高中物理必修二第二章检测含详解答案.doc

新人教版高中物理必修二第二章检测一选择题（共14小题）1（2015南充模拟）从长期来看，火星是一个可供人类移居的星球假设有一天宇航员乘宇宙飞船登陆了火星，在火星上做自由落体实验，得到物体自由下落h所用的时间为t，设火星半径为R，据上述信息推断，宇宙飞船绕火星做圆周运动的周期不小于（）AtB2tCtDT2（2015惠州模拟）假设在质量与地球质量相同，半径为地球半径两倍的天体上进行运动比赛，那么与在地球上的比赛成绩相比，下列说法正确的是（）A跳高运动员的成绩会更好B用弹簧秤称体重时，体重数值变得更大C从相同高度由静止降落的棒球落地的时间会更短些D用手投出的篮球，速度变化更慢3（2015巴中模拟）据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55Cancrie”该行星绕母星（中心天体）运行的周期约为地球绕太阳运行周期的，母星的体积约为太阳的60倍假设母星与太阳密度相同，“55Cancrie”与地球做匀速圆周运动，则“55Cancrie”与地球的（）A轨道半径之比约为B轨道半径之比约为C向心加速度之比为D向心加速度之比为4（2015泸州一模）今年10月24日凌晨从西昌卫星发射中心升空的“再入返回飞行试验器”，是中国探月工程三期任务中最关键的一次试验若飞行试验绕月球做匀速周圆运动，则在离月面越近的轨道上运动时（）A线速度越小B角速度越小C向心加速度越小D周期越小5（2015内江三模）宇航员乘飞船绕月球做匀速圆周运动，他测得飞船绕月球飞行一周所用的时间为T，飞船最后降落在月球表面上，在月球表面上，宇航员以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t落回到抛出点已知万有引力常量为G，月球的半径为R，根据以上信息不能求出的物理量是（）A飞船绕月球做匀速圆周运动时，离月球表面的高度hB飞船绕月球做匀速圆周运动时，所需的向心力FC月球的质量MD飞船绕月球做匀速运动时的线速度v6（2015东莞二模）“神舟十号”宇宙飞船在返回地球的过程中，有一段时间由于受到稀薄大气的阻力作用，“神舟十号”的轨道半径会越来越小，在此进程中，以下说法中正确的是（）A飞船绕地球运行的周期将增大B飞船所受到的向心力将减小C飞船的向心加速度将增大D飞船绕地球运行的速率将增大7（2015浙江一模）“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命，假设“轨道康复者”的轨道半经为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动方向与地球自转方向一致，轨道平面与地球赤道平面重合，下列说法正确的是（）A“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍B“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的倍C站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动D“轨道康复者”可在高轨道上加速，以实现对低轨道上卫星的拯救8（2015信阳一模）“太空摆渡车”是一种由基础级运载器发射进入准地球轨道或地球轨道，能够进一步将有效载荷从准地球轨道或地球轨道送人预定工作轨道或预定空间位置的具有自主独立性的飞行器将于2014年发射的“远征一号”是中国自主研制的太空摆渡车，它可以携带卫星，先被基础运载器送人较低地球圆轨道，然后推进器开动后携带卫星送人较高的圆轨道再释放卫星，有在“远征一号”的说法正确的是（）A“远征一号”在低轨道运动的速度比在高轨道上运动的速度小B“远征一号”从低轨道上开动推进器进行加速才能进入高轨道C“远征一号”在高轨道上的机械能与在低轨道上机械相等D“远征一号”在高轨道释放卫星后与该卫星在同一轨道运动，“远征一号”的加速度比释放卫星前大9（2015成都模拟）2014年3月8日，“马航”一架飞往北京的飞机与地面失去联系人们根据赤道上同步卫星接收到的该飞机飞行时发出的“握手”电磁波信号频率的变化，利用电磁渡的多普勒效应，确定了该飞机是在向南航线而非向北航线上失踪、井最终在南印度洋坠毁的若该飞机发出的“握手”电磁波信号频率为fo，且飞机黑匣子能够在飞机坠毁后发出37.5MHz的电磁波信号，则以下说法正确的是（）A飞机由北向正南方向飞向赤道的过程中，同步卫星接收到的“握手”电磁波频率小于foB飞机由北向正南方向飞向赤道的过程中，同步卫星接收到的“握手”电磁波频率大于foC黑匣子发出的电磁波信号在由海水传到空气中时，频率将变大D黑匣子发出的电磁渡信号在由海水传到空气中时，波长将变长10（2015绵阳模拟）北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能，它在寻找马航MH370失联客机中起了很大的作用“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置（如图所示）若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力则