【優(yōu)化指導】高考物理總復習 課時作業(yè)11 萬有引力與航天 新人教版.doc

【優(yōu)化指導】2013高考物理總復習 課時作業(yè)11 萬有引力與航天 新人教版2(2011北京高考)由于通訊和廣播等方面的需要，許多國家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的()a質(zhì)量可以不同 b軌道半徑可以不同c軌道平面可以不同 d速率可以不同解析：萬有引力提供衛(wèi)星的向心力m()2rm，解得周期t2，環(huán)繞速度v，可見周期相同的情況下軌道半徑必然相同，b錯誤；軌道半徑相同必然其環(huán)繞速度相同，d錯誤；同步衛(wèi)星相對于地面靜止在赤道上空，所有的同步衛(wèi)星的運行軌道都在赤道上空同一個圓軌道上，c錯誤；同步衛(wèi)星的質(zhì)量可以不同，a正確答案：a3(2011四川高考)據(jù)報道，天文學家近日發(fā)現(xiàn)了一顆距地球40光年的“超級地球”，名為“55cancri e”該行星繞母星(中心天體)運行的周期約為地球繞太陽運行周期的，母星的體積約為太陽的60倍假設母星與太陽密度相同，“55cancri e”與地球均做勻速圓周運動，則“55cancri e”與地球的()a軌道半徑之比約為b軌道半徑之比約為c向心加速度之比約為d向心加速度之比約為解析：由公式gm()2r，可得通式r，從而判斷a錯，b對；再由gma得通式ag，可知c、d錯答案：b4天文學家估測一個密度約為1.5103 kg/m3的液態(tài)星球能否存在，他的主要判斷依據(jù)之一就是它自轉(zhuǎn)的周期，已知萬有引力常量g6.671011nm2/kg2，假若該星球存在，其自轉(zhuǎn)周期的最小值約為()a1103 s b1104 sc1105 s d1106 s解析：若該液態(tài)星球存在，則其赤道上的一個小物體能隨星球一起做勻速圓周運動，一定有gmr，其中星球質(zhì)量mv r3，聯(lián)立解得b正確答案：b5(2012綿陽模擬)隨著探月工程的不斷實施，在不久的將來，我國宇航員將登上月球進行科學實驗假如一宇航員在月球表面以豎直向上的速度v0拋出一個小球，經(jīng)時間t后以同樣大小的速度落到月球表面，設月球半徑為r，則飛船在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動的速度大小是()a. b. c. d.解析：設月球表面重力加速度大小為g，物體豎直上拋運動過程中，取向上為正方向，則有：v0v0(g)t，解得g2v0/t；飛船在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動，重力提供向心力，即：mgm，解兩式得：v，可知本題只有選項a正確答案：a6“月球勘測軌道器”(lro)每天在50 km的高度穿越月球兩極上空10次若以t表示lro在離月球表面高度h處的軌道上做勻速圓周運動的周期，以r表示月球的半徑，則()alro運行時的向心加速度為blro運行時的向心加速度c月球表面的重力加速度為d月球表面的重力加速度為解析：lro做勻速圓周運動，向心加速度a2r，a錯誤，b正確；lro做勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供，gma，又月球表面上gmg，可得月球表面的重力加速度g，c錯誤，d正確答案：bd7某同學參加課外活動小組時上網(wǎng)查到了以下一些與地球、月球有關的數(shù)據(jù)：地球半徑為r，月球半徑為r，萬有引力常量為g，月球繞地球轉(zhuǎn)動一周的時間為t，光速為c,1969年8月1日第一次用激光器向位于正上方的月球表面發(fā)射出激光光束，經(jīng)過時間t接收到從月球表面反射回來的激光信號，把上述數(shù)據(jù)拿到活動小組上討論，同學們發(fā)表了以下不同的觀點，你認為正確的是()a甲同學認為：利用上述數(shù)據(jù)可以計算出地球的質(zhì)量b乙同學認為：利用上述數(shù)據(jù)可以計算出地球的平均密度c丙同學認為：利用上述數(shù)據(jù)可以計算出月球的質(zhì)量d丁同學認為：利用上述數(shù)據(jù)可以計算出月球的平均密度解析：由發(fā)出到接收激光反射信號經(jīng)歷的時間可求出地球表面到月球表面的距離為sc，故月球繞地球做圓周運動的軌道半徑為rsr，即rr.又因為已知繞行周期t，由基本方程式 mrg得：m；又因為mr3，所以，可見a、b都正確，而月球是環(huán)繞星球，找不到它的環(huán)繞物體，故月球的質(zhì)量和密度無法計算，所以c、d錯誤答案：ab8.