该行星的公转速度比地球大c该行星的质量约为地球质量的3.61倍d要在该行星表面发射人造卫星，发射速度至少要达到7.9 km/s答案ac5下面是地球、火星的有关情况比较.星球地球火星公转半径1.5108 km2.25108 km自转周期23时56分24时37分表面温度15 100 0 大气主要成分78%的n2,21%的o2约95%的co2根据以上信息，关于地球及火星(行星的运动可看做圆周运动)，下列推测正确的是()a地球公转的线速度小于火星公转的线速度b地球公转的向心加速度大于火星公转的向心加速度c地球的自转角速度小于火星的自转角速度d地球表面的重力加速度大于火星表面的重力加速度解析地球和火星都绕太阳公转，由gm，得v ，地球公转的半径小，故地球公转的线速度大，a项错误；由gma，得地球公转的向心加速度大于火星公转的向心加速度，b项正确；地球自转周期小于火星，由得地球的自转角速度大于火星的自转角速度，c项错误；由于题目没有给出地球和火星的质量及相应的半径，故不能比较它们表面的重力加速度，d项错误答案b6某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变，某次测量卫星的轨道半径为r1，后来变为r2(r2r1)，用ek1、ek2表示卫星在这两个轨道上的动能，t1、t2表示卫星在这两个轨道上的运行周期，则()aek2ek1，t2t1 bek2t1cek2ek1，t2ek1，t2t1解析由gm可得v ，又因为ekmv2，则ek，所以ek2ek1，又由gmr2得t ，则t，所以t2v1v3 bv1v2v3ct1t3t2t3解析地球同步卫星的运动周期与地球自转周期相同，即t1t3，又2/t，所以它们的角速度相同，根据关系式vr可知，v1v3；地球同步卫星和人造卫星都围绕地球转动，它们受到的地球的引力提供向心力，即gm2r可得v ，t2 ，可见，轨道半径r减小时，速率v变大，周期t变小，所以v1v2，t2t1，所以v3v1v2，t2f3 ba1a2ga3cv1v2vv3 d132解析地球同步卫星的运动周期与地球自转周期相同，角速度相同，即13，根据关系式vr和a2r可知，v1v3，a1a3；人造卫星和地球同步卫星都围绕地球转动，它们受到的地球的引力提供向心力，即gm2rma可得v ，ag， ，可见，轨道半径大的线速度、向心加速度和角速度均小，即v2v3，a2a3，23；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)的线速度就是第一宇宙速度，即v2v，其向心加速度等于重力加速度，即a2g；所以vv2v3v1，ga2a3a1，231，又因为fma，所以f2f3f1；可见，选项a、b、c错误，d正确本题答案为d.答案d4(2013广西区柳铁一中月考)天文学家如果观察到一个星球独自做圆周运动，那么就想到在这个星球附近存在着一个看不见的星体黑洞星球与黑洞由万有引力的作用组成双星，以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，那么()a它们做圆周运动的角速度与其质量成反比b它们做圆周运动的周期与其质量成反比c它们做圆周运动的半径与其质量成反比d它们所受的向心力与其质量成反比解析由于该双星和它们的轨道中心总保持三点共线，所以在相同时间内转过的角度必相等，即它们做匀速圆周运动的角速度必相等，因此周期也必然相同，选项a、b错误；因为它们所受的向心力都是由它们之间的相互作用力来提供，所以大小必然相等，选项d错误；由fm2r可得r，选项c正确答案c5.练图444(多选题)(2013云南省昆明一中月考)“嫦娥一号”探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球如练图444所示是绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道a点是2轨道的近地点，b点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7 km/s，则下列说法中正确的是()a卫星在2轨道经过a点时的速率一定大于7.7 km/sb卫星在2轨道经过b点时的速率一定小于7.7 km/sc卫星在3轨道所具有的机械能小于2轨道所具有的机械能d卫星在3轨道所具有的最大速率小于2轨道所具有的最大速率解析因为卫星的发射高度越大，需要克服引力做功越多，根据能量守恒定律，最终运行时的机械能越大，所以卫星在3轨道所具有的机械能大于2轨道所具有的机械能，而卫星在2轨道所具有的机械能大于1轨道所具有的机械能，选项c错误；因为卫星在2轨道所具有的机械能大于1轨道所具有的机械能，而卫星在两个轨道上经过a点时的势能相等，所以卫星在2轨道经过a点时的速率大于卫星在1轨道经过a点时的速率，即卫星在2轨道经过a点时的速率一定大于7.7 km/s，选项a正确；因为卫星在2轨道经过b点时的运行半径大于1轨道的运行半径，根据关系式v 可知，因为卫星在2轨道经过b点时的运行速率小于1轨道的运行速率，即卫星在2轨道经过b点时的速率一定小于7.7 km/s，选项b正确；无论卫星是在2轨道上运行还是在3轨道上运行，都是运行到a位置时速率最大，并且卫星在该位置时的势能不随轨道的改变而改变，再考虑到卫星在3轨道所具有的机械能大于2轨道所具有的机械能，所以卫星在3轨道上经过a点时的速率大于卫星在2轨道经过a点时的速率，即卫星在3轨道所具有的最大速率大于2轨道所具有的最大速率，选项d错误答案ab6假设地球是一半径为r、质量分布均匀的球体一矿井深度为d.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为()a1 b1c.2 d.2解析本题难度较大，关键如何认识与理解“质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零”根据万有引力定律，在地球表面，fmg1g可得g1gm1v球r3根据题意，在矿井底部，地球的有效质量为：m2v(rd)3则fmg2g可得g2g综上所述，联立可得g2/g11，答案为a.答案a7(2013湖北省武汉市联考)地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆天文学家哈雷曾经在1662年跟踪过一颗彗星