高考物理一輪復(fù)習(xí)課后限時(shí)作業(yè)17萬有引力與航天含解析新人教版.doc

教學(xué)資料范本高考物理一輪復(fù)習(xí)課后限時(shí)作業(yè)17萬有引力與航天含解析新人教版編 輯：_時(shí) 間：_課后限時(shí)作業(yè)17萬有引力與航天時(shí)間：45分鐘1在力學(xué)理論建立的過程中，有許多偉大的科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法中不正確的是(D)A伽利略首先將實(shí)驗(yàn)事實(shí)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)推演)和諧地結(jié)合起來B笛卡兒對(duì)牛頓第一定律的建立做出了貢獻(xiàn)C開普勒通過研究行星觀測記錄，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三大定律D牛頓總結(jié)出了萬有引力定律并用實(shí)驗(yàn)測出了引力常量解析：伽利略首先將實(shí)驗(yàn)事實(shí)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)推演)和諧地結(jié)合起來，選項(xiàng)A正確；笛卡兒對(duì)牛頓第一定律的建立做出了貢獻(xiàn)，選項(xiàng)B正確；開普勒通過研究行星觀測記錄，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三大定律，選項(xiàng)C正確；引力常量是由卡文迪許測出的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤2(多選)假設(shè)地球和火星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離，則(CD)A地球的公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期B地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度C地球公轉(zhuǎn)的向心加速度大于火星公轉(zhuǎn)的向心加速度D地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度解析：地球和火星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們各自所受的萬有引力充當(dāng)向心力由Gmr可得T2 ，因r地r火，故T地T火，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由Gm可得v ，因r地v火，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由Gman可得an，因r地a火，選項(xiàng)C正確；由Gm2r可得 ，因r地火，選項(xiàng)D正確3(多選)冥王星的兩顆衛(wèi)星尼克斯和海德拉繞冥王星近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的周期分別約為25天和38天，則尼克斯繞冥王星運(yùn)動(dòng)的(AD)A角速度比海德拉的大B向心加速度比海德拉的小C線速度比海德拉的小D軌道半徑比海德拉的小解析：由可知，周期小的尼克斯繞冥王星運(yùn)動(dòng)的角速度比海德拉的大，選項(xiàng)A正確；由開普勒第三定律可知，周期小的尼克斯繞冥王星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑比海德拉的小，選項(xiàng)D正確；由Gman可得anG，故軌道半徑小的尼克斯繞冥王星運(yùn)動(dòng)的向心加速度比海德拉的大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由Gm可得v ，故軌道半徑小的尼克斯繞冥王星運(yùn)動(dòng)的線速度比海德拉的大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤4一個(gè)物體靜止在質(zhì)量均勻的球形星球表面的赤道上已知引力常量為G，星球密度為.若由于星球自轉(zhuǎn)使物體對(duì)星球表面的壓力恰好為零，則星球自轉(zhuǎn)的角速度為(A)A. B.CG D.解析：設(shè)星球的質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)的角速度為，物體的質(zhì)量為m，在星球赤道上，若物體對(duì)星球表面的壓力為零，則由萬有引力提供向心力，有GmR2，又知MVR3，聯(lián)立解得 ，選項(xiàng)A正確5星球上的物體脫離星球引力所需要的最小發(fā)射速度稱為第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2v1.已知某星球的半徑為r，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度gE的，不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為(A)A. B.C. D.gEr解析：質(zhì)量為m的物體在星球表面受到的萬有引力等于其重力，即Gmgm，得v1 ，故v2v1，選項(xiàng)A正確6機(jī)器人“玉兔號(hào)”在月球表面做了一個(gè)自由落體實(shí)驗(yàn)，測得物體從靜止自由下落h高度的時(shí)間為t.