高考物理一轮复习课时分层集训13万有引力与航天新人教版.doc

1 / 12【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习课时分层集训精选高考物理一轮复习课时分层集训 1313万有引力与航天新人教版万有引力与航天新人教版(限时：40 分钟)基础对点练万有引力定律的理解与应用1(2016·全国卷)关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是( ) A开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律B B 开普勒在前人观测数据的基础上，总结出了行星运动的规开普勒在前人观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，与牛顿定律无联系，选项律，与牛顿定律无联系，选项 A A 错误，选项错误，选项 B B 正确；开普勒总正确；开普勒总结出了行星运动的规律，但没有找出行星按照这些规律运动的结出了行星运动的规律，但没有找出行星按照这些规律运动的原因，选项原因，选项 C C 错误；牛顿发现了万有引力定律，选项错误；牛顿发现了万有引力定律，选项 D D 错误错误 2某宇宙飞船绕某个未知星球做圆周运动，在轨道半径为 r1 的圆轨道上运动时周期为 T随后飞船变轨到半径为 r2 的圆轨道上运动，则飞船变轨后( ) 【导学号：84370190】A飞船的周期为 TB飞船的周期为 T2 / 12C飞船的周期为 TD飞船的周期为 TD D 由开普勒第三定律得，则由开普勒第三定律得，则 T1T1T T 3 (多选)2015 年 7 月 24 日 0 时，美国宇航局宣布可能发现了“另一个地球”开普勒452b，它距离地球 1 400 光年如果将开普勒452b 简化成如图 4­4­7 所示的模型：MN 为该星球的自转轴线，A、B 是该星球表面上的两点，它们与“地心”O 的连线 OA、OB 与该星球自转轴线的夹角分别为 30°，60°；在 A、B 两点放置质量分别为 mA、mB 的物体设该星球的自转周期为 T，半径为 R，则下列说法正确的是( ) 图 4­4­7A若不考虑该星球的自转，在 A 点用弹簧测力计测得质量为 mA 的物体的重力为 F，则 B 处的重力加速度为F mAB若不考虑该星球的自转，在 A 点用弹簧测力计测得质量为 mA 的物体的重力为 F，则该星球的质量为FR GmAC放在 A、B 两点的物体随星球自转的向心力之比为mA(mB)D放在 A、B 两点的物体随星球自转的向心力之比为(mA)mBACAC 若不考虑该星球的自转，在若不考虑该星球的自转，在 A A 点用弹簧测力计测得点用弹簧测力计测得质量为质量为 mAmA 的物体的重力为的物体的重力为 F F，则在，则在 A A 处的重力加速度为处的重力加速度为g g，B B 处的重力加速度也为，处的重力加速度也为，A A 正确；根据重力等于万正确；根据重力等于万有引力，即有引力，即 mgmgG G，可知该星球的质量，可知该星球的质量 M M，B B 错误；根错误；根据据 F Fm2rm2r 可知，放在可知，放在 A A、B B 两点的物体随星球自转的两点的物体随星球自转的向心力之比为向心力之比为··，C C 正确，正确，D D 错误错误 3 / 12天体质量、密度的估算4(多选)1798 年，英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量 G，因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人若已知万有引力常量 G，地球表面处的重力加速度 g，地球半径 R，地球上一个昼夜的时间 T1(地球自转周期)，一年的时间 T2(地球公转周期)，地球中心到月球中心的距离 L1，地球中心到太阳中心的距离L2你能计算出( ) 【导学号：84370191】A地球的质量 m 地gR2 GB太阳的质量 m 太42L3 2 GT2 2C月球的质量 m 月42L3 1 GT2 