（）A这两颗卫星的重力加速度大小相等，均为B卫星l由位置A运动至位置B所需的时间为C卫星l向后喷气就一定能追上卫星2D卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功11（2015资阳模拟）关于沿圆轨道运行的人造地球卫星，下列说法正确的是（）A卫星的轨道半径越大，卫星的运行速率就越大B在轨道上运行的卫星受到的向心力一定等于地球对卫星的引力C在同一条轨道上运行的不同卫星，周期可以不同D人造地球卫星的轨道半径只要大于地球的半径，卫星的运行速度大小就一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间12（2015遂宁模拟）已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，环绕地球运行的一颗人造地球你卫星的线速度为v，则下列说法正确的是（）A该卫星的运行周期为B该卫星的轨道半径为C该卫星的向心加速度为D该卫星的角速度为13（2015广东三模）2008年我国成功实施了“神舟七号”载人飞船航天飞行，“神舟七号”飞行到31圈时，成功释放了伴飞小卫星，通过伴飞小卫星可以拍摄“神舟七号”的运行情况若在无牵连的情况下伴飞小卫星与“神舟七号”保持相对静止下述说法中正确的是（）A伴飞小卫星和“神舟七号”飞船有相同的角速度B伴飞小卫星绕地球沿圆轨道运动的速度比第一宇宙速度大C宇航员在太空中的加速度小于地面上的重力加速度D宇航员在太空中不受地球的万有引力作用，处于完全失重状态14（2015佛山模拟）我国的探月卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面约100公里的圆形轨道（如图），开始对月球进行探测（）A飞行试验器在轨道上的运动速度比月球的第一宇宙速度小B飞行试验器在轨道上经过P点的速度比在轨道上经过P点时大C飞行试验器在轨道上经过P点的向心加速度比在轨道上经过P点时小D飞行试验器在轨道上的机械能比在轨道上大二填空题（共4小题）15（2014上海）动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比RA：RB=1：2，它们的角速度之比A：B=_，质量之比mA：mB=_16（2014上海二模）B牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验，物理学史上称为著名的“月地检验”已知地球半径r，表面附近重力加速度为g，月球中心到地球中心的距离是地球半径的k倍，根据万有引力定律可求得月球的引力加速度为_又根据月球绕地球运动周期t，可求得其相向心加速度为_，如果两者结果相等，定律得到了检验17（2014闸北区二模）某行星半径为R，表面重力加速度为g，该行星的密度为_如果该行星自转角速度很大，以至于使其赤道上的物体能“克服”行星引力而漂浮起来，这时行星自转的周期是_（已知引力常量为G）18（2014浦东新区一模）2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器顺利升空经过近月制动后，12月6日嫦娥三号进入环月圆轨道，从这一刻起，嫦娥三号成为真正的绕月卫星若测得嫦娥三号环月绕行的周期为T，圆轨道半径为R，则其线速度大小为_；已知万有引力常量为G，由此可得月球的质量为_三解答题（共12小题）19（2015绵阳模拟）2013年12月14日，我国的“嫦娥三号”探月卫星实现月面软着陆落月是从15km高度开始，经过了大约12min时间，嫦娥三号依靠自主控制，经过了主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段、缓速段等6个阶段，相对速度从1.7km/s逐渐减为零，最后以自由落体方式走完几米之后，平稳“站”上月球表面（1）已知月球质量是地球质量的，月球半径是地球半径的若嫦娥三号从h=8.1m高度自由下落到月球表面，与在地球上从多大高度自由下落到地面的着陆速度相同？（2）“玉兔号”是无人驾驶月球车，最大速度可达到200m/h，在一次执行指令时，它从静止开始以额定功率启动，在水平月面上做直线运动，经18s达到最大速度，已知月球表面重力加速度为1.8m/s2，月球车所受阻力恒为车重的0.02倍求这段时间内月球车运动的距离（结果保留两位有效数字）20（2015泸州一模）去年“嫦娥三号”携带“玉兔号”月球车已在月球表面成功软着陆，我们为求出“玉兔号”月球车的高度，设想的实验方案如下：假如一个固定在车顶的压缩弹簧把一质量为m=0.1kg的小物块弹射出去，使物块沿着相对于月球表面静止的月球车顶层的水平板运动距离L=0.5m后到达平板的边缘，以v=2m/s的速度垂直边缘线飞出，其水平射程为x=2m，物块与顶层平板的动摩擦因数为0.5，查得月球质量大约是地球的倍，半径约是地球的倍不考虑月球自转对重力的影响，地球表面的重力加速度g取10m/s2求：（1）月球表面的重力加速度g月；（2）“玉兔号”月球车的高度h；（3）弹簧对小物块做的功W21（2015信阳一模）2013年12月2日，我国成功发射“嫦娥三号”月球探测器，探测器经历三个过程后于2012年12月14日降落到月球