《2017届高考物理一轮复习 专题撬分练五 万有引力与航天》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017届高考物理一轮复习 专题撬分练五 万有引力与航天（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1专题撬分练五专题撬分练五 万有引力与航天万有引力与航天时间：45 分钟 满分：90 分基础组选择题(每小题 6 分，共 60 分)12016衡水中学仿真已知地球质量为M，自转周期为T，引力常量为G，将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体。科考队员在南极发现一小块陨石，用弹簧秤称量时示数为F。将其带回赤道地面再次称量，则弹簧秤示数应为( )A.F B.F(GMT2 42R31)(142R3 GMT2)C.F D.F(42R3 GMT21)(1GMT2 42R3)答案 B解析 在南极，有FG，在赤道，有GF1mR，解得F1F。所Mm R2Mm R242 T2(142R3 GMT2)以 B 正确。
2、22016枣强中学预测(多选)据报道，北斗卫星导航系统利用其定位、导航、短报文通信功能加入到马航 MH370 失联客机搜救工作，为指挥中心调度部署人力、物力提供决策依据，保证了搜救船只准确抵达相关海域，帮助搜救船只规划搜救航线，避免搜救出现遗漏海域，目前北斗卫星导航定位系统由高度均约为 36000 km 的 5 颗静止轨道卫星和 5 颗倾斜地球同步轨道卫星以及高度约为 21500 km 的 4 颗中轨道卫星组网运行，下列说法正确的是( )A中轨道卫星的周期比同步卫星的周期大B所有卫星均位于以地心为中心的圆形轨道上C同步卫星和中轨道卫星的线速度均小于第一宇宙速度D赤道上随地球自转的物体的向心加速
3、度比同步卫星的向心加速度大答案 BC解析 由开普勒第三定律可知，轨道半径较小的中轨道卫星的周期比同步卫星的周期小，A 项错；由题意知，北斗导航系统的卫星轨道高度一定，因此卫星均位于以地心为中心的圆形轨道上，B 项正确；第一宇宙速度是卫星绕地球的最大运行速度，C 项正确；赤道上物体与同步卫星的角速度相同，由a2r可知，同步卫星的向心加速度较大，D 项错。232016冀州中学一轮检测(多选)某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N年，行星会运行到日地连线的延长线上(相距最近)，如图所示。设该行星与地球的公转周期之比为k1，公转半径之比为k2，则( )Ak1 Bk1N1 NN N1Ck2 Dk
4、2(N1 N)2 3(N N1)2 3答案 BD解析 由图可知行星的轨道半径大，那么由开普勒第三定律知其周期长。每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，说明从最初在日地连线的延长线上开始，每一年地球比行星多转圆周的N分之一，N年后地球转了N圈，比行星多转 1 圈，即行星转了N1圈，从而再次在日地连线的延长线上，所以行星的周期是年，根据开普勒第三定律有N N1，即 ，选项 A、C 错误，选项 B、D 正确。r3 地 r3 行T2 地 T2 行r行 r地3T2 行 T2 地(N N1)2 342016武邑中学一轮检测“嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个部分组成。探测器预计在
5、2017 年由“长征五号”运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球，带回约 2 千克月球样品。某同学从网上得到一些信息，如表格中的数据所示，请根据题意，判断地球和月球的密度之比为( )月球半径R0月球表面处的重力加速度g0地球和月球的半径之比4R R0地球表面和月球表面的重力加速度之比6g g0A. B.2 33 2C4 D6答案 B3解析 设星球的密度为，由Gmg得GMgR2， ，联立解得Mm R2M VM 4 3R3。设地球、月球的密度分别为、0，则，将4，6 代入解3g 4GR 0gR0 g0RR R0g g0得 ，选项 B 正确。 03 25
6、2016武邑中学月考一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度大小减小为原来的 ，则变轨前后卫星的( )1 2A轨道半径之比为 12B向心加速度大小之比为 41C角速度大小之比为 21D周期之比为 18答案 D解析 卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力充当向心力，由Gm得v ，Mm r2v2 rGM r故2，所以 ，A 项错；由Gma得a，所以16，B 项错；由开普v1 v2r2 r1r1 r21 4Mm r2GM r2a1 a2勒第三定律得，所以 ，D 项正确；由于角速度与周期成反比，故T2 1 T2 2r3 1 r3 21 43T1 T21 88，C 项错。1
7、 262016衡水中学热身(多选)火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的 1.5 倍。则下列说法正确的是( )A火星表面重力加速度的数值比地球表面的小B火星公转的周期比地球的大C火星公转的线速度比地球的大D火星公转的向心加速度比地球的大答案 AB解析 根据万有引力与重力关系得Gmgg，所以，所以火星表Mm R2GM R2g火 g地M火R2 地 M地R2 火面重力加速度的数值比地球表面的小，A 项正确；由开普勒第三定律得，因为火R3 地 T2 地R3 火 T2 火星的公转半径较大，所以火星的公转周期也长，B 项正确；由线速度、公转半径、周期三者关
8、系可知，火星公转的线速度比地球的小，C 项错；火星和地球做圆周运动所需的向心力均由万有引力提供，则Gmaa，式中M为太阳质量，R为公转半径，故火星公Mm R2GM R2转的向心加速度较小，D 项错误。72016衡水二中期中(多选)“嫦娥三号”探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。 “嫦娥三号”的飞行轨道示意图如4图所示。假设“嫦娥三号”在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力，则( )A若已知“嫦娥三号”环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可算出月球的密度B “嫦娥三号”由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，应让发动机点火使其
