《2019年高考物理总复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第4课时 万有引力与航天课时训练 教科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考物理总复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第4课时 万有引力与航天课时训练 教科版（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 4 4 课时课时 万有引力与航天万有引力与航天1.(2018江苏启东中学月考)神舟十一号载人飞船在与“天宫二号”对接前运行在椭圆轨 道上,对于神舟十一号载人飞船的描述正确的是( C ) A.飞船在远地点的速度大于其在近地点的速度 B.飞船在远地点的加速度大于其在近地点的加速度 C.飞船在远地点的机械能等于其在近地点的机械能 D.飞船在远地点受地球的引力大于其在近地点受地球的引力 解析:根据开普勒行星运动第二定律可知,飞船在远地点的速度小于其在近地点的速度,选项 A 错误;根据牛顿第二定律可知,飞船在远地点的加速度小于其在近地点的加速度,选项 B 错 误;飞船在运动过程中只有地球的引力做
2、功,机械能守恒,故飞船在远地点的机械能等于其在 近地点的机械能,选项 C 正确;根据万有引力定律可知,飞船在远地点受地球的引力小于其在 近地点受地球的引力,选项 D 错误. 2.(2018江苏泰州中学模拟)2017 年 4 月 22 日,“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”成 功实现交会对接,下列说法正确的是( D ) A.“天舟一号”先到达“天宫二号”相同的轨道然后加速对接 B.“天舟一号”先到达“天宫二号”相同的轨道然后减速对接 C.“天舟一号”先到达比“天宫二号”的轨道半径大的轨道然后加速对接 D.“天舟一号”先到达比“天宫二号”的轨道半径小的轨道然后加速对接 解析:“天舟一号”先到达比“
3、天宫二号”的轨道半径小的轨道,然后加速做离心运动,轨道 半径变大可以与“天宫二号”对接,D 正确. 3.(2018山东济南调研)(多选)电影火星救援的热映,再次激起了人们对火星的关注. 某火星探测器贴近火星表面做匀速圆周运动,已知速度为 v,周期为 T,引力常量为 G.下列说 法正确的是( BCD )A.可算出探测器的质量 m=B.可算出火星的质量 M=C.可算出火星的半径 R=D.飞船若离开火星,必须启动助推器使飞船加速解析:根据万有引力充当向心力可得 G=m,v=,解得 M=,选项 B 正确;无法求出探测器的质量,选项 A 错误;根据 v=,解得 R=,选项 C 正确;飞船若离开火星,需要
4、加速才能让轨道变高,选项 D 正确.24.研究表明,地球自转在逐渐变慢,3 亿年前地球自转的周期约为 22 小时.假设这种趋势会 持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( A ) A.距地面的高度变大B.向心加速度变大 C.线速度变大 D.角速度变大解析:同步卫星运行周期与地球自转周期相同,由 G=m(R+h)()2得 h=-R,故 T 增大时 h 也增大,选项 A 正确.同理由=ma=m=m(R+h)2可得 a=、v=、=,故 h 增大后 a,v, 都减小,选项 B,C,D 错误. 5.导学号 58826095(2018江西南昌模拟)2016 年 10 月 1
5、7 日,“神舟十一号”载人飞船发射升空,搭载宇航员景海鹏、陈冬前往“天宫二号”空间实验室,宇航员在“天宫二号”驻 留 30 天进行了空间地球系统科学、空间应用新技术和航天医学等领域的应用和实验.“神 舟十一号”与“天宫二号”的对接变轨过程如图所示,AC 是椭圆轨道的长轴.“神舟十一 号”从圆轨道先变轨到椭圆轨道,再变轨到圆轨道,与在圆轨道运行的“天宫二号” 实施对接.下列描述正确的是( C )A.“神舟十一号”在变轨过程中机械能不变 B.可让“神舟十一号”先进入圆轨道,然后加速追赶“天宫二号”实现对接 C.“神舟十一号”从 A 到 C 的动量逐渐变小 D.“神舟十一号”在椭圆轨道上运动的周期与