表面，第一过程是经过地月转移轨道到达月球附近，制动后进入绕月圆形轨道，第二过程时绕月变轨，探测器在绕月圆形轨道上制动进入绕月椭圆轨道第三过程是在绕月椭圆形轨道的近月点再次制作，沿下降轨道减速下落，在距月球表面一定高度时速度为零，关闭发动机后自由落在月球表面，若月球的半径为R，探测器绕月圆形轨道的高度为H，运行周期为T，探测器自由下落的高度为h，求探测器落在月球表面时的速度大小22（2014重庆）如图所示为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图，首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h1处悬停（速度为0，h1远小于月球半径），接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h2处的速度为v，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面已知探测器总质量为m（不包括燃料），地球和月球的半径比为k1，质量比为k2，地球表面附近的重力加速度为g，求：（1）月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月球时的速度大小；（2）从开始竖直下降到接触月面时，探测器机械能的变化24（2014安阳一模）“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步已 知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似圆周，距月球表面的高度为H，飞行周期为T，月球的半 径为R，万有引力常量为G，假设宇航長在飞船上，飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲，在最低点附近作半径为r的圆周运动，宇航员质量是m，飞船经过最低点时的速度是v；求：（1）月球的质量M是多大？（2）经过最低点时，座位对宇航员的作用力F是多大？25（2014浏阳市模拟）宇航员在一行星上以10m/s的速度竖直上抛一质量为0.2kg的物体，不计阻力，经2.5s后落回手中，已知该星球半径为7220km（1）该星球表面的重力加速度g多大？（2）要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少是多大？26（2014德阳模拟）一物体在距某一行星表面某一高度处由静止开始做自由落体运动，依次通过A、B、C三点，已知AB段与BC段的距离均为0.06m，通过AB段与BC段的时间分为0.2s与0.1s求：（1）该星球表面重力加速度值；（2）若该星球的半径为180km，则环绕该行星的卫星做圆周运动的最小周期为多少27（2014合肥二模）设地球半径为R，引力常量为G，地球质量为M，1.6（1）求地球第一宇宙速度v1；（2）以地球第一宇宙速度绕地球做匀速圆周运动的卫星运动周期T11.5h，求地球同步卫星离地高度；28（2014黄山一模）2013年12月14日晚，嫦娥三号探测器成功落月，这是中国首次实现地外天体软着陆，着陆器落月过程的最后时刻，有以上几个关键阶段：着陆器距离月面100m时保持悬停，对着陆区进行检测，选择安全的着陆点；随后发动机维持一定推力缓慢下降，降至距月面4m时关闭发动机，着陆器依靠自身重力在月面着陆已知月球半径约为地球半径的，月球质量约为地球质量的，着陆器质量约为1000kg，地球表面重力加速度g=10m/s2，根据以上数据计算：（1）着陆器距月面100m悬停时，发动机产生的推力为多大？（2）若关闭发动机时速度为零，则最后依靠自身重力着陆，落至月面的速度为多大？29（2014和平区模拟）2011年我国第一颗火星探测器“萤火一号”将于俄罗斯火卫探测器“福布斯格朗特”共同对距火星表面一定高度的电离层开展探测，“萤火一号”探测时运动的周期为T，且把“萤火一号”绕火星的运动近似看做匀速圆周运动；已知火星的半径为R，万有引力常量为G；假设宇航员登陆火星后，在火星表面某处以初速度v0竖直上抛一小球，经实践t落回原处则：火星表面的重力加速度_，火星的密度_30（2014乌鲁木齐模拟）2013年12月14日嫦娥三号成功实现了月球表面软着陆嫦娥三号着陆前，先在距月球表面高度为h的圆轨道上运行，经过变轨进入远月点高度为h、近月点高度忽略不计的椭圆轨道上运行，为下一步月面软着陆做准备已知月球半径为R，月球质量为M（1）求嫦娥三号在距月球表面高度为h的圆轨道上运行的周期T1；（2）在开普勒第三定律=k中，常数k可由嫦娥三号在圆轨道上运行的规律推出求嫦娥三号在椭圆轨道上运行的周期T2新人教版高中物理必修二第二章检测参考答案与试题解析一选择题（共14小题）1（2015南充模拟）从长期来看，火星是一个可供人类移居的星球假设有一天宇航员乘宇宙飞船登陆了火星，在火星上做自由落体实验，得到物体自由下落h所用的时间为t，设火星半径为R，据上述信息推断，宇宙飞船绕火星做圆周运动的周期不小于（）AtB2tCtDT考点：万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：根据自