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1、考点强化练考点强化练 13 万有引力万有引力天体运动天体运动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
2、 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122 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2 D.当两物体间的距离趋近于 0 时,万有
3、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)122C.1D.1226.2016 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
4、.9 km/s C.其轨道处的重力加速度小于 9.8 m/s2 D.其运行周期大于 24 h 7.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= R3,则可4 3 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
5、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
6、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.2 2 C.D. 2 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 va、vb,阻力不计,则(
7、)A.细线在 a 点最容易断裂 B.细线在 b 点最容易断裂 C.vavb D.va=vb 13.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.3232C.D.3232 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
8、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(
9、 )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
10、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
11、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,( + )221 2因此,B 项正确。 =2 - 11 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=mR,故无法求出月球半2422 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
12、=m=m2r=mr=ma 可知,选项 A 正确,B、C 错误;因 a、c 的轨道半径相22 422 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= gt2,飞船在月球表面附近做1 2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。22 22 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
13、地卫星绕地球运动的向心力 G=m,且 地=,由以上两地24223地43式得 地=。而,因而 星=。32星地=星地星地= 3214.答案 (1)4 (2)2010 320解析 (1)地球卫星做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得=m(20)2422(20)2在地球表面有=mg,卫星做匀速圆周运动的周期为 T=4。0220(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= 3卫星绕地球一周,太阳能收集板工作时间 t= T=。5 610 32015.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
14、 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=r 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2=2 22 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 3.03103 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= R3,2(2 )24 3 由以上两式可得 =3.03103 kg/m3。