6、“天宫二号”运行周期相等 解析:“神舟十一号”飞船变轨过程中轨道升高,机械能增加,A 选项错误;若飞船在进入圆 轨道后再加速,则将进入更高的轨道飞行,不能实现对接,选项 B 错误;由开普勒第二定律 可知,飞船沿轨道由 A 到 C 速度减小,则动量逐渐减小,选项 C 正确;由开普勒第三定律可 知,在椭圆轨道上的运行周期比在圆轨道上的运行周期要小,D 项错误. 6.(2018山西大学附中模拟)如图是两颗仅在地球引力作用下绕地球运动的人造卫星轨道 示意图,是半径为 R 的圆轨道,为椭圆轨道,AB 为椭圆的长轴且 AB=2R,两轨道和地心在 同一平面内,C,D 为两轨道的交点.已知轨道上的卫星运动到
7、C 点时速度方向与 AB 平行, 下列说法正确的是( A )A.两个轨道上的卫星在 C 点时的加速度相同3B.轨道上的卫星在 B 点时的速度可能大于轨道上的卫星的速度 C.轨道上卫星的周期大于轨道上卫星的周期 D.轨道上卫星从 C 经 B 运动到 D 的时间与从 D 经 A 运动到 C 的时间相等解析:根据牛顿第二定律得 a=,两轨道上的卫星在 C 点距离地心的距离相等,则加速度相同,选项 A 正确;轨道上的卫星经 B 点时需要加速可进入过 B 点的圆轨道,此圆轨道与轨道相比,卫星运动速度一定小,由此可知,选项 B 错误;根据开普勒第三定律知=k,椭圆的半长轴与圆轨道的半径相等,则轨道上卫星的
8、周期等于轨道上卫星的周期,选项 C 错误;轨道上卫星从 C 经 B 运动到 D 的时间大于从 D 经 A 到 C 的时间,选项 D 错误. 7.(2018山东泰安市质检)(多选)“嫦娥四号”是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗 人造探月卫星,主要任务是更深层次、更加全面地科学探测月球地貌、资源等方面的信息, 完善月球档案资料.已知月球的半径为 R,月球表面的重力加速度为 g月,引力常量为 G,嫦娥 四号离月球中心的距离为 r,绕月周期为 T.根据以上信息可求出( BD )A.“嫦娥四号”绕月运行的速度B.“嫦娥四号”绕月运行的速度为C.月球的平均密度为D.月球的平均密度为解析:“嫦娥四号”绕月
9、运行时,万有引力提供向心力,G=m,解得 v=,则 GM=R2g月,联立解得 v=,故选项 A 错误,B 正确;G=mr,解得 M=,月球的平均密度为 =,故选项 C 错误,D 正确.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.假设该行星质量 约为地球质量的 6.4 倍,半径约为地球半径的 2 倍.那么,一个在地球表面能举起 64 kg 物体 的人在这个行星表面能举起的物体的质量为(地球表面重力加速度 g=10 m/s2)( A )A.40 kg B.50 kg C.60 kg D.30 kg解析:在地球表面 G=m0g,F人=m0g,在行星表面 G=m0g行,F
10、人=4m0g行,又 M行=6.4M地,R行=2R地,联立解得 m0=40 kg,则选项 A 正确,BCD 错误. 9.(2018吉林长春质检)2016 年 2 月 11 日,美国科学家宣布探测到引力波,证实了爱因斯 坦 100 年前的预测,弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”.双星的运动是 产生引力波的来源之一,假设宇宙中有一双星系统由 a,b 两颗星体组成,这两颗星绕它们连 线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动,测得 a 星的周期为 T,a,b 两颗星的距离为 l,a,b 两颗星的轨道半径之差为 r,(a 星的轨道半径大于 b 星),则( B ) A.b 星的周期大于 a 星
