2019版物理新学考一轮增分考点强化练:第五章 万有引力与航天含答案

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(浙江专版)2019版高考物理一轮复习第五章万有引力与航天13万有引力

(浙江专版)2019版高考物理一轮复习第五章万有引力与航天13万有引力
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基础夯实精准归纳
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
题组突破强化提升
核心剖析归纳提升
1.万有引力定律适用于两质点,质量均匀的球体可以看成质量 集中于球心的质点,如求地球对卫星的万有引力时,r 指卫星至地心 的距离,即 r=R+h,R 为地球半径。 2.在地球表面万有引力近似等于重力,即 面重力加速度 g=
GM R2 GMm R2
宇宙航行 c 经典力学 a 的局限性
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核心剖析归纳提升
开普勒行星运动定律 1.第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是 椭圆 ,太阳处在这 些椭圆的一个 焦点 上。 2.第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在__________ 相等的时间 内扫过 相等 的面积。 半长轴 3.第三定律:所有行星的轨道的 的三次方跟它 a3 的 公转周期 的二次方的比值都 相等 。其表达式为 T2 =k , 其中a是椭圆轨道的半长轴,T是行星绕太阳公转的周期,k是一个对 所有行星都相同的常量。
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基础夯实精准归纳
题组突破强化提升
核心剖析归纳提升
1.开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运转,也适用于卫星绕 地球的运转。 2.中学阶段一般把行星运动看成匀速圆周运动,太阳处在圆心, 开普勒第三定律 2 =k 中的 a 可看成行星的轨道半径 R。 3.表达式 2 =k 中的常数 k 只与中心天体的质量有关。如研究行 星绕太阳运动时,常数 k 只与太阳的质量有关,研究卫星绕地球运动 时,常数 k 只与地球的质量有关。
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基础夯实精准归纳
题组突破强化提升
核心剖析归纳提升
2.地球半径为 R,一物体在地球表面受到的万有引力为 F,若高空 某处受到的万有引力为 ,则该处距地面的高度为( B ) A.2R

2019年高考物理一轮复习选择专练:万有引力定律与航天考点强化练习卷

2019年高考物理一轮复习选择专练:万有引力定律与航天考点强化练习卷

万有引力定律与航天1.太阳系外行星大多不适宜人类居住,绕恒星“Glicsc581”运行的行星“Gl-581c”却很值得我们期待.该行星的温度在0℃到40℃之间,质量是地球的6倍,直径是地球的1.5倍.公转周期为13个地球日.“Glicsc581”的质量是太阳质量的0.31倍.设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体,绕其中心天体做匀速圆周运动,则()A. 在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同B. 如果人到了该行星,其体重是地球上的倍C. 该行星与“Glicsc581”的距离是日地距离的倍D. 恒星“Glicsc581”的密度是地球的169倍【答案】B2.我国发射的北斗系列卫星的轨道位于赤道上方,轨道半径为r,绕行方向与地球自转方向相同.设地球自转角速度为ω0,地球半径为R,地球表面重力加速度为g.设某一时刻,卫星通过赤道上某建筑物的上方,则当它再一次通过该建筑物上方时,所经历的时间为()A. B. C. D.【答案】A3.下列说法正确的是A. 笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向B. 用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例,例如场强E=F/q,电容C=Q/U,加速度a=F/m都是采用比值法定义的C. 卡文迪许测出了引力常量的数值,卢瑟福测定了中子的质量D. 法拉第通过大量的实验数据得出了法拉第电磁感应定律【答案】A4.截至目前中国进入太空的宇航员已达到10人,宇航员在太空舱中时处于完全失重状态,就好像在一个没有重力的奇特房间中生活,以下关于太空舱生活的描述正确的是( )A. 太空舱中的空气没有气压B. 物体间无法产生摩擦C. 天平能正常的称出物体的质量D. 物体处于水中时不受浮力【答案】 D5.已知地球赤道处的重力加速度为g ,物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a 。

假设要使赤道上的物体恰好“飘”起来,则地球的转速应该变为原来的多少倍? A. B. C. D.【答案】 C6.2019年10月24日,在地球观测组织(GEO)全会期间举办的“中国日”活动上,我国正式向国际社会免费开放共享我国新一代地球同步静止轨道气象卫星“风云四号”(如图所示)和全球第一颗二氧化碳监测科学实验卫星(简称“碳卫星”)的数据。

2019年高考物理题库【考点5】万有引力与航天(含答案)

2019年高考物理题库【考点5】万有引力与航天(含答案)
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【原创】2019届高考物理一轮复习真题解析:专题(5)万有引力与航天

【原创】2019届高考物理一轮复习真题解析:专题(5)万有引力与航天

万有引力与航天1.我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高.今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km,之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km,它们都绕地球做圆周运动.与“高分四号冶相比,下列物理量中“高分五号”较小的是()A.周期B. 角速度C. 线速度D. 向心加速度【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏卷)【答案】 A点睛:本题考查人造卫星运动特点,解题时要注意两类轨道问题分析方法:一类是圆形轨道问题,利用万有引力提供向心力,即求解;一类是椭圆形轨道问题,利用开普勒定律求解。

2.如图所示的装置可以将滑块水平方向的往复运动转化为OB杆绕O点的转动,图中A、B、O 三处都是转轴。

当滑块在光滑的水平横杆上滑动时,带动连杆AB运动,AB杆带动OB杆以O 点为轴转动,若某时刻滑块的水平速度v,连杆与水平方向夹角为α,AB杆与OB杆的夹角为β,此时B点转动的线速度为( )A. B.C. D.【解析】选A。

A点的速度的方向沿水平方向,如图将A点的速度分解,根据运动的合成与分解可知,沿杆方向的分速度v A分=vcosα,B点做圆周运动,实际速度是圆周运动的线速度,可以分解为沿杆方向的分速度和垂直于杆方向的分速度,如图设B的线速度为v′,则v B分=v′cosθ=v′sinβ,又二者沿杆方向的分速度是相等的,即v A分=v B分,联立可得v′=,选项A 正确。

3.如图所示的装置可以将滑块水平方向的往复运动转化为OB杆绕O点的转动,图中A、B、O 三处都是转轴。

当滑块在光滑的水平横杆上滑动时,带动连杆AB运动,AB杆带动OB杆以O 点为轴转动,若某时刻滑块的水平速度v,连杆与水平方向夹角为α,AB杆与OB杆的夹角为β,此时B点转动的线速度为( )A. B.C. D.【解析】选A。

A点的速度的方向沿水平方向,如图将A点的速度分解,根据运动的合成与分解可知,沿杆方向的分速度v A分=vcosα,B点做圆周运动,实际速度是圆周运动的线速度,可以分解为沿杆方向的分速度和垂直于杆方向的分速度,如图设B的线速度为v′,则v B分=v′cosθ=v′sinβ,又二者沿杆方向的分速度是相等的,即v A分=v B分,联立可得v′=,选项A 正确。