已知月球半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，引力常量為G，則(D)A月球表面的重力加速度為B月球的第一宇宙速度為 C月球質(zhì)量為D月球同步衛(wèi)星離月球表面的高度為 R解析：由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律得hgt2，所以g，故A錯(cuò)誤；月球的第一宇宙速度為近月衛(wèi)星的運(yùn)行速度，根據(jù)mgm，得v1 ，故B錯(cuò)誤；在月球表面的物體受到的重力等于萬有引力，有mgG，所以M，故C錯(cuò)誤；月球同步衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力，有Gm(Rh)，解得h R R，故D正確7兩顆互不影響的行星P1、P2各有一顆近地衛(wèi)星S1、S2繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)圖中縱軸表示行星周圍空間某位置的引力加速度大小a，橫軸表示該位置到行星中心距離r的二次方的倒數(shù)，a關(guān)系圖線如圖所示若衛(wèi)星S1、S2的引力加速度大小均為a0，則(B)AS1的質(zhì)量比S2的大BP1的質(zhì)量比P2的大CP1的第一宇宙速度比P2的小DP1的平均密度比P2的大解析：根據(jù)萬有引力定律可知，引力加速度a，由此可知，圖象的斜率kGM，P1對(duì)應(yīng)的a圖線的斜率大，故行星P1的質(zhì)量大，但兩衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系無法判斷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；設(shè)第一宇宙速度為v，則v，由圖象可知，P1的半徑比P2的大，故P1的第一宇宙速度比P2的大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；行星的平均密度，P1的半徑比P2的大，則P1的平均密度比P2的小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤8(多選)用彈簧測力計(jì)稱量一個(gè)相對(duì)于地球靜止的小物體的重力，隨稱量位置的變化可能會(huì)有不同的結(jié)果已知地球質(zhì)量為M，引力常量為G.將地球視為半徑為R、質(zhì)量均勻分布的球體下列說法正確的是(AC)A在北極地面上稱量時(shí)，彈簧測力計(jì)讀數(shù)為F0GB在赤道地面上稱量時(shí)，彈簧測力計(jì)讀數(shù)為F1GC在北極上空高出地面h處稱量時(shí)，彈簧測力計(jì)讀數(shù)為F2GD在赤道上空高出地面h處稱量時(shí)，彈簧測力計(jì)讀數(shù)為F3G解析：在北極地面上的物體不隨地球自轉(zhuǎn)，萬有引力等于重力，則有F0G，故A正確；在赤道地面上稱量時(shí)，萬有引力大小等于重力與物體隨地球一起自轉(zhuǎn)所需要的向心力大小之和，則有F1G，故B錯(cuò)誤；在北極上空高出地面h處稱量時(shí)，萬有引力等于重力，則有F2G，故C正確；在赤道上空高出地面h處稱量時(shí)，萬有引力大于重力，彈簧測力計(jì)讀數(shù)F3G，故D錯(cuò)誤9兩個(gè)質(zhì)量不同的天體構(gòu)成雙星系統(tǒng)，它們以二者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)下列說法正確的是(C)A質(zhì)量大的天體線速度較大B質(zhì)量小的天體角速度較大C兩個(gè)天體的向心力大小相等D若在圓心處放一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則它受到的合力為零解析：雙星系統(tǒng)中，兩個(gè)天體以二者連線上的某點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有m1r12m2r22，故質(zhì)量大的天體距離該點(diǎn)(圓周運(yùn)動(dòng)的圓心)近，即運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r小二者做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相等，由vr可知，質(zhì)量大的天體線速度較小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；二者繞該點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，二者之間的萬有引力提供向心力，所以兩個(gè)天體的向心力大小相等，選項(xiàng)C正確；若在圓心處放一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，則質(zhì)量為m1的天體對(duì)它的萬有引力為F1G，質(zhì)量為m2的天體對(duì)它的萬有引力為F2G，因m1r1m2r2，故F2F1，即圓心處放的質(zhì)點(diǎn)受到的合力不為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤10.