11、的周期B.a 星的线速度大小为C.a,b 两颗星的半径之比为D.a,b 两颗星的质量之比为解析:a,b 两星是围绕同一点绕行的双星系统,故周期 T 相同,选项 A 错误;由 ra-rb=r,ra+rb=l 得 ra=,rb=,所以=,选项 C 错误;a 星的线速度v=,选项 B 正确;由 ma2ra=mb2rb,得=,选项 D 错误.10.导学号 58826096(2018江苏常州检测)(多选)纳米材料的抗拉强度几乎比钢材还高出100 倍,使人们设想的太空电梯成为可能.其工作原理是从同步卫星高度的太空站竖直放下 由纳米材料做成的太空电梯,固定在赤道上,这样太空电梯随地球一起旋转,如图所示.当太
12、 空电梯仓停在太空电梯中点 P 时,下列对于太空电梯仓的说法不正确的是( ABD )A.处于平衡状态 B.速度比同步卫星大 C.向心加速度比同高度卫星的小 D.处于完全失重状态 解析:电梯做圆周运动,受力不平衡,故 A 错误.由于太空电梯随地球一起旋转,整个太空电梯 角速度等于地球自转角速度,根据 v=r 知电梯仓在 P 点的速度比同步卫星的小,故 B 错误. 因与 P 点同高度的卫星角速度大于同步卫星角速度,根据 a=2r 知太空电梯仓向心加速度 比同高度卫星的小,故 C 正确.完全失重时的重力充当向心力,而电梯仓除受重力外还受电梯 作用,故 D 错误. 11.导学号 58826097(多选
13、)宇宙飞船绕地球做圆周运动时,由于地球遮挡阳光,会经历“日全食”过程,如图所示.已知地球的半径为 R,地球质量为 M,引力常量为 G,地球自转周期为5T0.太阳光可看做平行光,不考虑地球公转的影响,宇航员在 A 点测出地球的张角为 ,下列 说法中正确的是( BC )A.飞船的高度为B.飞船的线速度为C.飞船的周期为 2D.飞船每次“日全食”过程的时间为解析:如图所示,应用几何关系,在OEA 中有 sin = ,飞船高度为 h=r-R,解得 h=R(-1),故选项 A 错误;由于飞船速度 v=,运行周期 T=2,得 v=,T=2,选项 B,C 正确;每次“日全食”时间 t 为飞船绕行弧 BAC
14、的时间.由ODBOEA 知 = ,又有 =,解得 = .综合圆周运动规律有 2=t,=,解得 t=T,而 T 为飞船的运行周期,与地球自转周期 T0不相等,故选项 D 错误.612.(2017天津卷,9)我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后,与已经在轨 运行的“天宫二号”成功对接形成组合体.假设组合体在距地面高为 h 的圆形轨道上绕地球 做匀速圆周运动,已知地球的半径为 R,地球表面处重力加速度为 g,且不考虑地球自转的影 响.则组合体运动的线速度大小为 ,向心加速度大小为 . 解析:设组合体环绕地球的线速度为 v,由 G=m得 v=,又因为 G=mg,所以 v=R,向心加速度 a
15、=g.答案:R g13.发射地球同步卫星时,先将卫星发射到距地面高度为 h1的近地圆轨道上,在卫星经过 A 点时点火实施变轨进入椭圆轨道,最后在椭圆轨道的远地点 B 再次点火将卫星送入同步轨道,如 图所示.已知同步卫星的运行周期为 T,地球的半径为 R,地球表面重力加速度为 g,忽略地球 自转的影响.求:(1)卫星在近地点 A 的加速度大小; (2)远地点 B 距地面的高度. 解析:(1)设地球质量为 M,卫星质量为 m,引力常量为 G,卫星在 A 点的加速度为 a,根据牛顿第二定律有 G=ma.设质量为 m的物体在地球赤道表面上受到的万有引力等于重力,有 G=mg.7由以上两式得 a=.(2)设远地点 B 距地面的高度为 h2,由于 B 点处在卫星的同步轨道,对同步卫星有 G=m(R+h2),解得 h2=-R.答案:(1) (2)-R
