高三物理萬(wàn)有引力與航天專題突破題組訓(xùn)練

1、 K12教學(xué)同步資源/人教高三物理課標(biāo)/資源版主/趙海波高三物理萬(wàn)有引力與航天專題突破題組訓(xùn)練1、“嫦娥一號(hào)”是我國(guó)的首顆繞月人造衛(wèi)星，以中國(guó)古代神話人物嫦娥命名，于北京時(shí)間年月日時(shí)分在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭將其成功送入太空，它的發(fā)射成功，標(biāo)志著我國(guó)實(shí)施繞月探測(cè)工程邁出重要一步。假定地球、月亮都靜止不動(dòng)，用火箭從地球沿地月連線向月球發(fā)射一探測(cè)器假定探測(cè)器在地球表面附近脫離火箭，用表示探測(cè)器從脫離火箭處飛到月球過(guò)程中克服地球引力做的功。用表示探測(cè)器脫離火箭時(shí)的動(dòng)能，若不計(jì)空氣阻力，則（ ）BD、必須大于或等于，探測(cè)器才能到達(dá)月球；、小于，探測(cè)器也可能到達(dá)月球；、，探測(cè)器一定能到達(dá)月

2、球；、，探測(cè)器一定不能到達(dá)月球；2、北京時(shí)間10月31日17時(shí)28分，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星成功實(shí)施第三次近地點(diǎn)變軌后，順利進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，開始飛向月球在第三次近地點(diǎn)變軌時(shí)，它的最高速度可達(dá) B（A）7.9km/s （B）10km/s （C）16.7km/s （D）3105km/s3、“空間站”是科學(xué)家進(jìn)行天文探測(cè)和科學(xué)試驗(yàn)的特殊而又重要的場(chǎng)所。假設(shè)目前由美國(guó)等國(guó)家研制的“空間站”正在地球赤道平面內(nèi)的圓周軌道上運(yùn)行，其離地高度為同步衛(wèi)星離地高度的十分之一，且運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致。下列關(guān)于該“空間站”的說(shuō)法正確的有（）AC運(yùn)行的加速度一定等于其所在高度處的重力加速度運(yùn)行的速度等于同步衛(wèi)星運(yùn)行速度的

3、倍站在地球赤道上的人觀察到它向東運(yùn)動(dòng)在“空間站”工作的宇航員因受到平衡力而在其中懸浮或靜止4、2007年10月24日18時(shí)05分，我國(guó)成功發(fā)射了“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星，11月5日進(jìn)入月球軌道后，經(jīng)歷3次軌道調(diào)整，進(jìn)入工作軌道。若該衛(wèi)星在地球表面的重力為G1，在月球表面的重力為G2，已知地球半徑為R1，月球半徑為R2，地球表面處的重力加速度為g，則ADA月球表面處的重力加速度g月為 B月球的質(zhì)量與地球的質(zhì)量之比為 C衛(wèi)星在距月球表面軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T月為2D月球的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為5、土星的衛(wèi)星眾多，其中土衛(wèi)五和土衛(wèi)六的半徑之比為，質(zhì)量之比為，圍繞土星作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑

4、之比為，下列判斷正確的是ADA土衛(wèi)五和土衛(wèi)六的公轉(zhuǎn)周期之比為B土星對(duì)土衛(wèi)五和土衛(wèi)六的萬(wàn)有引力之比為C土衛(wèi)五和土衛(wèi)六表面的重力加速度之比為D土衛(wèi)五和土衛(wèi)六的公轉(zhuǎn)速度之比為6、目前世界已進(jìn)入太空時(shí)代 “嫦娥奔月”工程的順利實(shí)施，標(biāo)志著我國(guó)的航天事業(yè)進(jìn)入世界先進(jìn)行列在一次探索太空的過(guò)程中，宇宙飛船在近地點(diǎn)200km、遠(yuǎn)地點(diǎn)343km的橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)，其周期為T，機(jī)械能為E，通過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的速度為v，加速度為a當(dāng)飛船運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)實(shí)施變軌，轉(zhuǎn)到離地面高度為343km的圓軌道上運(yùn)行，則飛船在此圓軌道上運(yùn)行時(shí)BCA運(yùn)行周期小于T B速度大于vC加速度等于a D機(jī)械能等于E7、我國(guó)于2007年10月24日發(fā)

