度高一物理期末復(fù)習(xí)單元檢測(cè)：天體運(yùn)動(dòng)與人造航天器

1、單元測(cè)試 天體運(yùn)動(dòng)與人造航天器1利用引力常量G和以下某一組數(shù)據(jù) ,不能計(jì)算出地球質(zhì)量的是A地球的半徑及重力加速度不考慮地球自轉(zhuǎn)B人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度及周期C月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及月球與地球間的距離D地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及地球與太陽(yáng)間的距離【答案】D【解析】在地球外表附近 ,在不考慮地球自轉(zhuǎn)的情況下 ,物體所受重力等于地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力 ,有 ,可得 ,A能求出地球質(zhì)量。根據(jù)萬(wàn)有引力提供衛(wèi)星、月球、地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 ,由 , ,解得；由 ,解得；由 ,會(huì)消去兩邊的M；故BC能求出地球質(zhì)量 ,D不能求出?！?考點(diǎn)定位】萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 / 6- 【名師點(diǎn)睛

2、】利用萬(wàn)有引力定律求天體質(zhì)量時(shí) ,只能求“中心天體的質(zhì)量 ,無(wú)法求“環(huán)繞天體的質(zhì)量。2如下圖 ,一顆人造衛(wèi)星原 在橢圓軌道1繞地球E運(yùn)行 ,在P點(diǎn)變軌后進(jìn)入軌道2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A不管在軌道1還是軌道2運(yùn)行 ,衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度都相同B不管在軌道1還是軌道2運(yùn)行 ,衛(wèi)星在P點(diǎn)的加速度都相同C衛(wèi)星在軌道1的任何位置都具有相同加速度D衛(wèi)星在軌道2的任何位置都具有相同動(dòng)量【答案】B【 考點(diǎn)定位】考查了萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用【方法技巧】在萬(wàn)有引力這一塊 ,涉及的公式和物理量非常多 ,掌握公式 ,在做題的時(shí)候 ,首先明確過(guò)程中的向心力 ,然后弄清楚各個(gè)物理量表示的含義 ,最后選擇適宜的公式

3、分析解題 ,另外這一塊的計(jì)算量非常大的 ,所以需要細(xì)心計(jì)算。3如圖 ,假設(shè)兩顆人造衛(wèi)星a和b均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ,a、b到地心O的距離分別為r1、r2 ,線速度大小分別為v1、v2。那么 【答案】 A【解析】由題意知 ,兩顆人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ,萬(wàn)有引力提供向心力 ,根據(jù) ,得 ,所以 ,故A正確 ,B、C、D錯(cuò)誤?！?考點(diǎn)定位】 天體運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】此題主要是公式 ,衛(wèi)星繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng) ,萬(wàn)有引力提供向心力 ,由此得到線速度與軌道半徑的關(guān)系4兩顆衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的周期之比為27 1 ,那么它們的角速度之比為_ ,軌道半徑之比為_?！敬鸢浮? 27；9 1【 考點(diǎn)定位】圓周運(yùn)

4、動(dòng)關(guān)系、萬(wàn)有引力定律【方法技巧】先通過(guò)圓周運(yùn)動(dòng)關(guān)系分析兩顆衛(wèi)星的角速度關(guān)系 ,再通過(guò)萬(wàn)有引力關(guān)系 ,計(jì)算軌道半徑關(guān)系。5我國(guó)自主研制的首艘貨運(yùn)飛船“天舟一號(hào)發(fā)射升空后 ,與已經(jīng)在軌運(yùn)行的“天宮二號(hào)成功對(duì)接形成組合體。假設(shè)組合體在距地面高度為h的圓形軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ,地球的半徑為R ,地球外表處重力加速度為g ,且不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。那么組合體運(yùn)動(dòng)的線速度大小為_ ,向心加速度大小為_?！敬鸢浮?【 考點(diǎn)定位】萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】此題難度不大 ,應(yīng)知道在地球外表附近物體所受重力和萬(wàn)有引力近似相等 ,即“黃金代換。6. 如下圖 ,“神舟八號(hào)飛船與“天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器于北京時(shí)

5、間2019年11月3日凌晨實(shí)現(xiàn)剛性連接 ,形成組合體 ,使中國(guó)載人航天首次空間交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)獲得成功假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期T、地球半徑R、地球外表的重力加速度g、組合體運(yùn)行的軌道距地面高度為h ,以下表達(dá)式正確的選項(xiàng)是 +- * A. 組合體所在軌道處的重力加速度B. 組合體圍繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小C. 組合體的線速度大小D. 組合體的運(yùn)行周期【答案】D【解析】地球外表的物體受到的重力等于萬(wàn)有引力 ,即 ,那么 ,組合體繞地D、由萬(wàn)有引力定律得 ,解得 ,故D正確；點(diǎn)睛 此題考查了萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 ,知道萬(wàn)有引力提供向心力 ,應(yīng)用萬(wàn)有引力公式與牛頓第二定律即可解題 ,解題時(shí)注意“黃金代換的應(yīng)