由落体运动公式求解重力加速度，根据重力等于万有引力列式求解周期解答：解：物体自由落体运动，设地球表面重力加速度为g，根据位移公式，有：h=gt2飞船做匀速圆周运动，则：mg=mR解得：T=t故选：A点评：本题考查自由落体运动知识与卫星匀速圆周运动知识综合应用，基础题目2（2015惠州模拟）假设在质量与地球质量相同，半径为地球半径两倍的天体上进行运动比赛，那么与在地球上的比赛成绩相比，下列说法正确的是（）A跳高运动员的成绩会更好B用弹簧秤称体重时，体重数值变得更大C从相同高度由静止降落的棒球落地的时间会更短些D用手投出的篮球，速度变化更慢考点：万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：先根据重力加速度的决定公式得到重力加速度情况，然后结合跳高、称重、平抛运动的力学原理分析解答：解：A、重力加速度：g=；半径为地球半径两倍，故重力加速度为地球上的四分之一；故跳高运动员跳得更高，故A正确；B、重力等于mg，故变为四分之一，故B错误；C、根据h=gt2，从相同高度由静止降落的棒球落地的时间会变为2倍，故C错误；D、用手投出的篮球，重力加速度减小，速度变化更慢，故D正确；故选：AD点评：本题关键先分析出重力加速度的情况，然后结合常见的力学现象分析，不难3（2015巴中模拟）据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55Cancrie”该行星绕母星（中心天体）运行的周期约为地球绕太阳运行周期的，母星的体积约为太阳的60倍假设母星与太阳密度相同，“55Cancrie”与地球做匀速圆周运动，则“55Cancrie”与地球的（）A轨道半径之比约为B轨道半径之比约为C向心加速度之比为D向心加速度之比为考点：万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：根据万有引力提供向心力，列出等式根据题目中的已知量表示出未知量代入等式把所要比较的物理量表示出来再进行比较解答：解：AB、根据牛顿第二定律和万有引力定律得：，解得所以轨道半径之比为，故A错误、B正确CD、根据万有引力提供向心力，列出等式：，得 a=所以向心加速度之比约为=，故C错误、D正确故选：BD点评：该题考查的知识点是：应用牛顿第二定律和万有引力定律通过轨道半径估算周期、线速度、星球质量和密度、加速度等向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用4（2015泸州一模）今年10月24日凌晨从西昌卫星发射中心升空的“再入返回飞行试验器”，是中国探月工程三期任务中最关键的一次试验若飞行试验绕月球做匀速周圆运动，则在离月面越近的轨道上运动时（）A线速度越小B角速度越小C向心加速度越小D周期越小考点：万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：根据万有引力提供向心力，解出线速度、角速度、加速度、周期与轨道半径的关系，在根据这些关系讨论即可解答：解：根据万有引力提供向心力，得，=，由此可知，轨道半径r越小，速度、角速度、加速度均越大，而周期越小，故ABC错误、D正确故选：D点评：本题要掌握万有引力提供向心力这个关系，要能够根据题意选择恰当的向心力的表达式5（2015内江三模）宇航员乘飞船绕月球做匀速圆周运动，他测得飞船绕月球飞行一周所用的时间为T，飞船最后降落在月球表面上，在月球表面上，宇航员以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t落回到抛出点已知万有引力常量为G，月球的半径为R，根据以上信息不能求出的物理量是（）A飞船绕月球做匀速圆周运动时，离月球表面的高度hB飞船绕月球做匀速圆周运动时，所需的向心力FC月球的质量MD飞船绕月球做匀速运动时的线速度v考点：万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：根据万有引提供向心力，结合黄金代换和竖直上抛运动的知识求解解答：解：A、根据，结合黄金代换GM=gR2，竖直上抛得h=，其中g=，A正确B、向心力需要知道飞船的质量，故B错误C、结合黄金代换GM=gR2，竖直上抛得M=，C正确D、根据V=知线速度能够求出，D正确本题选不能求出的，故选：B点评：本题要掌握万有引力提供向心力和重力等于万有引力这两个关系6（2015东莞二模）“神舟十号”宇宙飞船在返回地球的过程中，有一段时间由于受到稀薄大气的阻力作用，“神舟十号”的轨道半径会越来越小，在此进程中，以下说法中正确的是（）A飞船绕地球运行的周期将增大B飞船所受到的向心力将减小C飞船的向心加速度将增大D飞船绕地球运行的速率将增大考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系菁优网版权所有专题：人造卫星问题分析：根据万有引力提供向心力F=，得出速率、周期、向心加速度、向心力大小的变化解答：解：A、根据万有引力提供向心力，得周期为，由此可知轨道半径r减小，周期T变小，故A错误B、根据万有引力提供向心力F=，由此可知轨道半径r减小，向心力变大，故B错误C、根据万有引