2019高考物理一轮复习典型题新题《万有引力与航天》精品试题(含答案)

2019高考物理一轮复习典型题新题《万有引力与航天》精品试题(含答案)

2019高考物理一轮好卷《万有引力与航天》学思卷一Gravity and space1.假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动,已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离,那么()A.地球公转周期大于火星的公转周期B.地球公转的线速度小于火星公转的线速度C.地球公转的加速度小于火星公转的加速度D.地球公转的角速度大于火星公转的角速度2.如图,拉格朗日点L1位于地球和月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可与月球一起以相同的周期绕地球运动。

据此,科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动。

以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。

以下判断正确的是()A.a2>a3>a1B.a2>a1>a3C.a3>a1>a2D.a3>a2>a13.若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体,它们在水平方向运动的距离之比为2∶7。

已知该行星质量约为地球的7倍,地球的半径为R。

由此可知,该行星的半径约为()A.12R B.72R C.2R D.72R4.过去几千年来,人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内,行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。

“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径的120。

该中心恒星与太阳的质量比约为()A.110B.1 C.5 D.105.若有一颗“宜居”行星,其质量为地球的p倍,半径为地球的q倍,则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的()A.pq倍B.q p倍C.pq倍 D.pq3倍6.长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星,它的公转轨道半径r1=19600 km,公转周期T1=6.39天。

2006年3月,天文学家新发现两颗冥王星的小卫星,其中一颗的公转轨道半径r2=48000 km,则它的公转周期T2最接近于()A.15天B.25天C.35天D.45天7.(多选)如图所示,飞行器P绕某星球做匀速圆周运动,星球相对飞行器的张角为θ,下列说法正确的是()A.轨道半径越大,周期越长B.轨道半径越大,速度越大C.若测得周期和张角,可得到星球的平均密度D.若测得周期和轨道半径,可得到星球的平均密度8.据报道,科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星。

高中物理万有引力与航天专题训练答案含解析

高中物理万有引力与航天专题训练答案含解析

高中物理万有引力与航天专题训练答案含解析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1.如图轨道Ⅲ为地球同步卫星轨道,发射同步卫星的过程可以筒化为以下模型:先让卫星进入一个近地圆轨道Ⅰ(离地高度可忽略不计),经过轨道上P 点时点火加速,进入椭圆形转移轨道Ⅱ.该椭圆轨道Ⅱ的近地点为圆轨道Ⅰ上的P 点,远地点为同步圆轨道Ⅲ上的Q 点.到达远地点Q 时再次点火加速,进入同步轨道Ⅲ.已知引力常量为G ,地球质量为M ,地球半径为R ,飞船质量为m ,同步轨道距地面高度为h .当卫星距离地心的距离为r 时,地球与卫星组成的系统的引力势能为p GMmE r=-(取无穷远处的引力势能为零),忽略地球自转和喷气后飞船质量的変化,问:(1)在近地轨道Ⅰ上运行时,飞船的动能是多少?(2)若飞船在转移轨道Ⅱ上运动过程中,只有引力做功,引力势能和动能相互转化.已知飞船在椭圆轨道Ⅱ上运行中,经过P 点时的速率为1v ,则经过Q 点时的速率2v 多大? (3)若在近地圆轨道Ⅰ上运行时,飞船上的发射装置短暂工作,将小探测器射出,并使它能脱离地球引力范围(即探测器可以到达离地心无穷远处),则探测器离开飞船时的速度3v (相对于地心)至少是多少?(探测器离开地球的过程中只有引力做功,动能转化为引力势能) 【答案】(1)2GMm R (22122GM GM v R h R +-+32GMR【解析】 【分析】(1)万有引力提供向心力,求出速度,然后根据动能公式进行求解; (2)根据能量守恒进行求解即可;(3)将小探测器射出,并使它能脱离地球引力范围,动能全部用来克服引力做功转化为势能; 【详解】(1)在近地轨道(离地高度忽略不计)Ⅰ上运行时,在万有引力作用下做匀速圆周运动即:22mM v G m R R=则飞船的动能为2122k GMmE mv R==; (2)飞船在转移轨道上运动过程中,只有引力做功,引力势能和动能相互转化.由能量守恒可知动能的减少量等于势能的増加量:221211()22GMm GMm mv mv R h R-=--+ 若飞船在椭圆轨道上运行,经过P 点时速率为1v ,则经过Q 点时速率为:2v = (3)若近地圆轨道运行时,飞船上的发射装置短暂工作,将小探测器射出,并使它能脱离地球引力范围(即探测器离地心的距离无穷远),动能全部用来克服引力做功转化为势能 即:2312Mm Gmv R =则探测器离开飞船时的速度(相对于地心)至少是:3v =. 【点睛】本题考查了万有引力定律的应用,知道万有引力提供向心力,同时注意应用能量守恒定律进行求解.2.经过逾6 个月的飞行,质量为40kg 的洞察号火星探测器终于在北京时间2018 年11 月27 日03:56在火星安全着陆。

高三一轮复习万有引力与航天专题训练附答案

高三一轮复习万有引力与航天专题训练附答案

高三一轮复习万有引力与航天专题训练1.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行周期,万有引力恒量为G,由此可推算出()A. 行星的质量B. 行星的加速度C. 恒星的质量D. 恒星的密度2、地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形.已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍,则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为( )A. 0.19B. 0.44C. 2.3D. 5.23、如图所示,a是地球赤道上的一点,某时刻在a的正上方有三颗卫星b、c、d,他们的圆轨道与赤道平面共面,各卫星的运行方向均与地球自转方向相同(顺时针方向,图(甲)中已标出).其中d是地球同步卫星.从该时刻起,经过一段时间t(在t时间内,b卫星还没有运行完一周),各卫星相对a的位置最接近实际的是下图中的( )A. B. C. D.4、发射地球同步卫星要经过三个阶段:先将卫星发射至近地圆轨道1,然后使其沿椭圆轨道2运行,最后将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如题图所示.当卫星分别在轨道1、2、3上正常运行时,则以下说法正确的是()A. 卫星在轨道3上的运行速率大于7.9km/sB. 卫星在轨道3上的机械能小于它在轨道1上的机械能C. 卫星在轨道3上的运行速率小于它在轨道1上的运行速率D. 卫星沿轨道1经过Q点时的加速度小于轨道2经过Q点时的加速度5、2016年8月16日,墨子号量子科学实验卫星成功发射升空,这标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。

