東方思維高三物理第一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤練：第四章第四講萬(wàn)有引力與航天Word版含解析

1、第四章 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天第四講 萬(wàn)有引力與航天課時(shí)跟蹤練A 組 基礎(chǔ)鞏固1關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律的建立過(guò)程，下列說(shuō)法正 確的是 ()A .第谷通過(guò)整理大量的天文觀測(cè)數(shù)據(jù)得到行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律B. 開(kāi)普勒指出，地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭艿絹?lái)自太陽(yáng)的引力C. 牛頓通過(guò)比較月球公轉(zhuǎn)的向心加速度和地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，對(duì)萬(wàn)有引力定律進(jìn)行了“月地檢驗(yàn)”D .卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室里通過(guò)幾個(gè)鉛球之間萬(wàn)有引力的測(cè)量，得 出了引力常量的數(shù)值解析：開(kāi)普勒對(duì)天體的運(yùn)行做了多年的研究， 最終得出了行星運(yùn) 行三大定律，故 A 錯(cuò)誤；牛頓認(rèn)為行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭艿教?yáng) 的引力作用，引力大小與行星到太陽(yáng)

2、的距離的二次方成反比，故 B 錯(cuò)誤；牛頓通過(guò)比較月球公轉(zhuǎn)的周期，根據(jù)萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，對(duì) 萬(wàn)有引力定律進(jìn)行了 “月地檢驗(yàn) ”，故 C 錯(cuò)誤；牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引 力定律之后，第一次通過(guò)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確地測(cè)出引力常量的科學(xué)家是卡文迪 許，故 D 正確答案：D2. （2018荊州模擬）火星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道可近似視為圓 形，若已知火星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期之比，則由此可求得 （）A .火星和地球受到太陽(yáng)的萬(wàn)有引力之比B.火星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行速度大小之比C .火星和地球表面的重力加速度之比D .火星和地球的第一宇宙速度之比解析：研究火星和地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)， 根據(jù)萬(wàn)有引力提供向2Mm4 n心力，列出等式

3、 G r2 = mT2r，可以得到環(huán)繞天體的半徑r =，依據(jù)周期之比可得半徑之比，再依據(jù)v =辛得v =寸2嚴(yán)，可以得到速度之比，而根據(jù)Fn =由于火星和地球 質(zhì)量之比不知道，所以萬(wàn)有引力之比無(wú)法求出，故選項(xiàng)A項(xiàng)誤，B正確；忽略球體自轉(zhuǎn)的影響，萬(wàn)有引力和重力相等，即G：? = mg,得g= rM，由于星球的半徑之比不知道，故不可以求得火星和地球 表面的重力加速度之比，故C錯(cuò)誤；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得 G：Rm =mR，即v =，由于星球的半徑之比不知道，故不可以求得火星和地球的第一宇宙速度之比，故 D錯(cuò)誤.答案：B3. （2018南通質(zhì)檢）“嫦娥一號(hào)”是我國(guó)首次發(fā)射的探月衛(wèi)星,它在距月球表面

4、高度為 h的圓形軌道上運(yùn)行，運(yùn)行周期為T(mén).已知引力常量為G,月球的半徑為R.利用以上數(shù)據(jù)估算月球質(zhì)量的表達(dá)式為()A 4R3A. GT24/ (R + h) 2C.GT24 (R+ h)B. GT4( (R+ h) 3D.Gt2解析：“嫦娥 號(hào)”繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第一定律得3Mm(R+ h)(R+ h)T2，解得月球的質(zhì)量為4n (R + h)M =GT2選項(xiàng)D正確.答案：D4. （2017湖北七市聯(lián)考）人造地球衛(wèi)星在繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò) 程中，下列說(shuō)法中正確的是（）A .衛(wèi)星離地球越遠(yuǎn)，角速度越大B. 同一圓軌道上運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星，線(xiàn)速度大小一定相同C .一切衛(wèi)星運(yùn)行的瞬時(shí)速度都大于

