【名师一号】2013届高三物理一轮复习 4-4 万有引力定律及其天文学上的应用课时检测 新人教版

用心 爱心 专心1 第四讲第四讲 万有引力定律及其天文学上的应用万有引力定律及其天文学上的应用 一 单项选择题一 单项选择题 1 1 已知金星绕太阳的公转周期小于 已知金星绕太阳的公转周期小于 1 1 年 则可判定年 则可判定 A A 金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离 金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离 B B 金星的质量大于地球的质量 金星的质量大于地球的质量 C C 金星的密度大于地球的密度 金星的密度大于地球的密度 D D 金星的表面重力加速度大于地球的表面重力加速度 金星的表面重力加速度大于地球的表面重力加速度 解析解析 把行星轨道看做圆形 由把行星轨道看做圆形 由 k k可知 轨道半径越小 公转周期越小 所以金可知 轨道半径越小 公转周期越小 所以金 R R3 3 T T2 2 星到太阳的距离小于地球到太阳的距离 星到太阳的距离小于地球到太阳的距离 A A 正确 但不能比较两者的质量 密度以及星球正确 但不能比较两者的质量 密度以及星球 表面的重力加速度 表面的重力加速度 答案答案 A A 2 2 有一宇宙飞船到了某行星上 有一宇宙飞船到了某行星上 该行星没有自转运动该行星没有自转运动 以速度 以速度v v接近行星赤道表面匀接近行星赤道表面匀 速飞行 测出运动的周期为速飞行 测出运动的周期为T T 已知引力常量为 已知引力常量为G G 则可得 则可得 A A 该行星的半径为 该行星的半径为 v vT T B B 该行星的平均密度为 该行星的平均密度为 3 3 G GT T2 2 C C 无法测出该行星的质量 无法测出该行星的质量 D D 该行星表面的重力加速度为 该行星表面的重力加速度为 2 2v v T T 解析解析 由由T T 可得 可得R R A A 错误 由错误 由 m m 可得 可得M M C C 错误 由错误 由 2 2 R R v v v vT T 2 2 G GM Mm m R R2 2 v v2 2 R R v v3 3T T 2 2 G G M M R R3 3 得 得 B B 正确 由正确 由 mgmg 得 得g g D D 错误 错误 4 4 3 3 3 3 G GT T2 2 G GM Mm m R R2 2 2 2 v v T T 答案答案 B B 3 3 宇航员在月球上做自由落体实验 将某物体由距月球表面高 宇航员在月球上做自由落体实验 将某物体由距月球表面高h h处释放 经时间处释放 经时间t t后后 落到月球表面落到月球表面 设月球半径为设月球半径为R R 据上述信息推断 飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆 据上述信息推断 飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆 周运动必须具有的速率为周运动必须具有的速率为 A A B B 2 2R Rh h t t 2 2R Rh h t t C C D D R Rh h t t R Rh h 2 2t t 解析解析 设月球表面处的重力加速度为设月球表面处的重力加速度为g g0 0 则 则h h g g0 0t t2 2 又因为 又因为mgmg0 0 m m 所以 所以v v 1 1 2 2 v v2 2 R R 用心 爱心 专心2 B B 正确 正确 2 2R Rh h t t 答案答案 B B 4 4 如图所示 从地面上 如图所示 从地面上A A点发射一枚中远程导弹 在引力作用下沿点发射一枚中远程导弹 在引力作用下沿ACBACB椭圆轨道飞行椭圆轨道飞行 击中地面目标击中地面目标B B C C为轨道的远地点 距地面高度为为轨道的远地点 距地面高度为h h 已知地球半径为已知地球半径为R R 