已知卫星在距地球表面高度为h的圆形轨道上运动,运行周期为T,引力常量为G,地球半径为R,则地球的质量可表示为()A.2324RGTπB.()3224R hGTπ+C.()224R hGTπ+D.()2224R hGTπ+6、如图所示,“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器于北京时间2011年11月3日凌晨实现刚性连接,形成组合体,使中国载人航天首次空间交会对接试验获得成功.若已知地球的自转周期T、地球半径R、地球表面的重力加速度g、组合体运行的轨道距地面高度为h,下列表达式正确的是()A. 组合体所在轨道处的重力加速度Rg gR h '=+B. 组合体围绕地球作圆周运动的角速度大小ωC. 组合体的线速度大小()2R h vTπ+ =D. 组合体的运行周期T '=7、火星探测器绕火星近地做圆周轨道飞行,其线速度和相应的轨道半径为v 0和R 0,火星的一颗卫星在圆轨道上的线速度和相应的轨道半径为v 和R ,则下列关系正确的是( )A. lg (v v )=lg (R R ) B. lg (0vv )=2lg (0R R ) C. lg (vv )=lg (0R R ) D. lg (0vv )=2lg(0R R ) 8、2016年10月19日,天宫二号空间实验室与神舟十一号载人飞船在距地面393公里的轨道高度交会对接成功。

近年高考物理一轮复习第五章万有引力与航天考点强化练13万有引力天体运动(2021年整理)

近年高考物理一轮复习第五章万有引力与航天考点强化练13万有引力天体运动(2021年整理)

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考点强化练13万有引力·天体运动1。

下列关于行星绕太阳运动的说法正确的是()A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B。

行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处C。

离太阳越近的行星的运动周期越长D。

所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等2。

若认为行星绕太阳做圆周运动,则关于行星对太阳的引力的说法正确的是()A.太阳对行星的引力就是行星运动的动力B。

太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,与行星和太阳间的距离成反比C.太阳对行星的引力是由实验得出的D.太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的3。

地球对月球具有相当大的引力,可它们没有靠在一起,这是因为()A.不仅地球对月球有引力,而且月球对地球也有引力,这两个力大小相等,方向相反,互相抵消了B。

不仅地球对月球有引力,而且太阳系中的其他星球对月球也有引力,这些力的合力为零C。

地球对月球的引力还不算大D。

地球对月球的引力不断改变月球的运动方向,使得月球围绕地球运动4.下列说法正确的是()A.地面上的物体所受地球引力的大小均由F=G决定,其方向总是指向地心B.只有天体之间才存在万有引力C.只要已知两个物体的质量和两个物体之间的距离,就可以由F=G计算物体间的万有引力D。

高中物理《万有引力与航天》练习题(附答案解析)

高中物理《万有引力与航天》练习题(附答案解析)

高中物理《万有引力与航天》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:_________一、单选题1.如图所示,两球间的距离为r ,两球的质量分布均匀,质量大小分别为m 1、m 2,半径大小分别为r 1、r 2,则两球间的万有引力大小为( )A .122m m Gr B .2212221m m G r r r ++C .12212()m m G r r +D .12212()m m Gr r r ++2.2021年5月15日,我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功软着陆。

用h 表示着陆器与火星表面的距离,用F 表示它所受的火星引力大小,则在着陆器从火星上空向火星表面软着陆的过程中,能够描述F 随h 变化关系的大致图像是( )A .B .C .D .3.发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是( ) A .牛顿、卡文迪许 B .开普勒、卡文迪许 C .开普勒、库仑D .牛顿、库仑4.经典力学有一定的局限性。

当物体以下列速度运动时,经典力学不再适用的是( ) A .32.910m/s -⨯ B .02.910m/s ⨯ C .42.910m/s ⨯ D .82.910m/s ⨯5.有a 、b 、c 、d 四颗地球卫星,a 还未发射,在地球赤道上随地球一起转动,b 在近地轨道做匀速圆周运动,c 是地球同步卫星,d 是高空探测卫星,各卫星排列位置如图所示。

关于这四颗卫星,下列说法正确的是( )A .a 的向心加速度等于重力加速度g B .c 在4 h 内转过的圆心角是6C .在相同时间内,这四颗卫星中b 转过的弧长最长D .d 做圆周运动的周期有可能是20小时6.2019年10月28日发生了天王星冲日现象,即太阳、地球、天王星处于同一直线,此时是观察天王星的最佳时间。

已知日地距离为0R ,天王星和地球的公转周期分别为T 和0T ,则天王星与太阳的距离为( )A 0B 0C 0D 07.如图所示,两颗人造卫星绕地球逆时针运动,卫星1、卫星2分别沿圆轨道、椭圆轨道运动,圆的半径与椭圆的半长轴相等,两轨道相交于A 、B 两点,某时刻两卫星与地球在同一直线上,如图所示,下列说法中正确的是( )A .两卫星在图示位置的速度v 1<v 2B .两卫星在A 处的加速度大小不相等C .两颗卫星可能在A 或B 点处相遇D .两卫星永远不可能相遇8.我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。

2019版高考物理北京专用一轮作业:第五章 万有引力与

2019版高考物理北京专用一轮作业:第五章 万有引力与

第五章万有引力与航天时间:50分钟分值:100分一、选择题(每小题6分,共60分)1.关于万有引力公式F=G,以下说法中正确的是( )A.公式只适用于星球之间的引力计算,不适用于质量较小的物体B.当两物体间的距离趋近于0时,万有引力趋近于无穷大C.两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律D.公式中引力常量G的值是牛顿规定的答案 C 万有引力公式F=G,虽然是牛顿由天体的运动规律得出的,但牛顿又将它推广到了宇宙中的任何物体,适用于计算任何两个质点间的引力。

当两个物体的距离趋近于0时,两个物体就不能视为质点了,万有引力公式不再适用。

两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律。

公式中引力常量G的值是卡文迪许首先测定的,而不是人为规定的。

故答案为C。

2.2015年12月29日0时04分,我国在西昌卫星发射中心成功发射高分四号卫星。

至此我国航天发射“十二五”任务圆满收官。

高分四号卫星是我国首颗地球同步轨道高分辨率光学成像卫星,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卫星,它的发射和应用将显著提升我国对地遥感观测能力,该卫星在轨道正常运行时,下列说法正确的是( )A.卫星的轨道半径可以近似等于地球半径B.卫星的向心加速度一定小于地球表面的重力加速度C.卫星的线速度一定大于第一宇宙速度D.卫星的运行周期一定大于月球绕地球运动的周期答案 B 卫星环绕时,轨道半径越大,线速度、角速度、向心加速度越小,周期越大。

同步卫星的轨道半径约是地球半径的6.6倍,故A错误;同步卫星的向心加速度小于近地卫星的向心加速度,即小于地球表面重力加速度,故B正确;同步卫星的线速度小于近地卫星的线速度,即小于第一宇宙速度,故C错误;同步卫星轨道半径小于月球轨道半径,故同步卫星的运行周期小于月球的公转周期,故D错误。