5、 7.9 km/sD .地球同步衛(wèi)星可以在以地心為圓心、離地高度為固定值的一 切圓軌道上運(yùn)動(dòng)解析：衛(wèi)星所受的萬(wàn)有引力提供向心力，則Grm = m： =nrto 2r,r r可知r越大，角速度越小，r 一定，線(xiàn)速度大小一定，A錯(cuò)誤，B正 確；7.9 km/s是衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，C錯(cuò)誤；因?yàn)榈厍驎?huì)自轉(zhuǎn)，同 步衛(wèi)星只能在赤道上方的圓軌道上運(yùn)動(dòng)， D錯(cuò)誤.答案：B5. （多選）（2018廣州模擬）如圖所示，近地人造衛(wèi)星和月球繞地球 的運(yùn)行軌道可視為圓.設(shè)衛(wèi)星、月球繞地球運(yùn)行周期分別為 T衛(wèi)、T月,地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén)地，則（)QA. T衛(wèi)T月-1 B. T衛(wèi)T月C. T衛(wèi)T地D. T衛(wèi)=T地解析：設(shè)近地

6、人造衛(wèi)星、地球同步衛(wèi)星、月球的運(yùn)行軌道半徑分一r3別為r衛(wèi)、r同、r月，則r月r同r衛(wèi)，由開(kāi)普勒第二定律丁2= k可知，T月T同T衛(wèi)，又地球同步衛(wèi)星的周期 T同=T地，故有T月T地T衛(wèi),選項(xiàng)A、C正確.答案：AC16. （2018陜西安康調(diào)研）某行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的Q,半徑約1為地球半徑的8,那么在此行星上的“第一宇宙速度”與地球上的第 一宇宙速度之比為（B. 1 : 2解析：設(shè)地球質(zhì)量為M，地球半徑為R,由釁=m；，可知地球上的第一宇宙速度v地=仔!，同理，得行星上的第一宇宙速度B、C、D錯(cuò)誤.答案：A7. （多選）（2018青島模擬）我國(guó)發(fā)射的首個(gè)目標(biāo)飛行器“天宮一號(hào)”，在高度約343

7、 km的近圓軌道上運(yùn)行，等待與“神舟十號(hào)”飛 船進(jìn)行對(duì)接.“神舟十號(hào)”飛船發(fā)射后經(jīng)變軌調(diào)整后到達(dá)距“天宮一 號(hào)”后下方距地高度約為330 km的近圓穩(wěn)定軌道.圖中為二者對(duì)接 前在各自穩(wěn)定圓周軌道上運(yùn)行的示意圖. 二者運(yùn)行方向相同，視為做 勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A .為使“神舟十號(hào)”與“天宮一號(hào)”對(duì)接，可在當(dāng)前軌道位置 對(duì)“神舟十號(hào)”適當(dāng)加速B. “天宮一號(hào)”所在處的重力加速度比“神舟十號(hào)”大C. “天宮一號(hào)”在發(fā)射入軌后的橢圓軌道運(yùn)行階段，近地點(diǎn)的 速度大于遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度D .在“天宮一號(hào)”內(nèi)，太空健身器、體重計(jì)、溫度計(jì)都可以正 常使用解析：“神舟十號(hào)”適當(dāng)加速后做離心運(yùn)動(dòng)可與 “

8、天宮一號(hào)”對(duì)接，故選項(xiàng)A正確；由GMm(r + h)2 = ma知a天va神，故“天宮所在處的重力加速度比“神舟十號(hào)”小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由開(kāi)普勒第 二定律可知近地點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度，選項(xiàng) C正確；在“天 宮一號(hào)”內(nèi)所有物體處于完全失重狀態(tài)，體重計(jì)不可以正常使用，選 項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案：AC8. 在某行星上，宇航員用彈簧秤稱(chēng)得質(zhì)量為 m的砝碼重力為F , 乘宇宙飛船在靠近該星球表面空間飛行，測(cè)得其環(huán)繞周期為 T.根據(jù) 這些數(shù)據(jù)求該星球的質(zhì)量和密度.解析：設(shè)行星的質(zhì)量為M，半徑為R,表面的重力加速度為g, 由萬(wàn)有引力定律得F = mg=.飛船沿星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由牛頓第二定律得MmG R2,4