5、射的“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星簡(jiǎn)化后的路線示意圖如圖所示，衛(wèi)星由地面發(fā)射后，經(jīng)過(guò)發(fā)射軌道進(jìn)入停泊軌道，然后在停泊軌道經(jīng)過(guò)調(diào)速后進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，在距月球表面200km的P點(diǎn)進(jìn)行第一次“剎車制動(dòng)”后被月球捕獲，進(jìn)入橢圓軌道繞月飛行，以后衛(wèi)星在P點(diǎn)經(jīng)過(guò)幾次“剎車制動(dòng)”最終在距月球表面200km的圓形軌道上繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下面說(shuō)法正確的是 BDA若停泊軌道距地球表面600km，地球的自轉(zhuǎn)周期為T，則衛(wèi)星在停泊軌道上圓周運(yùn)動(dòng)的周期很接近于T地球停泊軌道發(fā)射軌道B若、分別表示衛(wèi)星在橢圓軌道、和圓形軌道的周期，則C若 、分別表示衛(wèi)星沿三個(gè)軌道運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的加速度，則D若地球表面的重力加速度為g，則衛(wèi)星在軌

6、道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度很接近于8、美國(guó)“新地平線”號(hào)探測(cè)器，已于美國(guó)東部時(shí)間2006年1月17日借助“宇宙神5”火箭，從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角肯尼迪航天中心發(fā)射升空，開始長(zhǎng)達(dá)9年的飛向冥王星的太空之旅擁有3級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的“宇宙神5”重型火箭以驚人的速度把“新地平線”號(hào)送離地球，這個(gè)冥王星探測(cè)器因此將成為人類有史以來(lái)發(fā)射的速度最高的飛行器，關(guān)于這一速度的數(shù)值，下列選項(xiàng)中最合理的是 DA BC D9、2007年10月24日18時(shí)05分，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星在中國(guó)西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)火箭發(fā)射成功，從這里開始了自己的奔月之旅，開啟了中國(guó)深空探測(cè)的新歷程已知地球近地衛(wèi)星的周期約為84分鐘，地球的半徑為

7、，再根據(jù)其他的常識(shí)和知識(shí)，可以估算出地球和月球之間的距離為CA B C D 10、如圖所示，從地面上A點(diǎn)發(fā)射一枚遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈，在引力作用下，沿ACB橢圓軌道飛行擊中地面目標(biāo)B，C為軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)，距地面高度為h已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為M，引力常量為G設(shè)距地面高度為h的圓軌道上衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)周期為T0下列結(jié)論正確的是BCDABChR地球A導(dǎo)彈在C點(diǎn)的速度大于B導(dǎo)彈在C點(diǎn)的加速度等于C地球球心為導(dǎo)彈橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)D導(dǎo)彈從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間一定小于T011、均勻分布在地球赤道平面上空的三顆同步通信衛(wèi)星能夠?qū)崿F(xiàn)除地球南北極等少數(shù)地區(qū)外的“全球通信”。一直地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，地球自