3.若将同步卫星和月球绕地球的运动均视为匀速圆周运动,下列说法正确的是( )A.同步卫星的线速度大于月球的线速度B.同步卫星的角速度小于月球的角速度C.同步卫星的加速度小于月球的加速度D.同步卫星离地球的距离大于月球离地球的距离答案 A 万有引力充当向心力,==mω2r=ma,可得v=,ω=,a=。

高考物理:专题5-万附引力与航天(附答案)

高考物理:专题5-万附引力与航天(附答案)

专题5 万有引力与航天1 (2019全国新课标理综1第2018-2019年6曰18日,神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km 的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接.对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气,下面说法正确的是A.为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会增加C. 如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低D.航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用答案:BC解析:为实现对接,两者运行速度的大小都小于第一宇宙速度,选项A错误.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的机械能减小,天宫一号的轨道高度将缓慢降低,重力做功,动能可能会增加,选项BC正确.航天员在天宫一号中处于失重状态,但是航天员仍受地球引力作用,选项D错误.2. (2013高考江苏物理第1题)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知(A)太阳位于木星运行轨道的中心(B)火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等(C)火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方(D)相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积答案:C解析:太阳位于木星运行椭圆轨道的一个焦点上,选项A错误.由于火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,火星和木星绕太阳运行速度的大小变化,选项B错误.根据开普勒行星运动定律可知,火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方,选项C正确.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积,选项D错误.3.(2013高考上海物理第9题)小行星绕恒星运动,恒星均匀地向四周辐射能量,质量缓慢减小,可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动.则经过足够长的时间后,小行星运动的(A)半径变大 (B)速率变大(C)角速度变大(D)加速度变大答案:A解析:恒星均匀地向四周辐射能量,根据爱因斯坦的质能方程关系式,恒星质量缓慢减小,二者之间万有引力减小,小行星运动的半径增大,速率减小,角速度减小,加速度减小,选项A正确BCD错误.4. (2013高考广东理综第14题)如图3,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动,下列说法正确的是A. 甲的向心加速度比乙的小B. 甲的运行周期比乙的小C. 甲的角速度比乙大D. 甲的线速度比乙大 答案:A解析:由万有引力提供向心力得:2r Mm G=ma ,解得2r GMa =,甲的向心加速度比乙的小,选项A 正确.由r v m r Mm G 22= 解得:r GM v =,甲的线速度比乙小,选项D 错误.由2r MmG =r m 2ω解得:3r GM =ω,甲的角速度比乙小.选项C 错误.由2rMmG =mr 224T π解得:T=2πGMr 3,甲的运行周期比乙的大,选项B 错误.5.(2013高考上海物理第22B 题)若两颗人造地球卫星的周期之比为T 1∶T 2=2∶1,则它们的轨道半径之比R 1∶R 2=____,向心加速度之比a 1∶a 2=____.∶1 1∶解析:由开普勒定律,R 1∶R 2 1.由牛顿第二定律,G2MmR=ma ,向心加速度之比a 1∶a 2=R 22∶R 12=1∶.6.(2013高考天津理综物理第9题)(1)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行,标志着我国探月工程的第一阶段己经完成.设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动,它距月球表面的高度为h ,己知月球的质量为M 、半径为R ,引力常量为G ,则卫星绕月球运动的向心加速度a = ,线速度v= .答案:(1)()2GMR h +解析:万有引力提供卫星运动的向心力,有:G()2MmR h +=m a ,解得a=()2GMR h +.由G()2MmR h +=m 2v R h+解得7. (2013高考福建理综第13题)设太阳质量为M ,某行星绕太阳公转周期为T ,轨道可视为r 的圆.已知万有引力常量为G ,则描述该行星运动的上述物理量满足A .2324r GM T π= B .2224r GM T π= C .2234r GM Tπ= D .324r GM T π= 答案:A解析:由G 2Mm r=mr(2T π)2,,可得描述该行星运动的上述物理量满足2324r GM T π=,选项A 正确.8.(2013全国高考大纲版理综第18题)“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星,它在距月球表面高度为200 km 的圆形轨道上运行,运行周期为127分钟.已知引力常量G =6.67×10–11N•m 2/kg 2,月球的半径为1.74×103km.利用以上数据估算月球的质量约为( ) A .8.1×1010kg B .7.4×1013kg C .5.4×1019kg D .7.4×1022kg 答案:D 解析:由G()2MmR h +=m(R+h)(2Tπ)2 ,解得月球的质量M=4π2(R+h)3/GT 2, 代入数据得:M=7.4×1022kg,,选项D 正确.9. (2013高考山东理综第20题)双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动.研究发现,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化.若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,,经过一段时间演化后,两星总质量变为原来的k 倍,两星之间的距离变为原来的n 倍,则此时圆周运动的周期为A B TC .D .T答案:B解析:设两恒星中一个恒星的质量为m ,围绕其连线上的某一点做匀速圆周运动的半径为r ,两星总质量为M ,两星之间的距离为R ,由G ()2m M m R -=mr 224T π,,G ()2m M m R -=(M-m)(R-r)224T π,,联立解得:T=2π经过一段时间演化后,两星总质量变为原来的k 倍,两星之间的距离变为原来的n 倍,则此时圆周运动的周期为T ’=2πT.选项B 正确. 10.(2013高考浙江理综第18题)如图所示,三颗质量均为m 的地球同步卫星等间隔分布在半径为r 的圆轨道上,设地球质量为M ,半径为R.下列说法正确的是 A .地球对一颗卫星的引力大小为2)(R r GMm- B .一颗卫星对地球的引力大小为2r GMmC .两颗卫星之间的引力大小为223r GmD .三颗卫星对地球引力的合力大小为23r GMm答案:BC解析:由万有引力定律,地球对一颗卫星的引力大小为2r GMm ,一颗卫星对地球的引力大小为2rGMm,选项A 错误B 正确.由2rcos30°=L 可得两颗卫星之间的距离为,由万有引力定律,两颗卫星之间的引力大小为223r Gm ,选项C 正确.三颗卫星对地球引力的合力大小为零,选项D 错误.11.(2013高考四川理综第4题)太阳系外行星大多不适宜人类居住,绕恒星“Glicsc581”运行的行星“Gl-581c ”却很值得我们期待.该行星的温度在0℃到40℃之间,质量是地球的6倍,直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日.“Glicsc581”的质量是太阳质量的0.31倍.设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体,绕其中心天体做匀速圆周运动,则 A .在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同2 B .如果人到了该行星,其体重是地球上的322倍 C .该行星与“Glicsc581”的距离是日地距离的36513倍 D .由于该行星公转速率比地球大,地球上的米尺如果被带上该行星,其长度一定会变短 答案:B解析:由Gm=gR 2,可得该行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为g g '=22''R R m m =6·25.11=38,如果人到了该行星,其体重是地球上的38=322倍,选项B 正确.在该行星上发射卫星的第一宇宙速度v=''R g =4gR ,是地球上发射卫星的第一宇宙速度的4倍,选项A 错误.由G 2r Mm =mr 22⎪⎭⎫⎝⎛T π,G 2''r m M =mr 2'2⎪⎭⎫⎝⎛T π,可得33'r r = M M '·22'T T =0.31·2213365,该行星与“Glicsc581”的距离r ’是日地距离r 的3221336531.0⨯倍,选项C 错误.该行星公转速率比地球大,地球上的米尺如果被带上该行星,在该行星上观察,其长度不变,选项D 错误.12. (2013高考安徽理综第17题)质量为m 的人造地球卫星与地心的距离为r 时,引力势能可表示为E P =-GMmr,其中G 为引力常量,M 为地球质量.该卫星原来的在半径为R 1的轨道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极稀薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R 2,此过程中因摩擦而产生的热量为A. GMm (21R -11R ) B. GMm (11R -21R )C.12GMm (21R -11R ) D. 12GMm (11R -21R )答案: C解析:卫星降低轨道,减少的引力势能,△E P =-G1Mm R -(-G 2Mm R )=GMm (21R -11R ).由G 2Mm R=mv 2/R ,可得卫星在半径为R 1的轨道上绕地球做匀速圆周运动的动能E k1=12mv 2= 12GMmR ,卫星在半径为R 2的轨道上绕地球做匀速圆周运动的动能E k2=12mv 2= 22GMmR ,动能增加△E k =22GMm R -12GMm R ,由功能关系△E P =△E k +Q ,联立解得:此过程中因摩擦而产生的热量为Q=12GMm (21R -11R ),所以正确选项为C.。