9、R m t2聯(lián)立解得MF3T4 16G nm3.將M代入P=，得3n 尸GT2答案：F3T43n16G m3 GT23dR3B組能力提升9. （2018臨沂模擬）研究表明，地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢，3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時(shí)，假設(shè)這種趨勢(shì)會(huì)持續(xù)下去，地球的其 他條件都不變，未來(lái)人類(lèi)發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比 （ ）A .距地面的高度變大B.向心加速度變大C .線(xiàn)速度變大D .角速度變大解析：地球的周期增大，未來(lái)人類(lèi)發(fā)射的衛(wèi)星周期也將增大，根據(jù)萬(wàn)有引力公式可知 GMm = m4，則有r =4丁，衛(wèi)星離地高度將變大，故A正確；由GMm=ma可知，半徑增大，加速度減小,2故B錯(cuò)誤；由冒=m*可

10、知,GM，故線(xiàn)速度變小，故c錯(cuò)誤；由gM? = mr2可知，3=GM，故角速度減小，故D錯(cuò)誤.答案：A10.（2018泰安模擬）如圖所示,“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器發(fā)射到月球上要經(jīng)過(guò)多次變軌，最終降落到月球表面上，其中軌道I為圓形.下列 說(shuō)法正確的是（）A. 探測(cè)器在軌道I運(yùn)行時(shí)的加速度大于月球表面的重力加速度B. 探測(cè)器在軌道I經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度小于在軌道H經(jīng)過(guò) P點(diǎn) 時(shí)的加速度C .探測(cè)器在軌道I的運(yùn)行周期大于在軌道H的運(yùn)行周期D .探測(cè)器在P點(diǎn)由軌道I進(jìn)入軌道H必須點(diǎn)火加速解析：由GMm = ma,響=mg,得a=羅,賈由題意可知探測(cè)器在軌道I運(yùn)行時(shí)的半徑大于在月球表面時(shí)的半徑， 所以探測(cè)器在軌

11、道I運(yùn)行時(shí)的加速度小于月球表面的重力加速度，故A錯(cuò)誤；在P點(diǎn)探測(cè)器產(chǎn)生的加速度都是由萬(wàn)有引力產(chǎn)生的，因?yàn)橥赑 點(diǎn)萬(wàn)有引力大小相等，故不管在哪個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng)，在P點(diǎn)時(shí)萬(wàn)有引力 產(chǎn)生的加速度大小相等，故 B錯(cuò)誤；開(kāi)普勒的周期定律同樣適用于月球體系，軌道半徑的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，周期越大，故C正確；衛(wèi)星在軌道I上的P點(diǎn)處減速，使萬(wàn)有引力大于向心力做近心運(yùn)動(dòng)， 才能進(jìn) 入軌道H ,故D錯(cuò)誤.答案：C11. （2018鄭州質(zhì)檢）引力波的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了愛(ài)因斯坦100年前所做 的預(yù)測(cè)佃74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(jiǎn)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(wàn)有

12、引力作用下，繞0點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).由于雙星間的距離減小，則（）d/ifA .兩星的運(yùn)動(dòng)周期均逐漸減小B.兩星的運(yùn)動(dòng)角速度均逐漸減小C .兩星的向心加速度均逐漸減小D .兩星的運(yùn)動(dòng)速度均逐漸減小解析：設(shè)雙星質(zhì)量分別為 M、m,軌跡半徑分別為 R、r,周期2為t，兩星間距離為l則由f向m=f向尸噥晉=MR苓=mr；n，得 R=mLMLL3M + m，r = M + m，T = G (M +m)，所以L(fǎng)減小時(shí),減小，A項(xiàng)正確,F 向 m GmB 錯(cuò)誤；aM = M = ；mmLM + mG (M + m)L3Gm2F 向 m GM , am = =, vm= r w(M + m) Lm LGM2C、，可見(jiàn)兩星向心加速度與線(xiàn)速度都是增大的,(M + m) LD項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：A12.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為 M的勻質(zhì)實(shí)心球，半徑為 R,如果從球中挖去一個(gè)直徑為 R的小球，放在相距為d= 2.5R的地方，分用分式表示，已知G、別求下列兩種情況下挖去部分與剩余部分的萬(wàn)有