地球质量为地球质量为m m地 地 引力常量为引力常量为G G 不计空气阻力 下列结论中正确的是 不计空气阻力 下列结论中正确的是 A A 导弹在运动过程中只受重力作用 做匀变速曲线运动 导弹在运动过程中只受重力作用 做匀变速曲线运动 B B 导弹在 导弹在C C点的加速度等于点的加速度等于 2 2G Gm m地地 R R h h 2 2 C C 地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点 地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点 D D 导弹离开 导弹离开A A点时的速度大于第一宇宙速度点时的速度大于第一宇宙速度 解析解析 导弹在运动过程中经过不同的位置所受到的万有引力不等 加速度时刻改变 导弹在运动过程中经过不同的位置所受到的万有引力不等 加速度时刻改变 A A 错 由万有引力定律及牛顿第二定律可知 错 由万有引力定律及牛顿第二定律可知 B B 错 由开普勒行星运动定律知错 由开普勒行星运动定律知 C C 正确 如果正确 如果 导弹离开导弹离开A A点时的速度大于第一宇宙速度 导弹将环绕地球运动成为一颗人造地球卫星 点时的速度大于第一宇宙速度 导弹将环绕地球运动成为一颗人造地球卫星 D D 错 错 答案答案 C C 5 5 20092009 年年 8 8 月月 2525 日韩国用运载火箭日韩国用运载火箭 罗老号罗老号 将一颗近地科学技术卫星送入太空 将一颗近地科学技术卫星送入太空 卫星未能进入预定轨道就已坠毁 我国于卫星未能进入预定轨道就已坠毁 我国于 20092009 年年 8 8 月月 3131 日发射的日发射的 帕拉帕帕拉帕 D D 同步卫星 同步卫星 于于 20092009 年年 9 9 月月 1 1 日在近地点进行了成功变轨 则关于两卫星的说法不正确的是日在近地点进行了成功变轨 则关于两卫星的说法不正确的是 A A 帕拉帕帕拉帕 D D 近地点变轨前后 其轨道半长轴的三次方与周期的二次方比值不变近地点变轨前后 其轨道半长轴的三次方与周期的二次方比值不变 B B 两卫星的设计轨道半长轴的三次方与设计周期二次方比值相同 两卫星的设计轨道半长轴的三次方与设计周期二次方比值相同 C C 韩卫星坠毁过程中 卫星所受万有引力大于其做圆周运动所需向心力 韩卫星坠毁过程中 卫星所受万有引力大于其做圆周运动所需向心力 D D 帕拉帕帕拉帕 D D 变轨前 万有引力对卫星不做功 卫星机械能不变变轨前 万有引力对卫星不做功 卫星机械能不变 解析解析 由开普勒行星运动定律易知由开普勒行星运动定律易知 A A B B 正确 韩卫星在坠毁过程中 卫星做向心运动 正确 韩卫星在坠毁过程中 卫星做向心运动 则卫星所受万有引力大于其做圆周运动所需向心力 则卫星所受万有引力大于其做圆周运动所需向心力 C C 正确 正确 帕拉帕 帕拉帕 D D 变轨前 万有变轨前 万有 用心 爱心 专心3 引力对卫星做功 机械能变化 引力对卫星做功 机械能变化 D D 项错误 项错误 答案答案 D D 二 多项选择题二 多项选择题 6 6 一宇宙飞船绕地心做半径为 一宇宙飞船绕地心做半径为r r的匀速圆周运动 飞船舱内有一质量为的匀速圆周运动 飞船舱内有一质量为m m的人站在台的人站在台 秤上 用秤上 用R R表示地球的半径 表示地球的半径 g g表示地球表面处的重力加速度 表示地球表面处的重力加速度 g g 表示宇宙飞船所在处的表示宇宙飞船所在处的 地球引力加速度 地球引力加速度 F FN N表示人对秤的压力 下列说法中正确的是表示人对秤的压力 下列说法中正确的是 A A g g 0 0 B B g g g g R R2 2 r r2 2 C C F FN N 0 0 D D F FN N m m g g R R r r 解析解析 做匀速圆周运动的飞船及其上的人均处于完全失重状态 台秤无法测出重力 做匀速圆周运动的飞船及其上的人均处于完全失重状态 台秤无法测出重力 F