《万有引力与航天》测试题含答案分析

《万有引力与航天》测试题含答案分析

《万有引力与航天》单元测试一、选择题1.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度.星球的第二宇宙速度v 2与第一宇宙速度v 1的关系是v 2=2v 1.已知某星球的半径为r ,它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的16,不计其他星球的影响,则该星球的第二宇宙速度为( ) A.grB. 16grC. 13grD.13gr 解析:由题意v 1=g ′r = 16gr ,v 2=2v 1= 13gr ,所以C 项正确.答案:C 2.太阳能电池是将太阳能通过特殊的半导体材料转化为电能,在能量的利用中,它有许多优点,但也存在着一些问题,如受到季节、昼夜及阴晴等气象条件的限制.为了能尽量地解决这些问题,可设想把太阳能电池送到太空中并通过一定的方式让地面上的固定接收站接收电能,太阳能电池应该置于( )A.地球的同步卫星轨道B.地球大气层上的任一处C.地球与月亮的引力平衡点D.地球与太阳的引力平衡点解析:太阳能电池必须与地面固定接收站相对静止,即与地球的自转同步.答案:A3.据媒体报道,“嫦娥”一号卫星绕月工作轨道为圆轨道,轨道距月球表面的高度为200 km,运行周期为127 min.若要求出月球的质量,除上述信息外,只需要再知道( )A.引力常量和“嫦娥”一号的质量B.引力常量和月球对“嫦娥”一号的吸引力C.引力常量和地球表面的重力加速度D.引力常量和月球表面的重力加速度解析:对“嫦娥”一号有GMmR+h2=m4π2T2(R+h),月球的质量为M=4π2GT2(R+h)3,在月球表面g=GMR2,故选项D正确.答案:D4.地球同步卫星轨道半径约为地球半径的6.6倍,设月球密度与地球相同,则绕月心在月球表面附近做圆周运动的探月探测器的运行周期约为( )A.1 h B.1.4 hC.6.6 h D.24 h解析:因月球密度与地球的相同,根据ρ=m 4πR3/3,可知m地m月=R3地R3月,又Gm地m卫6.6R地2=m卫4π2T2卫×6.6R地,Gm月m探R2月=m探4π2T2探R月,已知T卫=24 h,联立解得T探≈1.4 h.答案:B5.图1在同一轨道平面上绕地球做匀速圆周运动的卫星A、B、C,某时刻恰好在同一过地心的直线上,如图1所示,当卫星B经过一个周期时( )A.各卫星角速度相等,因而三星仍在一直线上B .A 超前于B ,C 落后于BC .A 超前于B ,C 超前于BD .A 、C 都落后于B解析:由G Mm r 2=mrω2,可知,ω= GM r 3可见选项A 错误;由T =2π/ω,即T ∝r 3可知,选项B 正确,选项C 、D 错误.答案:B 6.由于地球的自转,使得静止在地面的物体绕地轴做匀速圆周运动.对于这些做匀速圆周运动的物体,以下说法正确的是( )A .向心力都指向地心B .速度等于第一宇宙速度C .加速度等于重力加速度D .周期与地球自转的周期相等解析:图6本题重点考查了地球上的物体做匀速圆周运动的知识.由于地球上的物体随着地球的自转做圆周运动,则其周期与地球的自转周期相同,D正确,不同纬度处的物体的轨道平面是不相同的,如图6,m 处的物体的向心力指向O′点,选项A错误;由于第一宇宙速度是围绕地球运行时,轨道半径最小时的速度,即在地表处围绕地球运行的卫星的速度,则选项B错误;由图1可知,向心力只是万有引力的一个分量,另一个分量是重力,因此加速度不等于重力加速度,选项C错误.答案:D7.图3“嫦娥”一号探月卫星沿地月转移轨道到达月球,在距月球表面200 km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获,进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,如图3所示.之后,卫星在P点经过几次“刹车制动”,最终在距月球表面200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动.用T1、T2、T3分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ的周期,用a1、a2、a3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的加速度,则下面说法正确的是( )A.T1>T2>T3B.T1<T2<T3C.a1>a2>a3D.a1<a2<a3解析:卫星沿椭圆轨道运动时,周期的平方与半长轴的立方成正比,故T1>T2>T3,A项正确,B项错误.不管沿哪一轨道运动到P 点,卫星所受月球的引力都相等,由牛顿第二定律得a1=a2=a3,故CD项均错误.答案:A8未发射的卫星放在地球赤道上随地球自转时的线速度为v1、加速度为a1;发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动时的线速度为v2、加速度为a2;实施变轨后,使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动,运动的线速度为v3、加速度为a3。

2019版物理新学考一轮增分(浙江专版):第5章检测含答案

2019版物理新学考一轮增分(浙江专版):第5章检测含答案

第五章检测曲线运动;(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(每小题只有一个选项正确,共65分);;1.如图所示,起重机将货物沿竖直方向匀速吊起,同时又沿横梁水平向右匀加速运动。

此时,站在地面上观察,货物运动的轨迹可能是下图中的()2.对平抛运动,下列说法正确的是()A.平抛运动是加速度大小不变、方向不断变化的曲线运动B.做平抛运动的物体,在任何相等的时间内位移的增量都是相等的;;C.平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动D.落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关3.如图所示,x轴在水平地面上,y轴在竖直方向上。

