高考物理大二轮复习第4讲万有引力定律及其应用专题复习指导练案.doc
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1、1第第 4 4 讲讲 万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用限时:40 分钟一、选择题(本题共 12 小题,其中 15 题为单选,512 题为多选)1(2017河北省武邑中学一模)2016 年 10 月 16 号我国发射的“神舟十一号”载人飞船,在距地面约 393 km 高度的轨道上与天宫二号空间实验室对接,景海鹏、陈冬在太空驻留 33 天,于 11 月 18 日返回地球。则“天宫二号”在太空飞行周期约为(已知地球半径R6400 km)( C )导学号 86084080A 33 天 B 1 天C 90 分钟 D 30 分钟解析 根据Gm(hR),其中GMgR2,解得T2(Rh),Mm hR2
2、42 T2hR gR2代入数据解得T90 分钟,故选 C。2(2017山东省市二模)我国在西昌卫星发射中心用“长征三号”乙运载火箭成功发射“高分 4 号”卫星,卫星顺利进入预定轨道位置。 “高分 4 号”卫星是我国乃至世界首颗地球同步轨道高分辨率对地观测光学成像遥感卫星,是实现国家高分重大专项目标的重要基础和组成部分。这是中国“高分”专项首颗高轨道高分辨率、设计使用寿命最长的光学遥感卫星,也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星。下列关于“高分 4 号”地球同步卫星的说法中正确的是( B )导学号 86084081A该卫星定点在北京上空B该卫星定点在赤道上空C它的高度和速度
3、是一定的,但周期可以是地球自转周期的整数倍D它的周期和地球自转周期相同,但高度和速度可以选择,高度增大,速度减小解析 地球同步卫星若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步” ,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的,因此地球同步卫星相对地面静止不动,就必须定点在赤道的正上方,故 B 正确,A 错误;因为同步卫星要和地球自转同步,即它们的T与相同,根据Fm2rm,因为一定,所以 GMm r2v2 rr 必须固定,且v也是确定,故 CD 错误。3(2017山西省市二模)人类一直在探索太空的奥秘,经过不懈的努力,在河外星系发现了一颗类地行星,经观测发现该行星的直径
4、大约为地球直径的 2 倍,假设该行星表面的重力加速度近似等于地球表面的重力加速度,则下列说法正确的是( B )导学号 860840822A 该行星的公转速度一定比地球的公转速度大B 该行星的质量约为地球质量的 4 倍C 该行星的第一宇宙速度约为 7.9 km/sD 如果要探测该行星,探测器在地球上的发射速度至少为 11.2 km/s解析 由于不知道这颗行星的绕行中心天体,则该行星的公转速度与地球的无法比较,选项 A 错误;忽略星球自转的影响,根据行星表面的物体的万有引力等于重力列出等式Gmg解得:M,由于行星表面的重力加速度与地球的相近,且半径大约是地球Mm R2gR2 G的 2 倍,所以它的
5、质量是地球质量的 4 倍,选项 B 正确;要在该行星表面发射人造卫星,发射的速度最小为第一宇宙速度,即v,R为行星半径,M为行星质量,所以行星的GM R第一宇宙速度是地球的倍,即 7.9 m/s,选项 C 错误;由于这颗行星在太阳系外,所22以探测器的发射速度至少要达到第三宇宙速度,约为 16.7 km/s,选项 D 错误。故选 B。4(2017江西省市一模)我国首颗量子科学实验卫星于 2016 年 8 月 16 日 1 点40 分成功发射。量子卫星成功运行后,我国将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。假设量子卫星轨道在赤道平面,如图所示。已知
6、量子卫星的轨道半径是地球半径的m倍,同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍,图中P点是地球赤道上一点,由此可知( D )导学号 86084083A同步卫星与量子卫星的运行周期之比为n3 m3B同步卫星与P点的速度之比为1 nC量子卫星与同步卫星的速度之比为n mD量子卫星与P点的速度之比为n3 m解析 根据Gmr,得T,由题意知r量子mR,r同步nR,所以Mm r242 T242r3 GM,故 A 错误; P为地球赤道上一点,P点角速度等于同步卫星T同 T量r3 同 r3 量nR3 mR3n3 m33的角速度,根据vr,所以有 ,故 B 错误;根据Gm,得v同 vPr同 rPnR Rn 1Mm r
7、2v2 rv,所以,故 C 错误;综合 BC,有v同nvP,得GM rv量 v同r同 r量nR mRn mv量 nvPn mv量 vP,故 D 正确。n3 m5(2017市区一模)我国的探月工程计划分为“绕” 、 “落” 、 “回”三个阶段,“嫦娥三号”探月卫星是其中的第二个阶段。预计在未来几年内将发射的“嫦娥X号”探月卫星有望实现无人自动采样后重返地球的目标。已知地球质量为月球质量的 81 倍,地球半径是月球半径的 4 倍。关于“嫦娥X号”探月卫星,下列说法中正确的是( A )导学号 86084084A 它绕月球的最大环绕速度小于 7.9 km/sB 它在月球表面重力加速度大于地球表面重力加
8、速度C 它在月球表面的环绕周期小于它在地球表面的环绕周期D 它在月球表面受到的引力大于它在地球表面受到的引力解析 卫星绕月的最大速度就是近月球表面时,故,则v,由于地球GMm R2mv2 RGM R质量是月球质量的 81 倍,地球半径是月球半径的 4 倍,故绕月球的最大环绕速度与绕地球的最大环绕速度之比v月v地7.9 km/s,其值小于 7.9 km/s,故GM月 R月GM地 R地4 91选项 A 正确;由于星球表面的重力加速度g,故月球表面的重力加速度与地球表面的GM R2重力加速度之比为1,故月球表面的环绕T2 月 T2 地R3 月 M月R3 地 M地91 43周期大于它在地球表面的环绕周
9、期,选项 C 错误;它在月球表面受到的引力与它在地球表面受到的引力之比:1,故它在月球表面受到的引力小于它在地球表F月 F地GM月m R2 月GM地m R2 地42 91面受到的引力,选项 D 错误。6(2017区二模)如图所示,天体P、Q都可视为质点,只在相互的万有引力作用下,它们以两者连线上的某点O为圆心,分别做半径不同的匀速圆周运动,P、Q的质量分别为m1和m2,则P、Q做圆周运动的( CD )导学号 860840854A向心力之比为m1:m2 B周期之比为m1:m2C半径之比为m2:m1 D线速度之比为m2:m1解析 两物体间的万有引力提供两物体作圆周运动所需的向心力,故向心力大小相同
10、,故 A 错误;对于双星问题,转动的角速度周期相同,故 B 错误;在双星问题中它们的角速度相等,设两星之间的距离为L,则有:Gm12r2 Gm22r2m1m2 L2m1m2 L2联立则有m1r1m2r2,即轨道半径和质量成反比,同时由万有引力公式可知向心力与质量的乘积成正比,故 C 正确;根据v2r可知,线速度与半径成正比,又轨道半径和质量成反比,故线速度之比为m2m1,故 D 正确。7(2017山东省市二模)人造地球卫星可以绕地球做匀速圆周运动,也可以绕地球沿椭圆轨道运动,已知第一宇宙速度为 7.9 km/s,某卫星绕地球沿椭圆轨道运动,近地点离地面高度为h1,远地点离地面高度为h2,对于该
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- 高考 物理 二轮 复习 万有引力定律 及其 应用 专题 指导
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