力提供向心力，得，由此可知轨道半径r减小，加速度a变大，故C正确D、根据万有引力提供向心力，得，由此可知轨道半径r减小，速度变大，故D正确故选：CD点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，知道线速度、向心加速度、周期与轨道半径的关系要能够根据题目的要求选择恰当的向心力的表达式7（2015浙江一模）“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命，假设“轨道康复者”的轨道半经为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动方向与地球自转方向一致，轨道平面与地球赤道平面重合，下列说法正确的是（）A“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍B“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的倍C站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动D“轨道康复者”可在高轨道上加速，以实现对低轨道上卫星的拯救考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：人造卫星问题分析：根据万有引力提供向心力，结合轨道半径的关系得出加速度和周期的关系根据“轨道康复者”的角速度与地球自转角速度的关系判断赤道上人看到“轨道康复者”向哪个方向运动解答：解：A、根据得：a=，因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一，则“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍故A正确B、根据得：v=，因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一，则“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的倍故B正确C、因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动的周期小于同步卫星的周期，则小于地球自转的周期，所以“轨道康复者”的角速度大于地球自转的角速度，站在赤道上的人用仪器观察到“轨道康复者”向东运动故C错误D、“轨道康复者”要在原轨道上减速，做近心运动，才能“拯救”更低轨道上的卫星故D错误故选：AB点评：解决本题的关键知道万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，以及知道卫星变轨的原理，知道当万有引力大于向心力，做近心运动，当万有引力小于向心力，做离心运动8（2015信阳一模）“太空摆渡车”是一种由基础级运载器发射进入准地球轨道或地球轨道，能够进一步将有效载荷从准地球轨道或地球轨道送人预定工作轨道或预定空间位置的具有自主独立性的飞行器将于2014年发射的“远征一号”是中国自主研制的太空摆渡车，它可以携带卫星，先被基础运载器送人较低地球圆轨道，然后推进器开动后携带卫星送人较高的圆轨道再释放卫星，有在“远征一号”的说法正确的是（）A“远征一号”在低轨道运动的速度比在高轨道上运动的速度小B“远征一号”从低轨道上开动推进器进行加速才能进入高轨道C“远征一号”在高轨道上的机械能与在低轨道上机械相等D“远征一号”在高轨道释放卫星后与该卫星在同一轨道运动，“远征一号”的加速度比释放卫星前大考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：人造卫星问题分析：根据万有引力提供圆周运动向心力分析不同轨道上线速度大小问题，航天器可以通过加速做离心运动提高轨道，在高轨道上要克服重力做更多的功，故轨道越高机械能越大解答：解：A、根据万有引力提供圆周运动向心力知航天器的线速度可知低轨道上卫星的半径小运行速度大，故A错误；B、在低轨道上加速运动，使航天器做离心运动从而实现轨道的抬升，故B正确；C、航天器在高轨道上要克服重力做更多的功，故在高轨道上的航天器具有的机械能比在低轨道上的机械能大，故C错误；D、航天器由万有引力提供圆周运动向心力，故轨道越高加速度越小，故D错误故选：B点评：能根据万有引力提供回周运动向心力分析描述圆周运动的物理量与半径的关系，掌握航天器的变轨原理是正确解题的关键9（2015成都模拟）2014年3月8日，“马航”一架飞往北京的飞机与地面失去联系人们根据赤道上同步卫星接收到的该飞机飞行时发出的“握手”电磁波信号频率的变化，利用电磁渡的多普勒效应，确定了该飞机是在向南航线而非向北航线上失踪、井最终在南印度洋坠毁的若该飞机发出的“握手”电磁波信号频率为fo，且飞机黑匣子能够在飞机坠毁后发出37.5MHz的电磁波信号，则以下说法正确的是（）A飞机由北向正南方向飞向赤道的过程中，同步卫星接收到的“握手”电磁波频率小于foB飞机由北向正南方向飞向赤道的过程中，同步卫星接收到的“握手”电磁波频率大于foC黑匣子发出的电磁波信号在由海水传到空气中时，频率将变大D黑匣子发出的电