图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹。

小球a从(0,2L)抛出,落在(2L,0)处;小球b、c从(0,L)抛出,分别落在(2L,0)和(L,0)处。

不计空气阻力,下列说法正确的是();;A.a和b初速度相同B.a和b运动时间相同C.b的初速度是c的两倍D.a运动时间是b的两倍4.如图所示,滑板运动员以速度v0从离地高度为h的平台末端水平飞出,落在水平地面上。

忽略空气阻力,运动员和滑板可视为质点,下列表述正确的是()A.v0越大,运动员在空中运动时间越长B.v0越大,运动员落地瞬间速度越大C.运动员落地瞬间速度方向与高度h无关D.运动员落地位置与v0大小无关5.如图所示,一位同学做飞镖游戏,已知圆盘的直径为d,飞镖距圆盘为L,且对准圆盘上边缘的A点水平抛出,初速度为v0,飞镖抛出的同时,圆盘以垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速运动,角速度为ω。

若飞镖恰好击中A点,则下列关系正确的是()A.d错误!未找到引用源。

=L2gB.ωL=π(1+2n)v0(n=0,1,2,3,…)C.v0=ω错误!未找到引用源。

D.dω2=gπ2(1+2n)2(n=0,1,2,3,…)6.公路急转弯处通常是交通事故多发地带。

如图,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为v c 时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。

高中物理万有引力与航天(解析版)

高中物理万有引力与航天(解析版)
12.(2021年湖南卷7题)2021年4月29日,中国空间站天和核心舱发射升空,准确进入预定轨道。根据任务安排,后续将发射问天实验舱和梦天实验舱,计划2022年完成空间站在轨建造。核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道,轨道离地面的高度约为地球半径的 。下列说法正确的是( )
A.核心舱进入轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的 倍
【答案】BC
14.2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心成功将世界首颗量子卫星“墨子号”发射升空,在距离地面h高度的轨道上运行。设火箭在点火后时间t内竖直向上匀加速飞行,速度增大到v,起飞质量为m,忽略时间t内火箭的质量变化,不考虑空气阻力,重力加速度为g,引力常量为G,地球半径为R,下列说法正确的是()。
A.M与N的密度相等
B.Q的质量是P的3倍
C.Q下落过程中的最大动能是P的4倍
D.Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍
【答案】AC
【解析】A、由a–x图象可知,加速度沿竖直向下方向为正方向,根据牛顿第二定律有: ,变形式为: ,该图象的斜率为 ,纵轴截距为重力加速度 。根据图象的纵轴截距可知,两星球表面的重力加速度之比为: ;又因为在某星球表面上的物体,所受重力和万有引力相等,即: ,即该星球的质量 。又因为: ,联立得 。故两星球的密度之比为: ,故A正确;B、当物体在弹簧上运动过程中,加速度为0的一瞬间,其所受弹力和重力二力平衡, ,即: ;结合a–x图象可知,当物体P和物体Q分别处于平衡位置时,弹簧的压缩量之比为: ,故物体P和物体Q的质量之比为: ,故B错误;C、物体P和物体Q分别处于各自的平衡位置(a=0)时,它们的动能最大;根据 ,结合a–x图象面积的物理意义可知:物体P的最大速度满足 ,物体Q的最大速度满足: ,则两物体的最大动能之比: ,C正确;D、物体P和物体Q分别在弹簧上做简谐运动,由平衡位置(a=0)可知,物体P和Q振动的振幅A分别为 和 ,即物体P所在弹簧最大压缩量为2 ,物体Q所在弹簧最大压缩量为4 ,则Q下落过程中,弹簧最大压缩量时P物体最大压缩量的2倍,D错误;故本题选AC。

(物理)物理万有引力与航天专项习题及答案解析

(物理)物理万有引力与航天专项习题及答案解析

(物理)物理万有引力与航天专项习题及答案解析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1.一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验:在离地面h 高处让小球以某一初速度水平抛出,他测出小球落地点与抛出点的水平距离为x 和落地时间t ,又已知该星球的半径为R ,己知万有引力常量为G ,求: (1)小球抛出的初速度v o (2)该星球表面的重力加速度g (3)该星球的质量M(4)该星球的第一宇宙速度v (最后结果必须用题中己知物理量表示)【答案】(1) v 0=x/t (2) g=2h/t 2 (3) 2hR 2/(Gt 2) (4) t【解析】(1)小球做平抛运动,在水平方向:x=vt , 解得从抛出到落地时间为:v 0=x/t(2)小球做平抛运动时在竖直方向上有:h=12gt 2, 解得该星球表面的重力加速度为:g=2h/t 2;(3)设地球的质量为M ,静止在地面上的物体质量为m , 由万有引力等于物体的重力得:mg=2MmGR 所以该星球的质量为:M=2gR G= 2hR 2/(Gt 2); (4)设有一颗质量为m 的近地卫星绕地球作匀速圆周运动,速率为v ,由牛顿第二定律得: 22Mm v G m R R=重力等于万有引力,即mg=2MmGR,解得该星球的第一宇宙速度为:v ==2.“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”绕月飞行轨道近似为圆形,距月球表面高度为H ,飞行周期为T ,月球的半径为R ,引力常量为G .求:(1) “嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小; (2)月球的质量;(3)若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船,则其绕月运行的线速度应为多大.【答案】(1)()2R H Tπ+(2)()3224R H GT π+(3【解析】(1)“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小12π()R H v T+=. (2)设月球质量为M .“嫦娥一号”的质量为m .根据牛二定律得2224π()()R H MmG m R H T +=+解得2324π()R H M GT +=. (3)设绕月飞船运行的线速度为V ,飞船质量为0m ,则2002Mm V G m RR =又2324π()R H M GT+=. 联立得()2πR H R HV TR++=3.某行星表面的重力加速度为g ,行星的质量为M ,现在该行星表面上有一宇航员站在地面上,以初速度0v 竖直向上扔小石子,已知万有引力常量为G .不考虑阻力和行星自转的因素,求: (1)行星的半径R ;(2)小石子能上升的最大高度. 【答案】(1)GMR g= (2)202v h g =【解析】(1)对行星表面的某物体,有:2GMmmg R=- 得:GMR g=(2)小石子在行星表面作竖直上抛运动,规定竖直向下的方向为正方向,有:2002v gh =-+得:202v h g=4.我们将两颗彼此相距较近的行星称为双星,它们在万有引力作用下间距始终保持不变,且沿半径不同的同心轨道作匀速圆周运动,设双星间距为L ,质量分别为M 1、M 2(万有引力常量为G)试计算:()1双星的轨道半径 ()2双星运动的周期.【答案】()2112121?M M L L M M M M ++,;()()122?2LL G M M π+;【解析】设行星转动的角速度为ω,周期为T .()1如图,对星球1M ,由向心力公式可得: 212112M M GM R ωL= 同理对星2M ,有:212222M M GM R ωL= 两式相除得:1221R M (R M ,=即轨道半径与质量成反比) 又因为12L R R =+ 所以得:21121212M M R L R L M M M M ==++,()2有上式得到:()12G M M 1ωLL+=因为2πT ω=,所以有:()12L T 2πL G M M =+答:()1双星的轨道半径分别是211212M M L L M M M M ++,; ()2双星的运行周期是()12L2πLG M M +点睛:双星靠相互间的万有引力提供向心力,抓住角速度相等,向心力相等求出轨道半径之比,进一步计算轨道半径大小;根据万有引力提供向心力计算出周期.5.2019年4月20日22时41分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号”乙运载火箭,成功发射第四十四颗北斗导航卫星,卫星入轨后绕地球做半径为r 的匀速圆周运动。