FN N 0 0 C C 正确 正确 D D 错误 对地球表面的物体 错误 对地球表面的物体 mgmg 宇宙飞船所在处 宇宙飞船所在处 mgmg 可 可 G GM Mm m R R2 2 G GM Mm m r r2 2 得得g g g g A A 错误 错误 B B 正确正确 R R2 2 r r2 2 答案答案 BCBC 7 7 探路者探路者 号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中 发现号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中 发现A A B B两颗均匀球形天体 两天两颗均匀球形天体 两天 体各有一颗靠近其表面飞行的卫星 测得两颗卫星的周期相等 以下判断正确的是体各有一颗靠近其表面飞行的卫星 测得两颗卫星的周期相等 以下判断正确的是 A A 天体 天体A A B B的质量一定不相等的质量一定不相等 B B 两颗卫星的线速度一定相等 两颗卫星的线速度一定相等 C C 天体 天体A A B B表面的重力加速度之比等于它们的半径之比表面的重力加速度之比等于它们的半径之比 D D 天体 天体A A B B的密度一定相等的密度一定相等 解析解析 卫星绕行星表面旋转时 万有引力提供向心力 有卫星绕行星表面旋转时 万有引力提供向心力 有G G m mR R 那么该行星 那么该行星 M Mm m R R2 2 4 4 2 2 T T2 2 的平均密度为的平均密度为 卫星的环绕速度 卫星的环绕速度v v 表面的重力加速度 表面的重力加速度 M M V V M M 4 4 3 3 R R3 3 3 3 G GT T2 2 G GM M R R g g G G G G 正确答案为 正确答案为 C C D D M M R R2 2 4 4 R R 3 3 答案答案 CDCD 8 8 火星表面特征非常接近地球 适合人类居住 近期 我国宇航员王跃正与俄罗斯宇 火星表面特征非常接近地球 适合人类居住 近期 我国宇航员王跃正与俄罗斯宇 航员一起进行航员一起进行 模拟登火星模拟登火星 实验活动 已知火星半径是地球半径的实验活动 已知火星半径是地球半径的 质量是地球质量的 质量是地球质量的 1 1 2 2 自转周期也基本相同 地球表面重力加速度是 自转周期也基本相同 地球表面重力加速度是g g 若王跃在地面上能向上跳起的最大高 若王跃在地面上能向上跳起的最大高 1 1 9 9 度是度是h h 在忽略自转影响的条件下 下述分析正确的是 在忽略自转影响的条件下 下述分析正确的是 用心 爱心 专心4 A A 王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的 王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的 倍倍 2 2 9 9 B B 火星表面的重力加速度是 火星表面的重力加速度是 4 4g g 9 9 C C 王跃以相同的初速度在火星上起跳时 可跳的最大高度是 王跃以相同的初速度在火星上起跳时 可跳的最大高度是 9 9h h 8 8 D D 王跃以相同的初速度在火星上起跳时 可跳的最大高度是 王跃以相同的初速度在火星上起跳时 可跳的最大高度是 9 9h h 4 4 解析解析 由由g g 可知火星表面的重力加速度是可知火星表面的重力加速度是 B B 正确 正确 A A 错误 王跃以相同的初速错误 王跃以相同的初速 G GM M R R2 2 4 4g g 9 9 度在火星上起跳时 由度在火星上起跳时 由H H 得可跳的最大高度是得可跳的最大高度是 D D 正确 正确 v v2 2 0 0 2 2g g 9 9h h 4 4 答案答案 BDBD 9 9 如图中的圆 如图中的圆a a b b c c 其圆心均在地球的自转轴线上 其圆心均在地球的自转轴线上 b b c c的圆心与地心重合 对的圆心与地心重合 对 卫星环绕地球做匀速圆周运动而言卫星环绕地球做匀速圆周运动而言 