6、用。7. 火星探測(cè)器繞火星近地做圓周軌道飛行 ,其線速度和相應(yīng)的軌道半徑為v0和R0 ,火星的一顆衛(wèi)星在圓軌道上的線速度和相應(yīng)的軌道半徑為v和R ,那么以下關(guān)系正確的選項(xiàng)是A. lg=lg B. lg=2lgC. lg=lg D. lg=2lg(【答案】A【解析】人造衛(wèi)星的向心力由萬(wàn)有引力提供 ,故有由兩式得由對(duì)數(shù)運(yùn)動(dòng)算可得所以 ,故A正確 ,BCD錯(cuò)誤；應(yīng)選A。8. 2019年10月19日 ,天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室與神舟十一號(hào)載人飛船在距地面393公里的軌道高度交會(huì)對(duì)接成功。由此消息比照神舟十一號(hào)與地球同步衛(wèi)星的認(rèn)識(shí) ,正確的選項(xiàng)是 A. 神舟十一號(hào)載人飛船中宇航員沒(méi)有受到力的作用B. 神舟十一

7、號(hào)載人飛船的周期為24小時(shí) / +- C. 神舟十一號(hào)載人飛船的周期小于同步衛(wèi)星的周期D. 神舟十一號(hào)載人飛船中天平可以正常使用【答案】C點(diǎn)睛 解決此題的關(guān)鍵是理解宇宙員處于完全失重狀態(tài) ,靠地球的萬(wàn)有引力提供向心力 ,做圓周運(yùn)動(dòng)；明確飛船上所有天體均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)9. 行星A和B都是均勻球體 ,其質(zhì)量之比是1 3 ,半徑之比是1 3 ,它們分別有衛(wèi)星a和b ,軌道接近各自行星外表 ,那么兩顆衛(wèi)星a和b的周期之比為 A. 1 27 B. 1 9 C. 1 3 D. 3 1【答案】C【解析】 研究同衛(wèi)星繞行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力 ,由 得 在行星外表運(yùn)動(dòng),軌道半徑可以認(rèn)為就是行

8、星的半徑.行星A和B質(zhì)量之比是 ,半徑之比是那么 故C正確綜上所述此題答案是 C10. 由三顆星體構(gòu)成的系統(tǒng) ,忽略其他星體對(duì)它們的作用 ,存在著一種運(yùn)動(dòng)形式 三顆星體在相互之間的萬(wàn)有引力作用下 ,分別位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上 ,繞某一共同的圓心O在三角形所在的平面內(nèi)做相同角速度的圓周運(yùn)動(dòng)(圖為A、B、C三顆星體質(zhì)量不相同時(shí)的一般情況)假設(shè)A星體質(zhì)量為2m ,B、C兩星體的質(zhì)量均為m ,三角形的邊長(zhǎng)為a ,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A. A星體所受合力大小FAB. B星體所受合力大小FBC. C星體的軌道半徑RCaD. 三星體做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T【答案】DFB沿x方向的分力 FB沿y方向的分

9、力 可得 ,B錯(cuò)誤；應(yīng)選 D。11. 如下圖 ,A、B為地球的兩個(gè)軌道共面的人造衛(wèi)星 ,運(yùn)行方向相同 ,A為地球同步衛(wèi)星 ,A、B衛(wèi)星的軌道半徑的比值為 ,地球自轉(zhuǎn)周期為T0某時(shí)刻A、B兩衛(wèi)星距離到達(dá)最近 ,從該時(shí)刻起到A、B間距離最遠(yuǎn)所經(jīng)歷的最短時(shí)間為A. B. C. D. 【答案】C【解析】由開普勒第三定律得 ,設(shè)兩衛(wèi)星至少經(jīng)過(guò)時(shí)間t距離最遠(yuǎn) ,即B比A多轉(zhuǎn)半圈 , ,又 ,解得 ,應(yīng)選項(xiàng)C正確。點(diǎn)睛 此題主要考查了開普勒第三定律的直接應(yīng)用 ,注意只有圍繞同一個(gè)中心天體運(yùn)動(dòng)才可以使用開普勒第三定律。12. 有一質(zhì)量為M、半徑為R、密度均勻的球體 ,在距離球心O為2R的地方有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)