8、轉(zhuǎn)周期為T，下面列出的是關(guān)于散客衛(wèi)星中任意兩顆衛(wèi)星間距離s的表達(dá)式，其中正確的是（ ）DA BCD12、2007年10月24日18時(shí)05分，我國(guó)首顆繞月探測(cè)衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空，隨后“嫦娥一號(hào)”在地球軌道上進(jìn)行四次變軌，衛(wèi)星不斷加速，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道接近月球后，通過(guò)三次近月制動(dòng)，在11月7日建立起距月球兩百公里的繞月球兩極飛行的圓軌道，進(jìn)行繞月探測(cè)飛行通過(guò)在軌測(cè)試后，衛(wèi)星將開始進(jìn)行科學(xué)探測(cè)活動(dòng)已知月球表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的，月球半徑約為地球半徑的，則下列說(shuō)法中正確的是 A“嫦娥一號(hào)”繞月球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的周期比繞地球表面小B“嫦娥一號(hào)”繞月球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的

9、向心加速度比繞地球表面大 C“嫦娥一號(hào)”繞月球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大于 7.9km/s D“嫦娥一號(hào)”在月球表面附近所受月球的萬(wàn)有引力小于在地球表面附近所受地球的萬(wàn)有引力13、我國(guó)將于2007 年底發(fā)射第一顆環(huán)月衛(wèi)星用來(lái)探測(cè)月球探測(cè)器先在近地軌道繞地球3周，然后進(jìn)入月球的近月軌道繞月飛行，已知月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的，月球半徑約為地球半徑的，則下列說(shuō)法正確的是 CDA探測(cè)器在月球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的周期比在地球表面小B探測(cè)器在月球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度比在地球表面大 C探測(cè)器在月球表面附近運(yùn)行時(shí)的速度小于 7.9km/s D探測(cè)器在月球表面附近所受月球的萬(wàn)有引力小于在地球表面

10、所受地球的萬(wàn)有引力14、不久前歐洲天文學(xué)家宣布在太陽(yáng)系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的類地行星，命名為“格利斯581c”。該行星的質(zhì)量約是地球的5倍，直徑約是地球的1.5倍?，F(xiàn)假設(shè)有一艘宇宙飛船飛臨該星球表面附近軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（ ）CDA“格利斯581c”的平均密度比地球平均密度小B“格利斯581c”表面處的重力加速度小于9.8m/s2C飛船在“格利斯581c”表面附近運(yùn)行時(shí)的速度大小7.9km/sD飛船在“格利斯581c”表面附近運(yùn)行時(shí)的周期要比繞地球表面運(yùn)行的周期小15、2005年l0月12日，我國(guó)成功發(fā)射了“神州”六號(hào)載人飛船飛船入軌后，環(huán)繞地球飛行77圈，歷時(shí)11

11、5個(gè)小時(shí)于10月17日安全返回地面在2000年1月26日，我國(guó)還成功發(fā)射了一顆地球同步衛(wèi)星，定點(diǎn)在東經(jīng)980赤道上空假設(shè)飛船和該衛(wèi)星都做圓周運(yùn)動(dòng)，那么飛船和衛(wèi)星在各自軌道上運(yùn)行時(shí) ( )BCA飛船運(yùn)動(dòng)速度比衛(wèi)星小； B飛船運(yùn)動(dòng)的加速度比衛(wèi)星大；C飛船離地面的高度比衛(wèi)星小； D飛船運(yùn)行的角速度比衛(wèi)星小。16、已知下面的哪組數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出地球的質(zhì)量M地（已知萬(wàn)有引力常量為G）DA地球“同步衛(wèi)星”離地面的高度hB地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期T1及地球到太陽(yáng)中心的距離R1C地球表面的重力加速g和地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期TD月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期T2及月球中心到地球中心的距離R2.ab地球17如圖所示，a、b兩顆質(zhì)