A A 卫星的轨道可能为 卫星的轨道可能为a a B B 卫星的轨道可能为 卫星的轨道可能为b b C C 卫星的轨道可能为 卫星的轨道可能为c c D D 同步卫星的轨道只可能为 同步卫星的轨道只可能为b b 解析解析 卫星运动过程中的向心力由万有引力提供 故地心必定与卫星轨道的中心重合 卫星运动过程中的向心力由万有引力提供 故地心必定与卫星轨道的中心重合 因此轨道因此轨道a a是不可能的 而轨道是不可能的 而轨道b b c c均是可能的轨道 而同步卫星由于其周期和地球的自均是可能的轨道 而同步卫星由于其周期和地球的自 转周期相同 故轨道只可能为转周期相同 故轨道只可能为b b 答案答案 BCDBCD 用心 爱心 专心5 1010 我国于 我国于 20102010 年年 1212 月月 1818 日凌晨在西昌成功发射第七颗北斗导航卫星 第七颗北斗日凌晨在西昌成功发射第七颗北斗导航卫星 第七颗北斗 导航卫星是一颗地球同步轨道卫星 也是我国今年连续发射的第五颗北斗导航系统组网卫导航卫星是一颗地球同步轨道卫星 也是我国今年连续发射的第五颗北斗导航系统组网卫 星 如图所示 假若第七颗北斗导航卫星先沿椭圆轨道星 如图所示 假若第七颗北斗导航卫星先沿椭圆轨道 1 1 飞行 然后在远地点飞行 然后在远地点P P处点火加处点火加 速 由椭圆轨道速 由椭圆轨道 1 1 变成地球同步轨道变成地球同步轨道 2 2 下列说法正确的是 下列说法正确的是 A A 第七颗北斗导航卫星在轨道 第七颗北斗导航卫星在轨道 2 2 运行时完全失重 不受地球引力作用运行时完全失重 不受地球引力作用 B B 第七颗北斗导航卫星在轨道 第七颗北斗导航卫星在轨道 2 2 运行时的向心加速度比在赤道上相对地球静止的物体运行时的向心加速度比在赤道上相对地球静止的物体 的向心加速度大的向心加速度大 C C 第七颗北斗导航卫星在轨道 第七颗北斗导航卫星在轨道 2 2 运行时的速度大于运行时的速度大于 7 97 9 km skm s D D 第七颗北斗导航卫星在轨道 第七颗北斗导航卫星在轨道 1 1 上的上的P P点和在轨道点和在轨道 2 2 上的上的P P点的万有引力加速度大小点的万有引力加速度大小 相等相等 解析解析 卫星在运动过程中要受地球引力作用 卫星在运动过程中要受地球引力作用 A A 错误 卫星的向心加速度大于静止在错误 卫星的向心加速度大于静止在 赤道上物体的向心加速度 赤道上物体的向心加速度 B B 正确 卫星的发射速度大于正确 卫星的发射速度大于 7 97 9 km skm s 但运行速度小于该速 但运行速度小于该速 度 度 C C 错误 卫星在同一处所受的万有引力大小相等 故错误 卫星在同一处所受的万有引力大小相等 故 D D 正确 正确 答案答案 BDBD 1111 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 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为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为M M 半径为 半径为R R 可将人 可将人 视为质点 秋千质量不计 摆长不变 摆角小于视为质点 秋千质量不计 摆长不变 摆角小于 90 90 引力常量为 引力常量为G G 求 求 1 1 该星球表面附近的重力加速度该星球表面附近的重力加速度g g 2 2 若经过最低位置的速度为若经过最低位置的速度为v v0 0 人能上升的最大高度是多少 人能上升的最大高度是多少 解析解析 1 1 设人的质量为设人的质量为m m 在星球表面附近时重力等于万有引力 有 在星球表面附近时重力等于万有引力 有mgmg G G 解得 解得 M Mm m R R2 2 g g G GM M R R2 2 2 2 设人能上升的最大高度为设人能上升的最大高度为h h 由功能关系得 由功能关系得mghmgh mvmv 解得