1D可求月球、地球及太阳的密度ABAB 对地球表面的一个物体对地球表面的一个物体 m0m0 来说，应有来说，应有 m0gm0g，所以地球，所以地球质量质量 m m 地，地，A A 项正确对地球绕太阳运动来说，有项正确对地球绕太阳运动来说，有m m 地地L2L2，则，则 m m 太，太，B B 项正确对月球绕地球运动来说，能求地球项正确对月球绕地球运动来说，能求地球质量，不知道月球的相关参量及月球的卫星运动参量，无法求质量，不知道月球的相关参量及月球的卫星运动参量，无法求出它的质量和密度，出它的质量和密度，C C、D D 项错误项错误 5 (2018·文登模拟)如图 4­4­8 所示， “嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间 t 通过的弧长为 l，该弧长对应的圆心角为 弧度已知万有引力常量为 G，则月球的质量是( ) 图 4­4­8BA 3 Gl2t4 / 12DC t2 Gl3C C 因为每经过时间因为每经过时间 t t 通过的弧长为通过的弧长为 l l，故卫星的线速，故卫星的线速度为度为 v v，角速度为，角速度为 ，卫星的运行半径为，卫星的运行半径为 R R，则根据万有引力定律及牛顿第二定律得：，则月球的则根据万有引力定律及牛顿第二定律得：，则月球的质量质量 M M，选项，选项 C C 正确正确 6某同学从网上得到一些信息，如表格中的数据所示，则地球和月球的密度之比为( ) 【导学号：84370192】地球和月球的半径之比4地球表面和月球表面的重力加速度之比6A B3 2C4 D6B B 在地球表面，重力等于万有引力，故在地球表面，重力等于万有引力，故 mgmgG G，解得，解得 M M，故地球的密度故地球的密度 同理，月球的密度同理，月球的密度 00故地球和故地球和月球的密度之比，月球的密度之比，B B 正确正确 (2018·台州模拟)如图所示是美国的“卡西尼”号探测器经过长达 7 年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道若“卡西尼”号探测器在半径为 R 的土星上空离土星表面高 h 的圆形轨道上绕土星飞行，环绕 n 周飞行时间为 t，已知万有引力常量为 G，则下列关于土星质量 M 和平均密度 的表达式正确的是( ) AM，3Rh3 Gt2R3BM，3Rh2 Gt2R35 / 12CM，3t2Rh3 Gn2R3DM，3n2Rh3 Gt2R3D D 设设“卡西尼卡西尼”号的质量为号的质量为 m m， “卡西尼卡西尼”号围绕土星的中号围绕土星的中心做匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供，心做匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供，G Gm(Rm(Rh)h)2 2，其中，其中 T T，解得，解得 M M又土星体积又土星体积 V VR3R3，所以，所以 卫星运行参数的分析与计算7(2017·全国卷)2017 年 4 月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的( ) 【导学号：84370193】A周期变大 B速率变大C动能变大 D向心加速度变大C C 天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室对接形成的组合天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道运行，根据体仍沿天宫二号原来的轨道运行，根据 G Gmamamrmr 可知，组可知，组合体运行的向心加速度、速率、周期不变，质量变大，则动能合体运行的向心加速度、速率、周期不变，质量变大，则动能变大，选项变大，选项 C C 正确正确 8(2018·浙江名校联考)我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信 “墨子”将由火箭发射至高度为 500 千米的预定圆形轨道此前 6 