磁渡信号在由海水传到空气中时，波长将变长考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系菁优网版权所有专题：人造卫星问题分析：本题考查多普勒效应的原理，熟记多普勒的定义即可求解，同时掌握频率变化与运动间的关系根据由波速、波长及频率的关系分析该波的波长变化解答：解：A、飞机由北向正南方向飞向赤道的过程中，若声源向同步卫星靠近，则同步卫星接收到声波的频率变大，所以同步卫星接收到的“握手”电磁波频率大于fo，故A错误，B正确；C、黑匣子发出的电磁波信号在由海水传到空气中时，频率不变，速度增大，由C=f得波长将变长，故C错误，D正确；故选：BD点评：多普勒效应是由于观察者和波源间位置的变化而产生的；掌握物理概念要一定要理解其真正意义10（2015绵阳模拟）北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能，它在寻找马航MH370失联客机中起了很大的作用“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置（如图所示）若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力则（）A这两颗卫星的重力加速度大小相等，均为B卫星l由位置A运动至位置B所需的时间为C卫星l向后喷气就一定能追上卫星2D卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系菁优网版权所有专题：人造卫星问题分析：根据万有引力提供向心力，以及黄金代换式GM=gR2，可以解出卫星的加速度大小根据卫星的周期的公式求卫星从A至B的时间，知道卫星加速或减速后的运动进行分析即可解答：解：A、根据万有引力提供向心力有：=ma，又在地球表面有：=mg由两式可得：a=，故A错误；B、根据万有引力提供向心力有：=m，可得卫星的周期为：T=2=，卫星从A至B转过，故所用时间为：t=，故B正确；C、卫星向后喷气，速度增大，万有引力不够提供向心力，做离心运动，会离开原来的圆轨道所以在原轨道加速不会追上卫星乙，故C错误；D、卫星圆周运动过程中万有引力完全提供圆周运动向心力，故卫星运动过程中万有引力对卫星不做功，故D错误故选：B点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力=ma，以及黄金代换式GM=gR2，把要求解的物理量先表示出来即可11（2015资阳模拟）关于沿圆轨道运行的人造地球卫星，下列说法正确的是（）A卫星的轨道半径越大，卫星的运行速率就越大B在轨道上运行的卫星受到的向心力一定等于地球对卫星的引力C在同一条轨道上运行的不同卫星，周期可以不同D人造地球卫星的轨道半径只要大于地球的半径，卫星的运行速度大小就一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系菁优网版权所有专题：人造卫星问题分析：人造地球卫星由万有引力提供向心力，据此分析线速度与周期跟半径的关系，知道第一、第二宇宙速度的含义解答：解：A、根据人造卫星的线速度公式v=知，轨道半径越大，线速度越小，故A错误；B、在轨道上圆周运动的卫星向心力由万有引力提供，故B正确；C、根据万有引力提供圆周运动向心力有卫星的周期公式，知轨道半径相同，卫星的周期相同，故C错误；D、第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大速度，故所有绕地球做匀速圆周运动的卫星其线速度均小于第一宇宙速度故D错误故选：B点评：知道卫星绕地球圆周运动向心力由万有引力提供，并能由向心力公式和万有引力公式进行推导和讨论12（2015遂宁模拟）已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，环绕地球运行的一颗人造地球你卫星的线速度为v，则下列说法正确的是（）A该卫星的运行周期为B该卫星的轨道半径为C该卫星的向心加速度为D该卫星的角速度为考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系菁优网版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：地球卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式；在地球表面，根据重力等于万有引力，再次列式，然后联立求解解答：解：A、卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力列式：，在地球表面则有：，解得：r=，该卫星的运行周期为T=，故A正确，B错误；C、向心加速度a=，故C错误；D、卫星的角速度为=，故D错误故选：A点评：本题关键是明确两点：卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力；地球表面重力等于万有引力13（2015广东三模）2008年我国成功实施了“神舟七号”载人飞船航天飞行，“神舟七号”飞行到31圈时，成功释放了伴飞小卫星，通过伴飞小卫星可以拍摄“