高考物理 44万有引力与航天领航规范训练.DOC

2014届高考物理领航规范训练：4-4万有引力与航天1(2012高考新课标卷)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()a1b1c.2 d.2解析：设地球密度为，地球质量mr3，地面下d处内部地球质量m(rd)3.地面处fggmr，d处fggm(rd)，地面处ggr，而d处gg(rd)，故，所以a选项正确答案：a21990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2 752号小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为16 km.若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度与地球相同已知地球半径r6 400 km，地球表面重力加速度为g.这个小行星表面的重力加速度为()a400g b.gc20g d.g解析：质量分布均匀的球体的密度，地球表面的重力加速度：g，吴健雄星表面的重力加速度：g，400，gg，故选项b正确答案：b3(2012高考北京卷)关于环绕地球运行的卫星，下列说法正确的是()a分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期b沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率c在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同d沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合解析：由开普勒第三定律可知a错误；沿椭圆轨道运行的卫星在关于长轴对称的两点速率相等，故b正确；所有同步卫星的轨道半径均相等，故c错误；沿不同轨道运行的卫星，其轨道平面只要过地心即可，不一定重合，故d错误答案：b4(2012高考江苏卷)2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的()a线速度大于地球的线速度b向心加速度大于地球的向心加速度c向心力仅由太阳的引力提供d向心力仅由地球的引力提供解析：飞行器与地球同步绕太阳运动，说明二者角速度、周期相同，由线速度vr，因飞行器的轨道半径大，所以飞行器的线速度大于地球的线速度，a正确；因向心加速度a2r，所以飞行器的向心加速度大于地球的向心加速度，b正确；由题意可知飞行器的向心力应由太阳和地球对飞行器的引力的合力提供，c、d均错误答案：ab5(2012高考安徽卷)我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km，“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则()a“天宫一号”比“神舟八号”速度大b“天宫一号”比“神舟八号”周期长c“天宫一号”比“神舟八号”角速度大d“天宫一号”比“神舟八号”加速度大解析：用万有引力定律处理天体问题的基本方法是：把天体的运动看成圆周运动，其做圆周运动的向心力由万有引力提供gmmr2mr2m(2f)2rma，只有b正确答案：b6我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比()a卫星动能增大，引力势能减小b卫星动能增大，引力势能增大c卫星动能减小，引力势能减小d卫星动能减小，引力势能增大解析：卫星每次变轨完成后到达轨道半径较大的轨道，由万有引力提供向心力，即，卫星的动能ekmv2，因此卫星动能减少；变轨时需要点火，使其机械能增加，因而引力势能增大，只有d正确答案：d7(2012高考山东卷)2011年11月3日，“神舟八号”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 “神舟九号”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，线速度大小分别为v1、v2.则等于()a. b. c. d.解析：本题考查天体运动，意在考查考生对圆周运动规律的运用能力“天宫一号”做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由gm可得v ，则变轨前后，选项b正确答案：b8(2013安师大附中高三摸底考试)星球上的物体脱离该星球引力所需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，表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的，不计其它星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为()a. b. c. d.gr解析：由第一宇宙速度公式可知，该星球的第一宇宙速度为v1，结合v2v1可得v2 ，c正确答案：c9(2013蚌埠模拟)“嫦娥二号”卫星发射后直接进入近地点高度200千米、远地点高度约38万千米的地月转移轨道直接奔月，如图所示当卫星到达月球附近的特定位置时，卫星就必须“急刹车”，也就是近月制动，以确保卫星既能被月球准确捕获，又不会撞上月球，并由此进入近月点100千米、周期12小时的椭圆轨道a.再经过两次轨道调整，进入100千米的极月圆轨道b，轨道a和b相切于p点下列说法正确的是()a“嫦娥二号”卫星的发射速度大于7.9 km/s，小于11.2 km/sb“嫦娥二号”卫星的发射速度大于11.2 km/sc“嫦娥二号”卫星在a、b轨道经过p点的速度vavbd“嫦娥二号”卫星在a、b轨道经过p点的加速度分别为aa、ab，则aavb，但万有引力相同，加速度相同，c、d错误答案：a10天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星双星系统在银河系中很普遍利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为t，两颗恒星之 间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量(引力常量为g)解析：设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为1、2.根据题意有12r1r2r根据万有引力定律和牛顿运动定律，有gm1r1gm2r2联立以上各式解得r1根据角速度与周期的关系知12联立式解得m1m2.答案：11宇航员在一行星上以10 m/s的初速度竖直上拋一质量为0.2 kg的物体，不计阻力，经2.5 s后落回手中，已知该星球半径为7 220 km.(1)该星球表面的重力加速度是多大？(2)要使物体沿水平方向拋出而不落回星球表面，沿星球表面拋出的速度至少是多大？(3)若物体距离星球无穷远处时其引力势能为零，则当物体距离星球球心r时其引力势能epg(式中m为物体的质量，m为星球的质量，g为引力常量)问要使物体沿竖直方向拋出而不落回星球表面，沿星球表面拋出的速度至少是多大？解析：(1)由匀变速运动规律知g m/s28 m/s2.(2)由万有引力定律得mgmv1 m/s7 600 m/s.(3)由机械能守恒，得mv00因为gg所以v2 m/s7 600 m/s10 746 m/s.答案：(1)8 m/s2(2)7 600 m/s(3)10 746 m/s12在某星球上，宇航员用弹簧测力计提着质量为m的物体以加速度a竖直上升，此时弹簧测力计示数为f，而宇宙飞船在靠近该星球表面绕星球