2014屆高三物理一輪課時跟蹤檢測16萬有引力與航天(一)匯總

1、課時跟蹤檢測（十六）萬有引力與航天（一）高考常考題型：選擇題1.下面說法正確的是（）A. 在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量不隨運動狀態(tài)而改變，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量也 不隨運動狀態(tài)而改變B. 在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量隨物體運動速度增大而減小，在狹義相對論中，物體的 質(zhì)量隨物體運動速度的增大而增大C. 在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量隨物體速度增大而增大D. 上述說法都是錯誤的2地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，但彗星的運動軌道則是一個非常扁的橢圓。天文學(xué)家哈雷曾經(jīng)在 1662 年跟蹤過一顆彗星，他算出這顆彗星軌道的半長軸約等于地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍，并預(yù)言這顆彗星將每隔一定時間就會再

2、次出現(xiàn)。這顆彗星最近出現(xiàn)的時間是1986 年，它下次飛近地球大約是哪一年（）圖 1A. 2042 年B. 2052 年C. 2062 年D. 2072 年3. （2012 江蘇高考）2011 年 8 月，“嫦娥二號”成功進入了環(huán)繞“日地拉格朗日點”的軌道，我國成為世界上第三個造訪該點的國八家。如圖 2 所示，該拉格朗日點位于太陽和地球連線的延長線上，一飛行器處于該點，在幾乎不消耗燃料的情況下與地球同步繞太陽做圓k Itri i.電 *周運動，則此飛行器的（）A. 線速度大于地球的線速度B.向心加速度大于地球的向心加速度圖 2C. 向心力僅由太陽的引力提供D. 向心力僅由地球的引力提供4質(zhì)量為m

3、的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行，其運動視為勻速圓周運動。已知月球質(zhì)量為M月球半徑為R月球表面重力加速度為g,引力常量為G,不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則航天器的（）A.線速度v=RB.角速度3=gRhGmC.運行周期T= 2n :gD.向心加速度a=頁5.我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“ 24 小時軌道”上繞地球運行（即繞地球 一圈需要 24 小時）；然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達“ 48 小時軌道”和“ 72 小時軌道”；最 后奔向月球。如果按圓形軌道計算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前 相比（）A. 衛(wèi)星動能增大，引力勢能減小B. 衛(wèi)星動能增大，引力勢能增大C. 衛(wèi)星

4、動能減小，引力勢能減小D. 衛(wèi)星動能減小，引力勢能增大6.甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運行高度低于甲的運行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的是（）A. 甲的周期大于乙的周期B. 乙的速度大于第一宇宙速度C. 甲的加速度大于乙的加速度D. 甲在運行時能經(jīng)過北極的正上方7.（2012 安徽高考）我國發(fā)射的“天宮一號”和“神舟八號”在對接前，“天宮一號”的運行軌道高度為 350 km，“神舟八號”的運行軌道高度為 343 km。它們的運行軌道均視 為圓周，貝 U （ ）A.“天宮一號”比“神舟八號”速度大B. “天宮一號”比“神舟八號”周期長C. “天宮一號”比“神舟

5、八號”角速度大D. “天宮一號”比“神舟八號”加速度大8. （2012 北京順義區(qū)測試）自從 1970 年 4 月我國第一顆人造 地球衛(wèi)星上天以來， 在 40 多年的時間里，我國的航天事業(yè)取得了舉 世矚目的成就，期間成功地發(fā)射了地球同步通信衛(wèi)星和載人航天飛 船。2011 年 11 月 1 日又成功地發(fā)射了 “神舟八號”飛船，并在空中與“天宮一號”成功地實現(xiàn)了交會對接，如圖3 所示。已知“神舟圖 3八號”飛船運行周期約為90 min，那么“神舟八號”飛船與地球同步通信衛(wèi)星在軌道上正常運轉(zhuǎn)時相比較（）A. 飛船運行的周期較大B. 飛船離地面的高度較大11. （2012 湖北七市聯(lián)考）美國宇航局 2