北京专用2019版高考物理一轮复习检测:第五章万有引力与航天第2讲人造卫星与航行 Word版含答案

北京专用2019版高考物理一轮复习检测:第五章万有引力与航天第2讲人造卫星与航行 Word版含答案

第2讲人造卫星与航行基础巩固1、(2017北京朝阳期中,9,3分)继“天宫一号”之后,2016年9月15日我国在酒泉卫星发射中心又成功发射了“天宫二号”空间实验室。

“天宫一号”的轨道是距离地面370千米的近圆轨道;“天宫二号”的轨道是距离地面393千米的近圆轨道,后继发射的“神舟十一号”与之对接。

下列说法正确的是( )A、在各自的轨道上正常运行时,“天宫二号”比“天宫一号”的速度大B、在各自的轨道上正常运行时,“天宫二号”比地球同步卫星的周期长C、在低于“天宫二号”的轨道上,“神舟十一号”需要先加速才能与之对接D、“神舟十一号”只有先运行到“天宫二号”的轨道上,然后再加速才能与之对接2、(2017北京海淀一模,17)2011年9月29日我国发射的首个目标飞行器“天宫一号”的平均轨道高度约为370km;2016年9月15日我国又成功发射了“天宫二号”空间实验室,它的平均轨道高度约为393km。

如果“天宫一号”和“天宫二号”在轨道上的运动都可视为匀速圆周运动,则对于二者运动情况的比较,下列说法中正确的是( )A、“天宫二号”运行的速率较大B、“天宫二号”运行的加速度较大C、“天宫二号”运行的角速度较大D、“天宫二号”运行的周期较长3、(2018北京丰台期末)2017年9月12日,天舟1号货运飞船顺利完成了与天宫2号空间实验室的自主快速交会对接。

在对接前的某段时间内,若天宫2号和天舟1号分别处在不同的圆形轨道上逆时针运行,如图所示。

下列说法正确的是( )A、天宫2号的运行速率大于天舟1号的运行速率B、天宫2号的运行周期大于天舟1号的运行周期C、天宫2号的向心加速度大于天舟1号的向心加速度D、天舟1号适当减速才可能与天宫2号实现对接4、(2017北京顺义二模,17)我国的神舟十一号载人宇宙飞船与天宫二号对接后绕地球运行的周期约为90min,如果把它绕地球的运动看做是匀速圆周运动,飞船的运动和人造地球同步卫星的运动相比,下列判断正确的是( )A、飞船的轨道半径大于同步卫星的轨道半径B、飞船的运行速度小于同步卫星的运行速度C、飞船运行的角速度小于同步卫星运行的角速度D、飞船运行的向心加速度大于同步卫星运行的向心加速度5、(2018北京东城期末)2017年6月15日上午,我国在酒泉卫星发射中心成功发射首颗X射线调制望远镜卫星“慧眼”。

2019版高考物理一轮复习(北京卷B版)教师用书:专题五 万有引力与航天 PDF版含答案

2019版高考物理一轮复习(北京卷B版)教师用书:专题五 万有引力与航天 PDF版含答案
专题五㊀ 万有引力与航天
33 ㊀
专题五 ㊀ 万有引力与航天
对应学生用书起始页码 P55
考点一㊀ 万有引力定律及其应用
㊀ ㊀ 一 ㊁引力和重力的关系 如图所示, F 引 产生两个效果: 一是提供物
体随地球自转所需的向心力;二是产生物体的重 力㊂ 由于 F 向 = mω 2 r,随纬度的增大而减小, 所以 物体的重力随纬度的增大而增大,即重力加速度 从赤道到两极逐渐增大㊂ 但 F 向 一般很小, 在一 般情况下可认为重力和万有引力近 似相 等, 即 Mm M G 2 = mg,g = G 2 常用来计算星球表面的重力 R R
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T 木 ʈ11. 86T 地 ,T 土 ʈ29. 28T 地 , T 天王 ʈ82. 82T 地 , T 海王 ʈ164. 32T 地 ㊂ 2π 2π 设地外行星连续两次冲日的时间间隔为 t,则 t - t = 2π, 解得 T地 T星 t= T星 -T地 T地 T星 = T地 1- T地 T星 > T 地 = 1 年,故各地外行星不会每年都出现冲日 T地 T木 = 1 年 ˑ11. 86 年 ʈ1. 09 年, 而 2014 (11. 86-1) 年
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考点强化练13万有引力·天体运动1.下列关于行星绕太阳运动的说法正确的是()A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处C.离太阳越近的行星的运动周期越长D.所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等2.若认为行星绕太阳做圆周运动,则关于行星对太阳的引力的说法正确的是()A.太阳对行星的引力就是行星运动的动力B.太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,与行星和太阳间的距离成反比C.太阳对行星的引力是由实验得出的D.太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的3.地球对月球具有相当大的引力,可它们没有靠在一起,这是因为()A.不仅地球对月球有引力,而且月球对地球也有引力,这两个力大小相等,方向相反,互相抵消了B.不仅地球对月球有引力,而且太阳系中的其他星球对月球也有引力,这些力的合力为零C.地球对月球的引力还不算大D.地球对月球的引力不断改变月球的运动方向,使得月球围绕地球运动4.下列说法正确的是()A.地面上的物体所受地球引力的大小均由F=G决定,其方向总是指向地心B.只有天体之间才存在万有引力C.只要已知两个物体的质量和两个物体之间的距离,就可以由F=G计算物体间的万有引力D.当两物体间的距离趋近于0时,万有引力趋近于无穷大5.火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半,则火箭离地面的高度与地球半径之比为()A.(+1)∶1B.(-1)∶1C.∶1D.1∶6.2016年8月16日1时40分,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星墨子号发射升空。

未来两年,这颗卫星将在离地高度为500 km的轨道运行,完成一系列量子科学实验。

这将使中国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。

关于这颗量子科学实验卫星,下列说法正确的是()A.属于地球同步卫星B.其在轨运行速率v大于7.9 km/sC.其轨道处的重力加速度小于9.8 m/s2D.其运行周期大于24 h7.嫦娥二号是我国月球探测第二期工程的先导星。