月在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星 G7G7 属地球静止轨道卫星(高度约为 36 000 千米)，它将使北斗系统的可靠性进一步提高关于卫星以下说法中正确的是( ) A这两颗卫星的运行速度可能大于 79 km/s6 / 12B通过地面控制可以将北斗 G7 定点于西昌正上方C量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗 G7 小D量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗 G7 小C C 根据根据 G Gm m，知道轨道半径越大，线速度越小，第一宇宙，知道轨道半径越大，线速度越小，第一宇宙速度的轨道半径为地球的半径，所以第一宇宙速度是绕地球做速度的轨道半径为地球的半径，所以第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动最大的环绕速度，所以静止轨道卫星和中轨卫星匀速圆周运动最大的环绕速度，所以静止轨道卫星和中轨卫星的线速度均小于地球的第一宇宙速度，故的线速度均小于地球的第一宇宙速度，故 A A 错误；地球静止轨错误；地球静止轨道卫星即同步卫星，只能定点于赤道正上方，故道卫星即同步卫星，只能定点于赤道正上方，故 B B 错误；根据错误；根据G Gmrmr，得，得 T T，所以量子科学实验卫星，所以量子科学实验卫星“墨子墨子”的周期比北的周期比北斗斗 G7G7 小，故小，故 C C 正确；卫星的向心加速度正确；卫星的向心加速度 a a，半径小的量子，半径小的量子科学实验卫星科学实验卫星“墨子墨子”的向心加速度比北斗的向心加速度比北斗 G7G7 大，故大，故 D D 错错误误 9 “马航 MH370”客机失联后，我国紧急调动多颗卫星(均做匀速圆周运动)，利用高分辨率对地成像、可见光拍照等技术对搜寻失联客机提供支持关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是( ) 【导学号：84370194】A低轨卫星(环绕半径远小于地球同步卫星的环绕半径)都是相对地球运动的，其环绕速率可能大于 79 km/sB地球同步卫星相对地球是静止的，可以固定对一个区域拍照C低轨卫星和地球同步卫星可能具有相同的速率D低轨卫星和地球同步卫星可能具有相同的周期B B 同步卫星相对地球静止，低轨卫星相对地球是运动的，根同步卫星相对地球静止，低轨卫星相对地球是运动的，根据据 G Gm m 得，得，v v，轨道半径等于地球的半径时卫星的速度为第，轨道半径等于地球的半径时卫星的速度为第7 / 12一宇宙速度，所以低轨卫星的线速度小于第一宇宙速度，故一宇宙速度，所以低轨卫星的线速度小于第一宇宙速度，故 A A错误；同步卫星的周期与地球自转的周期相同，相对地球静止，错误；同步卫星的周期与地球自转的周期相同，相对地球静止，可以固定对一个区域拍照，故可以固定对一个区域拍照，故 B B 正确；根据正确；根据 G Gm mmrmr 得，得，v v，T T，低轨卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则，低轨卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则低轨卫星的速率大于同步卫星，周期小于同步卫星，故低轨卫星的速率大于同步卫星，周期小于同步卫星，故 C C、D D错误错误 10(多选)(2018·重庆模拟)冥王星的两颗卫星尼克斯(Nix)和海德拉(Hydra)绕冥王星近似做匀速圆周运动，它们的周期分别约为25 天和 38 天，则尼克斯绕冥王星运动的( ) A角速度比海德拉的大B向心加速度比海德拉的小C线速度比海德拉的小D轨道半径比海德拉的小ADAD 由由 可知，周期小的尼克斯绕冥王星运动的角速度较可知，周期小的尼克斯绕冥王星运动的角速度较大，选项大，选项 A A 正确由开普勒第三定律可知，周期小的尼克斯绕正确由开普勒第三定律可知，周期小的尼克斯绕冥王星运动的轨道半径小，选项冥王星运动的轨道半径小，选项 