6、011 年 12 月 5 日宣布，他們發(fā)現(xiàn)了太陽系外第今其確切質(zhì)量和表面成分仍不清楚，假設(shè)該行星的密度和地球相當(dāng)，根據(jù)以上信息，估算該行星的第一宇宙速度等于（）A. 3.3X103m/sB. 7.9X103m/sC. 1.2X104m/sD. 1.9X104m/s12.人造地球衛(wèi)星可以繞地球做勻速圓周運動，也可以沿橢圓軌道繞地球運動。 對于沿橢圓軌道繞地球運動的衛(wèi)星，以下說法正確的是（）A.近地點速度一定等于 7.9 km/sB.近地點速度一定大于 7.9 km/s，小于 11.2 km/sC.近地點速度可以小于 7.9 km/sC. 飛船運行的加速度較大D. 二者一定在同一軌道平面內(nèi)9. （

7、2012 南通模擬）如圖 4 所示，發(fā)射某飛船時，先將飛船發(fā)送 到一個橢圓軌道上，其近地點M距地面 200 km,遠地點N距地面 330 km。 進入該軌道正常運行時，其周期為Ti,通過M N點時的速率分別是Vi、V2。當(dāng)某次飛船通過N點時，地面指揮部發(fā)出指令，點燃飛船上 的發(fā)動機，使飛船在短時間內(nèi)加速后進入離地面330 km 的圓形軌道，開始繞地球做勻速圓周運動，周期為T2,這時飛船的速率為V3o比較飛圖 4船在M N P三點正常運行時（不包括點火加速階段）的速率大小和加速度大小及在兩個軌道上運行的周期，下列結(jié)論正確的是（A. ViV3B. ViV2C. a2=a3D. TiT210.探月衛(wèi)

8、星沿地月轉(zhuǎn)移軌道到達月球附近，在P點進行第一次“剎車制動”后被月球捕獲，進入橢圓軌道繞月飛行， 如圖 5 所示，若衛(wèi)星的質(zhì)量為m遠月點Q距月球表面的高度為h,運行到Q點時它的角速度為3,加速度為a,月球的質(zhì)量為M半徑為R,月球表面的重力加速度為衛(wèi)星在遠月點時，月球?qū)πl(wèi)星的萬有引力大小為（GMmA. RB. maC.mgRRThD.一顆類似地球的、可適合居住的行星“開普勒226”，其直徑約為地球的2. 4 倍。至g,引力常量為G則圖 5D. 遠地點速度一定小于在同高度圓軌道上的運行速度13.（2012 新課標(biāo)全國卷）假設(shè)地球是一半徑為R質(zhì)量分布均勻的球體。一礦井深度為do已知質(zhì)量分布均勻的球殼對

9、殼內(nèi)物體的引力為零。礦井底部和地面處的重力加速度大RD (Rd)214. （2013 東北三校模擬）如圖 6 所示，地球球心為O,半徑為R表面的重力加速度為go一宇宙飛船繞地球無動力飛行且沿橢圓軌道運動,課時跟蹤檢測（十六）萬有引力與航天（一）1 .選 C 在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，根據(jù)狹義相對論可知，物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大，二者在速度遠小于光速時是統(tǒng)一的，故選項C 正確。T彗但!332. 選 C 根據(jù)開普勒第三定律有地=F地2=182=76.4，又T地=1 年，所以T彗76年，彗星下次飛近地球的大致年份是2062 年。3.選AB 飛行器與地球同步繞太陽運動，說明二者角速度、

10、周期相同，則線速度v=3r,因飛行器的軌道半徑大，所以飛行器的線速度大于地球的線速度，A 正確；因向心加速度a=32r,所以飛行器的向心加速度大于地球的向心加速度，B 正確；由題意可知飛行器的向心力應(yīng)由太陽和地球?qū)︼w行器的引力的合力提供，C、D 錯誤。Mmv24n24.選 AC 由萬有引力提供向心力可得GR=ma=mR=m32R=R,再結(jié)合忽略自轉(zhuǎn)小之比為（）dA.1RdB. 1 +RR- dC (卞)2軌道上P點距地心最遠，距離為 3RA.B.C.D.飛船在P點的加速度一定是飛船經(jīng)過飛船經(jīng)過飛船經(jīng)過P點時，對準(zhǔn)地心彈射出的物體一定沿PO直線落向地面P點的速度一定是gRP點的速度小于而對于繞地