12、量相同的人造地球衛(wèi)星分別在半徑不同的軌道上繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則BA衛(wèi)星a的周期大于衛(wèi)星b的周期B衛(wèi)星a的動(dòng)能大于衛(wèi)星b的動(dòng)能C衛(wèi)星a的勢(shì)能大于衛(wèi)星b的勢(shì)能D衛(wèi)星a的加速度小于衛(wèi)星b的加速度18繩系衛(wèi)星是由一根繩索栓在一個(gè)航天器上的衛(wèi)星，可以在這個(gè)航天器的下方或上方一起繞地球運(yùn)行如圖所示，繩系衛(wèi)星系在航天器上方，當(dāng)它們一起在赤道上空繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)(繩長(zhǎng)不可忽略)下列說(shuō)法正確的是 ACA繩系衛(wèi)星在航天器的正上方B繩系衛(wèi)星在航天器的后上方C繩系衛(wèi)星的加速度比航天器的大D繩系衛(wèi)星的加速度比航天器的小19、潮汐是一種常見的自然現(xiàn)象。發(fā)生在杭州灣錢塘江入海口的“錢江潮”是聞名世界的潮汐現(xiàn)象，在

13、農(nóng)歷初一和十五前后各有一次大潮，在兩次大潮之間又各有一次小潮。下列有關(guān)潮汐現(xiàn)象認(rèn)識(shí)正確的是 ( )BCA .世界各地的潮汐都是一天漲落兩次,沒(méi)有一天漲落一次的地區(qū)B.由于半日潮兩次高潮之間的時(shí)間間隔約12小時(shí)25分，故潮汐現(xiàn)象也與地球自轉(zhuǎn)有關(guān)C每月出現(xiàn)兩次大潮時(shí)，太陽(yáng)，地球、月亮基本在一直線上D每月出現(xiàn)兩次小潮時(shí)，地球在太陽(yáng)和月亮之間20、關(guān)于人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 CA若已知人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期，利用引力常量，就可以算出地球質(zhì)量B兩顆人造地球衛(wèi)星，若它們的速率相等，它們的軌道半徑和繞行周期一定相同C在同一軌道上同方向運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星，若將前面衛(wèi)星速率減小，后一衛(wèi)

14、星就可能和前面衛(wèi)星發(fā)生碰撞D在繞地球飛行的宇宙飛船中，若宇航員從艙內(nèi)慢慢走出并離開飛船，飛船的速率不會(huì)發(fā)生改變ABPMN地球月球21、“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，軌道控制結(jié)束，衛(wèi)星進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道。圖中MN之間的一段曲線表示轉(zhuǎn)移軌道的一部分，P是軌道上的一點(diǎn)，直線AB過(guò)P點(diǎn)且和兩邊軌道相切。下列說(shuō)法中正確的是BCDA衛(wèi)星在此段軌道上，動(dòng)能一直減小B衛(wèi)星經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小C衛(wèi)星經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度方向由P向BD衛(wèi)星經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)加速度為022、在地球大氣層外有很多太空垃圾繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，可視為繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)每到太陽(yáng)活動(dòng)期，由于受太陽(yáng)的影響，地球大氣層的厚度增加，從而使得一些太空垃圾進(jìn)入稀薄大氣層，運(yùn)

15、動(dòng)半徑開始逐漸變小，但每一周仍可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)若在這個(gè)過(guò)程中某塊太空垃圾能保持質(zhì)量不變，則這塊太空垃圾的 ABA線速度將逐漸變大 B加速度將逐漸變大C運(yùn)動(dòng)周期將逐漸變大 D機(jī)械能將逐漸變大23、我國(guó)未來(lái)將建立月球基地，并在繞月軌道上建造空間站如圖所示，關(guān)閉動(dòng)力的航天飛機(jī)在月球引力作用下向月球靠近，并將與空間站在B處對(duì)接，已知空間站繞月軌道半徑為r，周期為T，引力常量為G，下列說(shuō)法中正確的是 ABCA圖中航天飛機(jī)正加速飛向B處B航天飛機(jī)在B處由橢圓軌道進(jìn)入空間站軌道必須點(diǎn)火減速C根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量D根據(jù)題中條件可以算出空間站受到月球引力的大小24、2007年11月5日，“嫦娥一號(hào)”探