神舟七号”的运行情况若在无牵连的情况下伴飞小卫星与“神舟七号”保持相对静止下述说法中正确的是（）A伴飞小卫星和“神舟七号”飞船有相同的角速度B伴飞小卫星绕地球沿圆轨道运动的速度比第一宇宙速度大C宇航员在太空中的加速度小于地面上的重力加速度D宇航员在太空中不受地球的万有引力作用，处于完全失重状态考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：人造卫星问题分析：根据伴飞小卫星与“神舟”七号保持相对静止，得出它们的共同点知道第一宇宙速度的含义根据万有引力等于重力表示出重力加速度解答：解：A、根据伴飞小卫星与“神舟”七号保持相对静止得出伴飞小卫星与“神舟”七号具有相同的周期，所以伴飞小卫星和“神舟”七号飞船有相同的角速度，故A正确B、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，伴飞小卫星绕地球沿圆轨道运动的速度比第一宇宙速度小，故B错误C、根据万有引力等于重力表示出重力加速度得：，在太空距离大于在地面的R，所以宇航员在太空行走时的加速度和在地面上的重力加速度小于，故C正确D、宇航员在太空时受地球的万有引力作用，处于完全失重状态，故D错误故选：AC点评：能够正确理解万有引力定律的内容并能应用比较一个物理量，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较14（2015佛山模拟）我国的探月卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面约100公里的圆形轨道（如图），开始对月球进行探测（）A飞行试验器在轨道上的运动速度比月球的第一宇宙速度小B飞行试验器在轨道上经过P点的速度比在轨道上经过P点时大C飞行试验器在轨道上经过P点的向心加速度比在轨道上经过P点时小D飞行试验器在轨道上的机械能比在轨道上大考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：人造卫星问题分析：月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，根据万有引力提供向心力，得出线速度与半径的关系，即可比较出卫星在轨道上的运动速度和月球的第一宇宙速度大小卫星在轨道上经过P点若要进入轨道，需减速比较在不同轨道上经过P点的加速度，直接比较它们所受的万有引力就可得知卫星从轨道进入轨道，在P点需减速解答：解：A月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，卫星在轨道上的半径大于月球半径，根据，得v=，可知飞行试验器在轨道上的运动速度比月球的第一宇宙速度小故A正确 B飞行试验器在轨道上经过P点若要进入轨道，需减速故B错误 C飞行试验器在在轨道上和在轨道上经过P时所受万有引力相等，所以加速度也相等，故C错误 D飞行试验器从轨道进入轨道，在P点需减速动能减小，而它们在各自的轨道上机械能守恒，所以卫星在轨道上的机械能比在轨道上多故D正确故选：AD点评：解决本题的关键是理解卫星的变轨过程，这类问题也是高考的热点问题二填空题（共4小题）15（2014上海）动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比RA：RB=1：2，它们的角速度之比A：B=2：1，质量之比mA：mB=1：2考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系菁优网版权所有专题：人造卫星问题分析：本题的关键是根据牛顿第二定律列出卫星受到的万有引力等于需要的向心力（用角速度表示），即可求出角速度之比；根据动能公式和线速度与角速度关系即可求出两卫星的质量之比解答：解：由=mR可得=，所以=2：1；由=，及v=R，可得：m=，所以=；故答案为：2：1，1：2点评：应明确求解卫星绕地球做匀速圆周运动的思路是地球对卫星的万有引力等于卫星需要的向心力，注意灵活选取线速度和角速度表示向心力16（2014上海二模）B牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验，物理学史上称为著名的“月地检验”已知地球半径r，表面附近重力加速度为g，月球中心到地球中心的距离是地球半径的k倍，根据万有引力定律可求得月球的引力加速度为又根据月球绕地球运动周期t，可求得其相向心加速度为，如果两者结果相等，定律得到了检验考点：万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定菁优网版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：根据圆周运动向心加速度公式和万有引力等于重力列出等式进行求解解答：解：根据万有引力等于重力得：=mgg=地球表面附近重力加速度为g，月球中心到地球中心的距离是地球半径的k倍，所以月球的引力加速度为g=，月球绕地球运动周期t，根据圆周运动向心加速度公式得：a=故答案为：，点评：对万有引力与天体的运动问题，一定要知道两个关系：星球表面的物体受到的重力等于万有引力，做匀速圆周运动的物