11、球沿橢圓軌道運動的衛(wèi)星，在近地點時的線速度與第一宇宙速度無關(guān),可以大于Mm后GR2=mg在解得相關(guān)物理量后可判斷 A、C 正確。GM5.選 D “嫦娥一號”變軌過程中，質(zhì)量變化可忽略不計，由v=；r可知，軌道越高，衛(wèi)星速度越小，故變軌后衛(wèi)星動能減小，A、B 錯誤；軌道變高時，萬有引力對衛(wèi)星做負功，衛(wèi)星引力勢能增大，故C 錯誤，D 正確。6選 A 對同一個中心天體而言，根據(jù)開普勒第三定律可知，衛(wèi)星的軌道半徑越大，Mm周期就越長，A 正確。第一宇宙速度是環(huán)繞地球運行的最大線速度，B 錯。由Gp=ma可得軌道半徑大的天體加速度小，C 錯誤。同步衛(wèi)星只能在赤道的正上空，不可能過北極的正上方，D 錯。7

12、選 B 用萬有引力定律處理天體問題的基本方法是：把天體的運動看成圓周運動，Mm v2n其做圓周運動的向心力由萬有引力提供。甲=mT=mrw2=mr()2=m(2nf)2r=ma只有選項 B 正確。&選 C “神舟八號”飛船運行周期約為90 min，而地球同步通信衛(wèi)星運行周期為24h,所以飛船運行的周期較小，A 錯誤。根據(jù)開普勒第三定律可知，周期小的軌道半徑小，GM所以飛船離地面的高度較小，B 錯誤。根據(jù) a=T 可知，軌道半徑越小，加速度越大，所以飛船運行的加速度較大，C 正確。地球同步通信衛(wèi)星的運行軌道一定在赤道平面內(nèi)，而飛船的運行軌道中心一定是地心，但不一定要在赤道平面內(nèi),9選 A

13、BC 飛船在橢圓軌道運行時， 近地點速度大于遠地點速度，B 正確。根據(jù)開普勒宙速度為V22mv2=2.4R得V2= 2.4V1= 1.9X104m/s，故 D 正確。D 錯誤。第三定律，TCT2,D 錯誤。由萬有引力定律和牛頓第二定律，a2=a3,GM可知r越大，v越小，V1V3, A 正確。故選 A、B Co10選 BC 衛(wèi)星在遠月點，月球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供向心力得MmGR+h2=ma故 AMm錯誤，B 正確；又在月球表面有：GR2=mg得GM= Rg代入F=GMmmgRR+h2得F=R+h2,故 C 正確；又衛(wèi)星繞月球沿橢圓軌道運行，故D錯誤。11.選 D 設(shè)地球的密度為p，半徑為R,第

14、一宇宙速度為V1,開普勒一 226 的第一宇44Gp 3nRmmv2Gp 3nC 正確。根據(jù)v=12選 CD 第一宇宙速度是衛(wèi)星在星球表面附近做勻速圓周運動時必須具有的線速度,第一宇宙速度，也可以小于第一宇宙速度（此時的“近地點”離地面的距離較大，不能看成是地面附近），故 A、B 錯誤，C 正確；衛(wèi)星在遠地點的速度一定小于在同高度圓軌道上的運 行速度，否則不可能被“拉向”地面，D 正確。13.選 A 如圖所示，根據(jù)題意“質(zhì)量分布均勻的球殼對 殼內(nèi)物體的引力為零”， 可知：地面與礦井底部之間的環(huán)形部 分對放在礦井底部的物體的引力為零，設(shè)地面處的重力加速度為g,地球質(zhì)量為M由地球表面的物體mi受到的重力近似等于萬有引力，故Mmmg=GR2，再將礦井底部所在的球體抽取出來，設(shè)礦井底部處的重力加速度為g,該球體質(zhì)量為M，半徑r=R d,同理可得礦井底部處的物體m2受到的重