引力波的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了愛因斯坦100年前所做的預(yù)測.1974年發(fā)現(xiàn)了脈沖雙星間的距離在減小就已間接地證明了引力波的存在如果將該雙星系統(tǒng)簡化為理想的圓周運(yùn)動(dòng)模型，如圖所示，兩星球在相互的萬有引力作用下，繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由于雙星間的距離減小，則(A)A兩星運(yùn)動(dòng)的周期均逐漸減小B兩星運(yùn)動(dòng)的角速度均逐漸減小C兩星的向心加速度均逐漸減小D兩星運(yùn)動(dòng)的線速度均逐漸減小解析：設(shè)雙星之間的距離為L，質(zhì)量較大的星球與O點(diǎn)距離為r，質(zhì)量為M，另一星球質(zhì)量為m，由萬有引力定律和勻速圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)得GMr2，Gm(Lr)2，聯(lián)立解得 ，由于雙星之間的距離L減小，故兩星運(yùn)動(dòng)的角速度增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由周期T可知，兩星的運(yùn)動(dòng)周期減小，選項(xiàng)A正確；由GMan可知，由于雙星之間的距離L減小，故兩星運(yùn)動(dòng)的向心加速度增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由GM可知，v ，因兩星質(zhì)量不變，故此值不變，又由于雙星之間的距離L減小，故兩星運(yùn)動(dòng)的線速度增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤11(多選)“超級(jí)地球”是指圍繞恒星公轉(zhuǎn)的類地行星科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)有3顆不同質(zhì)量的“超級(jí)地球”環(huán)繞一顆體積比太陽略小的恒星公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)周期分別為4天、10天和20天根據(jù)上述信息可以計(jì)算(AB)A3顆“超級(jí)地球”運(yùn)動(dòng)的線速度之比B3顆“超級(jí)地球”運(yùn)動(dòng)的向心加速度之比C3顆“超級(jí)地球”所受的引力之比D該恒星的質(zhì)量解析：3顆“超級(jí)地球”的中心天體相同，根據(jù)萬有引力提供向心力，即mr，可求得3顆“超級(jí)地球”的軌道半徑之比，已知周期之比、軌道半徑之比，根據(jù)v可求得3顆“超級(jí)地球”運(yùn)動(dòng)的線速度之比，故A正確；已知周期之比、軌道半徑之比，根據(jù)anr，可求得3顆“超級(jí)地球”運(yùn)動(dòng)的向心加速度之比，故B正確；根據(jù)F，由于3顆“超級(jí)地球”的質(zhì)量之比未知，所以無法求得所受的引力之比，故C錯(cuò)誤；因?yàn)椴恢谰唧w的軌道半徑，所以無法求得中心天體的質(zhì)量，故D錯(cuò)誤12由于地球的自轉(zhuǎn)，物體在地球上不同緯度處隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力的大小不同，因此同一個(gè)物體在地球上不同緯度處重力大小也不同，在地球赤道上的物體受到的重力與其在地球兩極點(diǎn)受到的重力大小之比約為299300，因此我們通常忽略兩者的差異，可認(rèn)為兩者相等而有些星球，卻不能忽略假如某星球因?yàn)樽赞D(zhuǎn)的原因，一物體在該星球赤道上的重力與其在兩極點(diǎn)受到的重力大小之比為78，已知該星球的半徑為R.(引力常量為G)(1)求繞該星球運(yùn)動(dòng)的同步衛(wèi)星的軌道半徑r；(2)若已知該星球赤道上的重力加速度大小為g，求該星球的密度.解析：(1)設(shè)物體質(zhì)量為m，星球質(zhì)量為M，星球的自轉(zhuǎn)周期為T，物體在星球兩極時(shí)，萬有引力等于重力，即F萬GG極物體在星球赤道上隨星球自轉(zhuǎn)時(shí)，向心力由萬有引力的一個(gè)分力提供，另一個(gè)分力就是重力G赤，有F萬G赤Fn因?yàn)镚赤G極，所以FnGm2R該星球的同步衛(wèi)星的周期等于星球的自轉(zhuǎn)周期T，則有Gmr聯(lián)立解得r2R.(2)在星球赤道上，有Gmg解得M又因星球的體積VR3所以該星球的密度.答案：(1)2R(2)13我國發(fā)射的“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射后首先進(jìn)入繞地球運(yùn)行的“停泊軌道”，通過加速再進(jìn)入橢圓“過渡軌道”，該軌道離地心最近距離為L1，最遠(yuǎn)距離為L2，衛(wèi)星快要到達(dá)月球時(shí)，依靠火箭的反向助推器減速，被月球引力“俘獲”后，成為環(huán)月球衛(wèi)星，最終在離月心距離L3的“繞月軌道”上飛行已知地球半徑為R，月球半徑為r，地球表面重力加速度為g，月球表面的重力加速度為g/6，求：(1)衛(wèi)星在“停泊軌道”上運(yùn)行的線速度；(2)衛(wèi)星在“繞月軌道”上運(yùn)行的線速度；(3)假定衛(wèi)星在“繞月軌道”上運(yùn)行的周期為T，衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面，求在該一個(gè)周期內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射的微波信號(hào)因月球遮擋而不能到達(dá)地球的時(shí)間(忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)遮擋時(shí)間的影響)解析：(1)根據(jù)萬有引力提供向心力Gm根據(jù)地球表面的物體受到的重力等于萬有引力，Gmg得v1(2)根據(jù)萬有引力提供向心力Gm，根據(jù)在月球表面的物體受到的重力等于