(2012威海模擬)如圖所示，是美國的“卡西尼”號探測器經(jīng)過長達7年的“艱苦”旅行，進入繞土星飛行的軌道若“卡西尼”號探測器在半徑為r的土星上空離土星表面高h的圓形軌道上繞土星飛行，環(huán)繞n周飛行時間為t，已知萬有引力常量為g，則下列關于土星質(zhì)量m和平均密度的表達式正確的是()am，bm，cm，dm，解析：設“卡西尼”號的質(zhì)量為m，土星的質(zhì)量為m，“卡西尼”號圍繞土星的中心做勻速圓周運動，其向心力由萬有引力提供，gm(rh)()2，其中t，解得m.又土星體積vr3，所以.答案：d9.(2012宜昌模擬)如圖所示，a為靜止于地球赤道上的物體，b為繞地球沿橢圓軌道運行的衛(wèi)星，c為繞地球做圓周運動的衛(wèi)星，p為b、c兩衛(wèi)星軌道的交點已知a、b、c繞地心運動的周期相同，下列說法中正確的是()a物體a和衛(wèi)星c具有相同大小的加速度b衛(wèi)星c的運行速度大于物體a的速度c衛(wèi)星b在p點的加速度與衛(wèi)星c在該點加速度大小不相等d若已知物體a的周期和萬有引力常量，可求出地球的平均密度解析：由a()2r可知aa小于ac，a錯誤；由vr可知vc大于va，b正確；衛(wèi)星在空中運行時，加速度是由萬有引力產(chǎn)生的，由gma，得ag，可知衛(wèi)星b在p點的加速度大小與衛(wèi)星c在該點加速度大小相等，c錯誤；由于物體a不是衛(wèi)星，不能由gm()2r得出地球的平均密度，d錯誤答案：b10(2012太原模擬)同重力場作用下的物體具有重力勢能一樣，萬有引力場作用下的物體同樣具有引力勢能若取無窮遠處引力勢能為零，物體距星球球心距離為r時的引力勢能為epg(g為萬有引力常量)，設宇宙中有一個半徑為r的星球，宇航員在該星球上以初速度v0豎直向上拋出一個質(zhì)量為m的物體，不計空氣阻力，經(jīng)t秒后物體落回手中，則()a在該星球表面上以的初速度水平拋出一個物體，物體將不再落回星球表面b在該星球表面上以2的初速度水平拋出一個物體，物體將不再落回星球表面c在該星球表面上以的初速度豎直拋出一個物體，物體將不再落回星球表面d在該星球表面上以2的初速度豎直拋出一個物體，物體將不再落回星球表面解析：設該星球表面附近的重力加速度為g，物體豎直上拋運動有：0v0，在星球表面有：mgg，設繞星球表面做圓周運動的衛(wèi)星的速度為v1，則mg，聯(lián)立解得v1，a正確；2，b正確；從星球表面豎直拋出物體至無窮遠速度為零的過程， 有mvep0，即mvg，解得v02，c錯誤，d正確答案：abd11(全國高考)如圖所示，質(zhì)量分別為m和m的兩個星球a和b在引力作用下都繞o點做勻速圓周運動，星球a和b兩者中心之間距離為l.已知a、b的中心和o三點始終共線，a和b分別在o的兩側(cè)引力常數(shù)為g.(1)求兩星球做圓周運動的周期；(2)在地月系統(tǒng)中，若忽略其它星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球a和b，月球繞其軌道中心運行的周期記為t1.但在近似處理問題時，常常認為月球是繞地心做圓周運動的，這樣算得的運行周期t2.已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.981024kg 和 7.35 1022kg .求t2與t1兩者平方之比(結(jié)果保留3位小數(shù))解析：(1)a和b繞o做勻速圓周運動，它們之間的萬有引力提供向心力，則a和b的向心力相等且a和b和o始終共線，說明a和b有相同的角速度和周期因此有m2rm2r，rrl，連立解得r l，r l對a根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律得m()2l化簡得t2 .(2)將地月看成雙星，由(1)得t12 將月球看作繞地心做圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律得 m()2l化簡得t22 所以兩種周期的平方比值為()21.01.答案：(1)2 (2)1.01122007年4月24日，歐洲科學家宣布在太陽系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的類地行星gliese 581c.這顆繞紅矮星gliese 581運行的星球有類似地球的溫度，表面可能有液態(tài)水存在，距離地球約為20光年，直徑約為地球的1.5倍，質(zhì)量約為地球的5倍，繞紅矮星gliese 581運行的周期約為13天假設有一艘宇宙飛船飛臨該星球表面附近軌道，則由此可求得：(1)飛