江苏省2012届高三高考物理一轮复习精选精练跟踪练习第四章第4单元 万有引力与航天

用心 爱心 专心1 第四章第四章 第第 4 4 单元单元 万有引力与航天万有引力与航天 一 单项选择题 本题共 6 小题 每小题 7 分 共 42 分 1 宇宙飞船在半径为R1的轨道上运行 变轨后的半径为R2 R1 R2 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 2 宇宙中两个星球可以组成双星 它们只在相互间的万有引力作用下 绕球心连线的某点 做周期相同的匀速圆周运动 根据宇宙大爆炸理论 双星间的距离在不断缓慢增加 设 双星仍做匀速圆周运动 则下列说法错误的是 A 双星相互间的万有引力减小 B 双星圆周运动的角速度增大 C 双星圆周运动的周期增大 D 双星圆周运动的半径增大 3 火星的质量和半径分别约为地球的和 地球表面的重力加速度为g 则火星表面的 1 10 1 2 重力加速度约为 A 0 2g B 0 4g C 2 5g D 5g 4 嫦娥一号 月球探测器在环绕月球运行过程中 设探测器运行的轨道半径为r 运 行速率为v 当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空 A r v 都将略为减小 B r v都将保持不变 C r将略为减小 v将略为增大 D r将略为增大 v将略为减小 5 天文学家发现某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动 并测出了行星的轨道半径和运 动周期 由此可推算出 A 行星的质量 B 行星的半径 C 恒星的质量 D 恒星的半径 6 某星球的质量约为地球质量的 9 倍 半径约为地球半径的一半 若从地球表面高h处平 抛一物体 射程为 60 m 则在该星球上 从同样高度以同样的初速度平抛同一物体 射程应为 A 10 m B 15 m C 90 m D 360 m 二 多项选择题 本题共 4 小题 每小题 7 分 共 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 3 分 错选或不答的得 0 分 7 牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据 运用严密的逻辑推理 建立了万有引力定 用心 爱心 专心2 律 在创建万有引力定律的过程中 牛顿 A 接受了胡克等科学家关于 吸引力与两中心距离的平方成反比 的猜想 B 根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实 得出物体受地球的引力与其质量 成正比 即F m的结论 C 根据F m和牛顿第三定律 分析了地月间的引力关系 进而得出F m1m2 D 根据大量实验数据得出了比例系数G的大小 8 有一宇宙飞船到了某行星上 该行星没有自转运动 以速度v接近行星赤道表面匀速飞 行 测出运动的周期为T 已知引力常量为G 则可得 A 该行星的半径为 vT 2 B 该行星的平均密度为 3 GT2 C 无法测出该行星的质量 D 该行星表面的重力加速度为 2 v T 9 一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动 飞船舱内有一质量为m的人站在可称体 重的台秤上 用R表示地球的半径 g表示地球表面处的重力加速度 g 表示宇宙飞 船所在处的地球引力加速度 FN表示人对秤的压力 下面说法中正确的是 A g 0 B g g R2 r2 C FN 0 D FN m g R r 10 2008 年 9 月 25 日至 28 日 我国成功实施了 神舟 七号载人航天飞行并实现了航 天员首次出舱 飞船先沿椭圆轨道飞行 后在远地点 343 千米处点火加速 由椭圆轨道 变成高度为 343 千米的圆轨道 在此圆轨道上飞船运行周期约为 90 分钟 下列判断正 确的是 A 飞船变轨前后的机械能相等 B 飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C 飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度 D 飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度 三 计算题 本题共 2 小题 共 30 分 解答时请写出必要的文字说明 方程式和重要的演 算步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单 位 11 15 分 2010 兰州模拟 荡秋千是大家喜爱的一项体育运动 随着科技迅速发展 将 来的某一天 同学们也会在其他星球上享受荡秋千的乐趣 假设你当时所在星球的质量 用心 爱心 专心3 为M 半径为R 可将人视为质点 秋千质量不计 摆长不变 摆角小于 90 引力常 量为G 那么 1 该星球表面附近时重力加速度g星等于多少 2 若经过最低位置的速度为v0 你能上升的最大高度是多少 12 15 分 2008 宁夏高考 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 用心 爱心 专心4 第四章 第 4 单元 万有引力与航天 参考答案与详细解析 一 单项选择题 本题共 6 小题 每小题 7 分 共 42 分 1 解析 根据G m m 2r m ma向得v 可知变轨后飞船的线速度 mM r2 v2 r 4 2r T2 GM r 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 D 2 解析 距离增大万有引力减小 A 正确 由m1r1 2 m2r2 2及r1 r2 r 得r1 r2 可知 D 正确 F G m1r1 2 m2r2 2 r增大F减小 r1增大 m2r m1 m2 m1r m1 m2 m1m2 r2 故 减小 B 错 由T 知 C 正确 2 答案 B 3 解析 由万有引力公式 在地球表面有G mg M地m R地2 在火星表面有G mg火 M火m R火2 由 得g火 g 0 4g 故 B 正确 M火R地2 M地R火2 答案 B 4 解析 当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时 受到的万有引力 即向心力会变大 故探测器的轨道半径会减小 由v 得出运行速率v将增大 故选 C GM r 答案 C 5 解析 设测出的行星轨道半径为r 周期为T 恒星的质量为M 行星的质量为m 则由 mr得 M 故 C 正确 GMm r2 4 2 T2 4 2r3 GT2 答案 C 6 解析 由平抛运动公式可知 射程x v0t v0 2h g 即v0 h相同的条件下x 1 g 又由g 可得 2 2 GM R2 g星 g地 M星 M地 R地 R星 9 1 2 1 36 1 用心 爱心 专心5 所以 x星 10 m 选项 A 正确 x星 x地 g地 g星 1 6 答案 A 二 多项选择题 本题共 4 小题 每小题 7 分 共 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 3 分 错选或不答的得 0 分 7 解析 A B C 三项符合物理史实 比例系数G是后来由卡文迪许测得的 D 错 答案 ABC 8 解析 由T 可得 R A 正确 由 m可得 M C 错误 由 2 R v vT 2 GMm R2 v2 R v3T 2 G M R3 得 B 正确 由 mg 得 g D 正确 4 3 3 GT2 GMm R2 2 v T 答案 ABD 9 解析 在地球表面处G mg 即GM gR2 在宇宙飞船内 G mg g Mm R2 Mm r2 GM r2 B 正确 宇宙飞船绕地心做匀速圆周运动时 其内物体处于完全失重状态 故 gR2 r2 FN 0 C 正确 答案 BC 10 解析 飞船点火变轨 前后的机械能不守恒 所以 A 不正确 飞船在圆轨道上时万 有引力来提供向心力 航天员出舱前后都处于失重状态 B 正确 飞船在此圆轨道上运动的 周期 90 分钟小于同步卫星运动的周期 24 小时 根据T 可知 飞船在此圆轨道上运动 2 的角速度大于同步卫星运动的角速度 C 正确 飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时只有万有 引力来提供加速度 变轨后沿圆轨道运动也是只有万有引力来提供加速度 所以相等 D 不 正确 答案 BC 三 计算题 本题共 2 小题 共 30 分 解答时请写出必要的文字说明 方程式和重要的演 算步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单 位 11 解析 1 设人的质量为m 在星球表面附近的重力等于万有引力 有 mg星 G Mm R2 解得g星 GM R2 2 设人能上升的最大高度为h 由功能关系得 mg星h mv02 1 2 用心 爱心 专心6 解得h R2v02 2GM 答案 1 2 GM R2 R2v02 2GM 12 解析 设两颗恒星的质