若测得嫦娥二号在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期T,已知引力常量为G,半径为R的球体体积公式为V=πR3,则可估算月球的()A.密度B.质量C.半径D.自转周期8.a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星。

其中a、c的轨道相交于P,b、d在同一个圆轨道上,b、c的轨道在同一平面上。

某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示,下列说法中正确的是()A.a、c的加速度大小相等,且大于b的加速度B.b、c的角速度大小相等,且小于a的角速度C.a、c的线速度大小相等,且小于d的线速度D.a、c存在P点相撞的危险9.地球同步卫星的角速度与地球自转角速度始终保持不变,常用于通信、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面,以实现对同一地区的连续工作。

下面关于地球同步卫星说法不正确的是()A.不同国家为了发挥同步卫星最大的作用,可以让同步卫星定点在自己国家的上空B.所有同步卫星的轨道只能是圆,不可能是椭圆C.所有同步卫星的高度都是一样的D.不同国家发射的同步卫星都必须在同一轨道上10.下列关于经典力学的说法不正确的是()A.自由落体运动规律属于经典力学B.行星运动定律属于经典力学C.牛顿运动定律属于经典力学D.经典力学没有局限性,适用于所有领域11.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处释放,经时间t后落到月球表面(设月球半径为R)。

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所必须具有的速率为()A. B.C. D.12.如图所示,在围绕地球运行的天宫一号实验舱中,宇航员王亚平将支架固定在桌面上,摆轴末端用细绳连接一个小球。

拉直细绳并给小球一个垂直于细绳的初速度,使其做圆周运动。

设小球经过最低点a和最高点b时的速率分别为v a、v b,阻力不计,则()A.细线在a点最容易断裂B.细线在b点最容易断裂C.v a>v bD.v a=v b13.据报道,天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。

这颗行星的体积是地球的a倍,质量是地球的b 倍。

已知近地卫星绕地球运动的周期约为T,引力常量为G。

则该行星的平均密度为()A. B.C. D.14.有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星,到地心的距离为地球半径R0的2倍,卫星圆形轨道平面与地球赤道平面重合。

已知地球表面重力加速度为g,近似认为太阳光是平行光,试估算:(1)卫星做匀速圆周运动的周期;(2)卫星绕地球一周,太阳能收集板工作时间。

15.由于火星与地球的自转周期几乎相同,自转轴与公转轨道平面的倾角也几乎相同,所以火星上也有四季变化,可推断()A.火星上平均每个季节持续的时间等于3个月B.火星上平均每个季节持续的时间大于3个月C.火星上平均每个季节持续的时间约等于3个月D.以上说法都不能确定16.如图所示,由我国自主研发的北斗卫星导航系统,空间段计划由35颗卫星组成,包括5颗静止轨道卫星、27颗地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。

目前已经实现了覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力,预计到2020年左右,将建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。

关于其中的静止轨道卫星(同步卫星),下列说法正确的是()A.该卫星一定不会运动到杭州正上方天空B.该卫星处于完全失重状态,卫星所在处的重力加速度为零C.该卫星若受到太阳风暴影响后速度变小,它的轨道半径将变大D.该卫星相对于地球静止,其运行速度等于地球赤道处自转的线速度17.我国发射天宫二号空间实验室,之后发射神舟十一号飞船与天宫二号对接。

假设天宫二号与神舟十一号都围绕地球做匀速圆周运动,为了实现飞船与空间实验室的对接,下列措施可行的是()A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后飞船加速追上空间实验室实现对接B.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后空间实验室减速等待飞船实现对接C.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速,加速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接D.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速,减速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接18.某行星自转周期是6小时。

在该行星赤道上称得某物体的重力是同一物体在两极称得的重力的90%,求该行星的平均密度。

考点强化练13万有引力·天体运动1.D所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,但不是同一轨道,太阳处在椭圆的一个焦点上,故A、B项错;所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,离太阳越近的行星,其运动周期越短,故C项错,D项对。

2.D行星运动时引力提供向心力,只改变速度方向,不改变速度大小,所以不能称为动力,选项D 正确。

3.D地球对月球的引力和月球对地球的引力是相互作用力,作用在两个物体上不能相互抵消,A 错误;地球对月球的引力提供了月球绕地球做圆周运动的向心力,从而不断改变月球的运动方向,所以B、C错误,D正确。

4.A5.B设地球的半径为R,火箭离地面高度为h,所以F空=,F地=,其中F空=F地,因此,B项正确。

6.C7.A嫦娥二号在月球表面做匀速圆周运动,已知周期T,有G=m R,故无法求出月球半径R及质量M,但结合球体体积公式可估算出月球的密度,选项A正确。

8.A由G=m=mω2r=m r=ma可知,选项A正确,B、C错误;因a、c的轨道半径相同,周期相同,只要图示时刻不撞,以后就不可能相撞了。

9.A所有地球同步卫星都必须在赤道高空某一高度的同一圆轨道上。

10.D经典力学适用于宏观低速物体,而不适用于微观高速粒子。

11.B设月球表面的重力加速度为g',由物体“自由落体”可得h=g't2,飞船在月球表面附近做匀速圆周运动可得G=m,在月球表面附近mg'=,联立得v=,故B正确。

12.D在天宫一号实验舱内,小球处于失重状态,小球在竖直平面上做匀速圆周运动,故D选项正确。

13.C万有引力提供近地卫星绕地球运动的向心力G=m,且ρ地=,由以上两式得ρ地=。

而,因而ρ星=。

14.答案(1)4π(2)解析(1)地球卫星做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得=m在地球表面有=m'g,卫星做匀速圆周运动的周期为T=4π。

(2)如图所示,当卫星在阴影区时不能接受到阳光,据几何关系∠AOB=∠COD=卫星绕地球一周,太阳能收集板工作时间t=T=。

15.B因为火星轨道半径比地球大,公转周期比地球长,所以“一年”的时间要比地球长。

16.A根据同步卫星的定义知,它只能在赤道上空,故A项正确;卫星处于完全失重状态,重力加速度等于向心加速度,故B错;速度变小后,万有引力大于所需向心力,卫星的轨道半径将变小,C项错;卫星相对地球静止是指角速度等于地球自转角速度,由v=ωr知,其运行速度大于地球赤道处自转的线速度,故D项错。

17.C卫星绕地球做圆周运动,满足G。

若加速,则会造成G,卫星将做离心运动。

因此,要想使两卫星对接绝不能同轨道加速或减速,只能从低轨道加速或从高轨道减速,C正确,A、B、D错误。

18.答案3.03×103 kg/m3解析由已知,该星球赤道上物体所受的向心力是万有引力的10%,有0.1G=mR,而星球质量M=ρ·πR3,由以上两式可得ρ=3.03×103 kg/m3。

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