D D 正确由正确由 G Gmama 可得，向心可得，向心加速度加速度 a aG G，轨道半径小的尼克斯的向心加速度比海德拉的，轨道半径小的尼克斯的向心加速度比海德拉的大，选项大，选项 B B 错误由错误由 G Gm m 可得，可得，v v，轨道半径小的尼克斯绕，轨道半径小的尼克斯绕冥王星运动的线速度比海德拉的大，选项冥王星运动的线速度比海德拉的大，选项 C C 错误错误 (多选)(2017·桂林模拟)截止到 2016 年 2 月全球定位系统GPS 已运行了整整 27 年，是现代世界的奇迹之一GPS 全球定位系统有 24 颗卫星在轨运行，每个卫星的环绕周期为 12 小时GPS 系统的卫星与地球同步卫星相比较，下面说法正确的是( ) AGPS 系统的卫星轨道半径是地球同步卫星轨道半径的倍8 / 12BGPS 系统的卫星轨道半径是地球同步卫星轨道半径的倍CGPS 系统的卫星线速度是地球同步卫星线速度的倍DGPS 系统的卫星线速度是地球同步卫星线速度的倍BDBD 设设 GPSGPS 系统的卫星轨道半径为系统的卫星轨道半径为 r1r1，周期为，周期为 T1T1，地球同步，地球同步卫星轨道半径为卫星轨道半径为 r2r2，周期为，周期为 T2T2由万有引力提供向心力，有由万有引力提供向心力，有G Gm2rm2r，可得卫星运动的周期，可得卫星运动的周期 T T22，又，所以，选项，又，所以，选项A A 错误，错误，B B 正确；根据正确；根据 v v，可得，可得··，选项，选项 C C 错误，错误，D D 正正确确 卫星发射与变轨11(多选)(2018·山西“四校”联考) “嫦娥三号”探月飞行器运行的轨迹示意如图 4­4­9，经调整速度到达距离月球表面高度为hA 的 A 处后，进入轨道做匀速圆周运动，而后再经过调整进入轨道做椭圆运动，近月点 C 距离月球表面的高度为hCv1、v2 和 a1、a2 分别表示飞行器沿轨道、经过 A 点时的速度大小和加速度大小，vB、vC 分别表示飞行器经过 B、C 点时的速度大小，R 表示月球的半径以下关系正确的是( ) 【导学号：84370195】图 4­4­9Ba1v2v1>v2，A A 错误；在轨道错误；在轨道、的同一点的同一点 A A 所受万有引所受万有引力相同，故力相同，故 a1a1a2a2，B B 错误，错误，C C 正确；对轨道正确；对轨道，根据，根据开普勒第二定律有，又开普勒第二定律有，又 v1>v2v1>v2，vBvBv1v1，解得，解得vCaBaA>aB，D D 项错误项错误 13(多选)(2018·衡水检测)同步卫星的发射方法是变轨发射，即先把卫星发射到离地面高度为 200 km300 km 的圆形轨道上，这条轨道叫停泊轨道，如图 4­4­11 所示，当卫星穿过赤道平面上的 P 点时，末级火箭点火工作，使卫星进入一条大的椭圆轨道，其远地点恰好在地球赤道上空约 36 000 km 处，这条轨道叫转移轨道；当卫星到达远地点 Q 时，再开动卫星上的发动机，使之进入同步轨道，也叫静止轨道关于同步卫星及发射过程，下列说法正确的是( ) 【导学号：84370196】10 / 12图 4­4­11A在 P 点火箭点火和 Q 点开动发动机的目的都是使卫星加速，因此，卫星在静止轨道上运行的线速度大于在停泊轨道运行的线速度B在 P 点火箭点火和 Q 点开动发动机的目的都是使卫星加速，因此，卫星在静止轨道上运行的机械能大于在停泊轨道运行的机械能C卫星在转移轨道上运动的速度大小范围为79112 km/sD所有地球同步卫星的静止轨道都相同BCDBCD 根据卫星变轨的原理知，在根据卫星变轨的原理知，在 P P 点火箭点火和点火箭点火和 Q Q 点点开动发动机的目的都是使卫星加速当卫星做圆周运动，开动发动机的目的都是使卫星加速当卫星做圆周运动，由由 G Gm m，得，得 v v，可知，卫星在静止轨道上运行的线速，可知，卫星在静止轨道上运行的线速度小于在停泊轨道运行的线速度，故度小于在停泊轨道运行的线速度，故 A A 错误；在错误；在 P P 点火点火箭点火和箭点火和 Q Q 