9、减速C “嫦娥三号”在环月段椭圆轨道上远月点P的速度大于近月点Q的速度D “嫦娥三号”在动力下降阶段，其引力势能减小答案 BD解析 由于不能确定月球的半径，根据密度公式，无法求出月球的密度，选项 A 错误；“嫦娥三号”在进行变轨时，改变卫星的速度，此时万有引力不变，要做向心运动，故应让发动机点火使其减速，选项 B 正确；根据开普勒定律可知：近月点的速度大于远月点的速度，即vQvP，选项 C 错误；“嫦娥三号”在动力下降阶段，引力做正功，引力势能减小，选项 D 正确。82016枣强中学模拟“嫦娥五号”飞行试验器在西昌卫星发射中心发射升空，并在 8 天后以“跳跃式再入”方式成功返回地面。 “跳跃式
10、再入”指航天器在关闭发动机后进入大气层，依靠大气升力再次冲出大气层，降低速度后再进入大气层，如图所示，虚线为大气层的边界。已知地球半径R，地心到d点的距离为r，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是( )A “嫦娥五号”飞行试验器在b点处于完全失重状态B “嫦娥五号”飞行试验器在d点的加速度小于gR2/r2C “嫦娥五号”飞行试验器在a点的速率大于在c点的速率D “嫦娥五号”飞行试验器在c点的速率大于在e点的速率答案 C解析 “嫦娥五号”飞行试验器在b点处于失重状态，但由于受到阻力作用，不是完5全失重状态，选项 A 错误；在d点， “嫦娥五号”飞行试验器的加速度a，又GM r2GMgR2，所
11、以a，选项 B 错误；“嫦娥五号”飞行试验器从a点到c点，万有引力gR2 r2不做功，由于阻力做功，则“嫦娥五号”飞行试验器在a点速率大于在c点速率，选项 C正确；从c点到e点，没有空气阻力，机械能守恒，则“嫦娥五号”飞行试验器在c点速率和在e点速率相等，选项 D 错误。92016衡水二中期末据每日邮报 2014 年 4 月 18 日报道，美国国家航空航天局(NASA)目前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星 Kepler186f。假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T；宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h处自由释放一个小球(引力视为恒力)，落地时间为t。已知该行
12、星半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是( )A该行星的第一宇宙速度为R TB宇宙飞船绕该星球做圆周运动的周期不小于 t2R hC该行星的平均密度为3h 2Gt2D如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为3hT2R2 22t2答案 B解析 在行星地面附近自由释放的小球做自由落体运动，因hgt2，解得行星表面1 2的重力加速度g，该行星的第一宇宙速度为v ，选项 A 错误；宇宙飞船绕2h t2gR2hR t2该行星做圆周运动的周期最小值Tt，选项 B 正确；该行星的体积2R v2R hV R3，质量M，行星的密度 ，选项 C 错误；根据万有引力定律有4 3gR2 GM V3h 2RGt
13、2m2(RH)，解得同步卫星离行星表面的高度H R，选项 D 错GMm RH2(2 T)3hT2R2 22t2误。102016武邑中学猜题(多选)探月工程三期飞行试验器在中国西昌卫星发射中心发射升空，飞行试验器飞抵距月球 6 万千米附近进入月球引力影响区，开始月球近旁转向飞行，最终进入距月球表面h200 km 的圆形工作轨道。设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则下列说法正确的是( )点击观看解答视频6A飞行试验器绕月球运行的周期为 2R gB在飞行试验器的工作轨道处的重力加速度为2g(R Rh)C飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为gRhD由题目条件可知月球的平均密度为3g
14、 4GR答案 BD解析 在月球表面附近，试验器所受万有引力近似等于它受的重力，即Gmg，试Mm R2验器绕月球做圆周运动过程中，万有引力充当向心力，即Gmm(Rh)ma，解得T，a2g，vR Mm Rh2v2 Rh42 T22Rh RRh g(R Rh)，A、C 错误，B 项正确；由Gmg， ，V R3可知，月球的平均密度g RhMm R2M V4 3，D 项正确。3g 4GR能力组选择题(每小题 6 分，共 30 分)112016冀州中学仿真(多选)2014 年 5 月 10 日，天文爱好者迎来了“土星冲日”的美丽天象。 “土星冲日”是指土星和太阳正好分处地球的两侧，三者几乎成一条直线。该天
15、象每 378 天发生一次，土星和地球绕太阳公转的方向相同，公转轨迹都近似为圆，地球绕太阳公转周期和半径以及引力常量均已知，根据以上信息可求出( )A土星质量B地球质量C土星公转周期D土星和地球绕太阳公转速度之比答案 CD解析 行星受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列方程后，行星的质量会约去，故无法求解行星的质量，选项 A、B 错误；“土星冲日”天象每 378 天发生一次，即每经过 378 天地球比土星多转动一圈，根据t2 可以求解土星公转周期，选(2 T12T2)项 C 正确；知道土星和地球绕太阳的公转周期之比，根据开普勒第三定律，可以求解公转7半径之比，根据v可以进一步求解土星和地球绕太阳公转速度之比，选项 D 正确。2R T122016武邑中学预测(多选)“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空 110” ，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命，假设“轨道康复者”的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动方向与地球自转方向一致，轨道平面与地球赤道平面重合，下列说法正确的是( )A “轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的 25