体需要的向心力由万有引力提供17（2014闸北区二模）某行星半径为R，表面重力加速度为g，该行星的密度为如果该行星自转角速度很大，以至于使其赤道上的物体能“克服”行星引力而漂浮起来，这时行星自转的周期是2（已知引力常量为G）考点：万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：在行星表面，重力等于万有引力，列式求解出重力加速度表达式，再将M=V=代入即可；利用重力等于向心力列式求解即可解答：解：在行星表面，重力等于万有引力，故：mg=G解得：g=再将M=V=代入，解得：=如果该行星自转角速度很大，以至于使其赤道上的物体能“克服”行星引力而漂浮起来，重力等于向心力，故：mg=m解得：T=2故答案为：，2点评：本题关键是根据星球表面重力等于万有引力列式；注意近地卫星的重力等于圆周运动的向心力；基础问题18（2014浦东新区一模）2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器顺利升空经过近月制动后，12月6日嫦娥三号进入环月圆轨道，从这一刻起，嫦娥三号成为真正的绕月卫星若测得嫦娥三号环月绕行的周期为T，圆轨道半径为R，则其线速度大小为；已知万有引力常量为G，由此可得月球的质量为考点：万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：根据线速度与周期和半径的关系，可得线速度大小根据万有引力提供向心力，化简可得月球的质量M解答：解：根据线速度与周期和半径的关系，得根据万有引力提供向心力解得：故答案为：；点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，并能根据题意选择恰当的向心力的表达式三解答题（共12小题）19（2015绵阳模拟）2013年12月14日，我国的“嫦娥三号”探月卫星实现月面软着陆落月是从15km高度开始，经过了大约12min时间，嫦娥三号依靠自主控制，经过了主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段、缓速段等6个阶段，相对速度从1.7km/s逐渐减为零，最后以自由落体方式走完几米之后，平稳“站”上月球表面（1）已知月球质量是地球质量的，月球半径是地球半径的若嫦娥三号从h=8.1m高度自由下落到月球表面，与在地球上从多大高度自由下落到地面的着陆速度相同？（2）“玉兔号”是无人驾驶月球车，最大速度可达到200m/h，在一次执行指令时，它从静止开始以额定功率启动，在水平月面上做直线运动，经18s达到最大速度，已知月球表面重力加速度为1.8m/s2，月球车所受阻力恒为车重的0.02倍求这段时间内月球车运动的距离（结果保留两位有效数字）考点：万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：根据万有引力提供向心力和万有引力等于重力，列式分析圆轨道上的向心加速度与月球表面重力加速度的大小；结合运动学公式求解高度根据汽车启动问题中的知识求解运动距离解答：解：（1）设月球质量为M，半径为R，其表面重力加速度为g，地球质量为M，半径为R，其表面重力加速度为g，则解得 g=设着陆速度为v，月球表面自由下落h高度相当于地球上下降h高度，则2=2gh2=2gh解得 h=1.6m （2）设月球车的质量为m，额定功率为P，阻力为f，最大速度为vm，在t=18s时间内位移为x，则有P=fmf=0.02mg 解得 x=0.96m答：（1）与在地球上从1.6m 高度自由下落到地面的着陆速度相同（2）这段时间内月球车运动的距离0.96m点评：注意掌握万有引力充当向心力，天体表面的万有引力约等于重力，联立求解20（2015泸州一模）去年“嫦娥三号”携带“玉兔号”月球车已在月球表面成功软着陆，我们为求出“玉兔号”月球车的高度，设想的实验方案如下：假如一个固定在车顶的压缩弹簧把一质量为m=0.1kg的小物块弹射出去，使物块沿着相对于月球表面静止的月球车顶层的水平板运动距离L=0.5m后到达平板的边缘，以v=2m/s的速度垂直边缘线飞出，其水平射程为x=2m，物块与顶层平板的动摩擦因数为0.5，查得月球质量大约是地球的倍，半径约是地球的倍不考虑月球自转对重力的影响，地球表面的重力加速度g取10m/s2求：（1）月球表面的重力加速度g月；（2）“玉兔号”月球车的高度h；（3）弹簧对小物块做的功W考点：万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：万有引力定律的应用专题分析：根据重力等于万有引力，分别解出地球表面重力加速度和月球表面重力加速度，两值相比，代入数据化简即可物块离开顶层平板后做类平抛运动，水平方向做匀速运动，计算出时间，代入竖直方向上的位移公式，可计算出高度根据动能定理，计算弹簧对小物块做的功解答：解：（1）在月球表面重力等于万有引力在地球表面两式相比，可以得到=可得（2）根据物块的平抛运动x=vt解得=0.83m（3）从弹簧射物块到物块到达平板边缘，由动能定理可得得=J=0.24J答：（1）月球表面的重力加速度为1.66m/s2；（2）“玉兔号”月球车的高度为0.83m；（3）弹簧