点开动发动机的目的都是使卫星加速，由能点开动发动机的目的都是使卫星加速，由能量守恒知，卫星在静止轨道上运行的机械能大于在停泊量守恒知，卫星在静止轨道上运行的机械能大于在停泊轨道运行的机械能，故轨道运行的机械能，故 B B 正确；在转移轨道上的速度大正确；在转移轨道上的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，即速度大小范围于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，即速度大小范围为为 7 79 911112 2 km/skm/s，故，故 C C 正确；所有的地球同步卫星正确；所有的地球同步卫星的静止轨道都相同，并且都在赤道平面上，高度一定，的静止轨道都相同，并且都在赤道平面上，高度一定，故故 D D 正确正确 考点综合练14(多选)(2017·全国卷)如图 4­4­12 所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P 为近日点，Q 为远日点，M、N 为轨道短轴的两个端点，运行的周期为 T0若只考虑海王星和太阳之间的相互作11 / 12用，则海王星在从 P 经 M、Q 到 N 的运动过程中( ) 图 4­4­12A从 P 到 M 所用的时间等于T0 4B从 Q 到 N 阶段，机械能逐渐变大C从 P 到 Q 阶段，速率逐渐变小D从 M 到 N 阶段，万有引力对它先做负功后做正功CDCD AA 错：海王星在错：海王星在 PMPM 段的速度大小大于段的速度大小大于 MQMQ 段的速度大小，段的速度大小，则则 PMPM 段的时间小于段的时间小于 MQMQ 段的时间，所以段的时间，所以 P P 到到 M M 所用时间小于所用时间小于B 错：由机械能守恒定律知，从 Q 到 N 阶段，机械能守恒C 对：从 P 到 Q 阶段，万有引力做负功，动能减小，速率逐渐变小D 对：从 M 到 N 阶段，万有引力与速度的夹角先是钝角后是锐角，即万有引力对它先做负功后做正功15(多选)(2018·安徽“四校”联考)“嫦娥三号”探测器在西昌卫星发射中心成功发射并实现月球软着陆其在地球表面的重力为 G1，在月球表面的重力为 G2；地球与月球均视为球体，其半径分别为 R1、R2；地球表面重力加速度为 g，则( ) 【导学号：84370197】A月球表面的重力加速度为G1g G2B月球与地球的质量之比为G2R2 2 G1R2 1C月球卫星与地球卫星分别绕月球表面与地球表面运行的速率之比为G2R2 G1R1D “嫦娥三号”环绕月球表面做匀速圆周运动的周期为 212 / 12G2R2 G1gBCBC “嫦娥三号嫦娥三号”的质量的质量 m m，月球表面的重力加速度，月球表面的重力加速度 g g 月月，A A 错误；根据错误；根据 mgmgG G，解得，解得 M M，则有，则有，B B 正确；由正确；由m m，可得，可得 v v，可知，可知，C C 正确；由正确；由mRmR，可得，可得 T T，再根，再根据据 mgmg 月月G G，得，得 GMGM 月月g g 月月 R R，联立得，联立得 T T22，D D 错误错误 16如图 4­4­13 所示的建筑是厄瓜多尔境内的“赤道纪念碑” 设某人造地球卫星在赤道上空飞行，卫星的轨道平面与地球赤道重合，飞行高度低于地球同步卫星已知卫星轨道半径为 r，飞行方向与地球的自转方向相同，设地球的自转角速度为 0，地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g，某时刻卫星通过这一赤道纪念碑的正上方，该卫星过多长时间再次经过这个位置？( ) 图 4­4­13BA 20gR2 r3DC 2gR2 r30D D 用用 表示卫星的角速度，用表示卫星的角速度，用 m m、M M 分别表示卫星及地球的质量，分别表示卫星及地球的质量，则有则有mr2mr2，在地面上，有，在地面上，有 G Gmgmg，联立解得，联立解得 ，卫星高度低于，卫星高度低于同步卫星高度，则同步卫星高度，则 >0>0，用，用 t t 表示所需时间，则表示所需时间，则tt0t0t22，所以，所以 t t，D D 正确正确