10、 ,現(xiàn)在從M中挖去一半徑為的球體如圖 ,然后又在挖空局部填滿另外一種密度為原 2倍的物質(zhì) ,如下圖。那么填充后的實(shí)心球體對(duì)m的萬(wàn)有引力為 A. B. C. D. 點(diǎn)睛 由題意可知 ,在小球內(nèi)部挖去直徑為R的球體 ,其半徑為R/2 ,計(jì)算出挖去局部對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力 ,再計(jì)算出填充局部對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力 ,用原 整個(gè)大球?qū)|(zhì)點(diǎn)的引力減去挖去局部對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力 ,加上填充局部對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力即可。【答案】A【解析】設(shè)密度為 ,那么 ,在小球內(nèi)部挖去直徑為R的球體 ,其半徑為R/2 ,挖去小球的質(zhì)量為 13. 多項(xiàng)選擇2019年6月19日 ,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射“中星9A播送電視直播衛(wèi)星 ,按預(yù)定方案 ,“中星

11、9A應(yīng)該首選被送入近地點(diǎn)約為200公里 ,遠(yuǎn)地點(diǎn)約為3.6萬(wàn)公里的轉(zhuǎn)移軌道II 橢圓 ,然后通過(guò)在遠(yuǎn)地點(diǎn)變軌 ,最終進(jìn)入地球同步軌道III 圓形但是由于火箭故障 ,衛(wèi)星實(shí)際入軌后初始軌道I遠(yuǎn)地點(diǎn)只有1.6萬(wàn)公里 技人員沒(méi)有放棄 ,通過(guò)精心操作 ,利用衛(wèi)星自帶燃料在近地點(diǎn)點(diǎn)火 ,盡量抬高遠(yuǎn)地點(diǎn)的高度 ,經(jīng)過(guò)10次軌道調(diào)整 ,終于在7月5日成功定點(diǎn)于預(yù)定軌道 ,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A. 失利原因可能是發(fā)射速度沒(méi)有到達(dá)7.9 m/sB. 衛(wèi)星在軌道III經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)和在軌道II經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度相同C. 衛(wèi)星從軌道I的P點(diǎn)進(jìn)入軌道II后機(jī)械能增加 / +- D. 衛(wèi)星在軌道II由P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)行時(shí)處于失重

12、狀態(tài)【答案】CD14. 多項(xiàng)選擇在未 的“星際穿越中 ,某航天員降落在一顆不知名的行星外表上. 該航天員從高h(yuǎn)=L處以初速度v0水平拋出一個(gè)小球 ,小球落到星球外表時(shí) ,與拋出點(diǎn)的距離是 ,該星球的半徑為R ,引力常量為G ,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A. 該星球的質(zhì)量B. 該星球的質(zhì)量C. 該星球的第一宇宙速度D. 該星球的第一宇宙速度【答案】AC【解析】拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)的水平距離為 ,所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間 ,故 ,在該星球外表有 ,所以 ,A正確B錯(cuò)誤；第一宇宙速度 ,C正確D錯(cuò)誤15. 多項(xiàng)選擇2019年12月2日,我國(guó)探月衛(wèi)星嫦娥三號(hào)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空,飛行軌道示意圖如下圖。嫦娥三號(hào)從

13、地面發(fā)射后奔向月球,先在軌道上運(yùn)行,在P點(diǎn)從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道,Q為軌道上的近月點(diǎn),那么嫦娥三號(hào)在軌道上運(yùn)動(dòng)情況的表達(dá)中,正確的選項(xiàng)是()A. 運(yùn)行的周期等于在軌道上運(yùn)行的周期B. 從P到Q的過(guò)程中速率不斷減小C. 經(jīng)過(guò)P的速度小于在軌道上經(jīng)過(guò)P的速度D. 經(jīng)過(guò)P的加速度等于在軌道上經(jīng)過(guò)P的加速度【答案】CD應(yīng)選CD。16. 一航天儀器在地面上重為 ,被宇航員帶到月球外表上時(shí)重為。月球半徑為R ,引力常公為G ,地球外表的重力加速度大小為 ,求 (1)月球的密度;(2)月球的第一宇宙速度.【答案】 【解析】1根據(jù)物體在月球上的重力等于月球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力求出月球的質(zhì)量 ,結(jié)合月球的體積求出月球的密度2根據(jù)重力提供向心力求出月球的第一宇宙速度。聯(lián)立解得 【點(diǎn)睛】萬(wàn)有引力定律的兩個(gè)重要理論 1.圍繞星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體 ,其向心力由萬(wàn)有引力提供；2.在星球外表上忽略星球自轉(zhuǎn)的影響 ,那么可認(rèn)為萬(wàn)有引力等于重力。17. 2019年9月12日晚上11時(shí)58分 ,中國(guó)“天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船順利完成與“天宮二號(hào)太空實(shí)驗(yàn)室的自主快速交會(huì)對(duì)接