16、月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道到達(dá)月球，在距月球表面200km的點(diǎn)進(jìn)行第一次剎車制動(dòng)”后被月球俘獲，進(jìn)入橢圓軌道繞月飛行，然后，衛(wèi)星在點(diǎn)又經(jīng)過(guò)兩次“剎車制動(dòng)”，最終在距月球表面200km的圓形軌道上繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是 BDA衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期比沿軌道運(yùn)動(dòng)的周期長(zhǎng)B衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期比沿軌道運(yùn)動(dòng)的周欺短C衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度小于沿軌道運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)（尚未制動(dòng)）時(shí)的加度度D衛(wèi)早在軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度等于沿軌道運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)（尚未制動(dòng)）時(shí)的加速度25、在2007年11月5日，“嫦娥一號(hào)”迎來(lái)奔月旅程的最關(guān)鍵時(shí)刻實(shí)施首次“剎車”減速在接近月球時(shí)，“嫦娥一號(hào)”要利用自身的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)

17、火減速，以被月球引力俘獲進(jìn)入繞月軌道這次減速只有一次機(jī)會(huì)，如果不能減速到一定程度，“嫦娥一號(hào)”將一去不回頭離開月球和地球，漫游在更加遙遠(yuǎn)的太空；如果過(guò)分減速，“嫦娥一號(hào)”則可能直接撞擊月球表面該報(bào)道的圖示如下則下列說(shuō)法正確的是 BCDA實(shí)施首次“剎車”的過(guò)程，使得“嫦娥一號(hào)”損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，轉(zhuǎn)化時(shí)機(jī)械能守恒B“嫦娥一號(hào)”被月球引力俘獲后進(jìn)入繞月軌道，并逐步由橢圓軌道變軌到圓軌道C“嫦娥一號(hào)”如果不能減速到一定程度，月球?qū)λ囊?huì)做負(fù)功D“嫦娥一號(hào)”如果過(guò)分減速，月球?qū)λ囊⒆稣?，撞擊月球表面時(shí)的速度將很大制動(dòng)開始進(jìn)入月球軌道進(jìn)入奔月軌道中途軌道修正26、某同學(xué)設(shè)想駕駛一輛“陸地

18、太空”兩用汽車，沿地球赤道行駛并且汽車相對(duì)于地球速度可以增加到足夠大。當(dāng)汽車速度增加到某一值時(shí)，它將成為脫離地面繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的“航天汽車”。不計(jì)空氣阻力，已知地球的半徑R=6400km。下列說(shuō)法正確的是 BA汽車在地面上速度增加時(shí)，它對(duì)地面的壓力增大B當(dāng)汽車速度增加到7.9km/s時(shí)，將離開地面繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)C此“航天汽車”環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最小周期為1hD在此“航天汽車”上可以用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體的重力27、氣象衛(wèi)星是用來(lái)拍攝云層照片，觀測(cè)氣象資料和測(cè)量氣象數(shù)據(jù)的。我國(guó)先后自行成功研制和發(fā)射了“風(fēng)云號(hào)”和“風(fēng)云號(hào)”兩顆氣象衛(wèi)星，“風(fēng)云號(hào)”衛(wèi)星軌道與赤道平面垂直并且通過(guò)兩極，稱為“極地

19、圓軌道”，每12h巡視地球一周?！帮L(fēng)云號(hào)”氣象衛(wèi)星軌道平面在赤道平面內(nèi)，稱為“地球同步軌道”，每24h巡視地球一周，則“風(fēng)云號(hào)”衛(wèi)星比“風(fēng)云號(hào)”衛(wèi)星（ ） ABCA發(fā)射速度小B線速度大C覆蓋地面區(qū)域大D向心加速度小28、地球上有兩位相距非常遠(yuǎn)的觀察者，都發(fā)現(xiàn)自己的正上方有一顆人造地球衛(wèi)星，相對(duì)自己而言靜止不動(dòng)，則這兩位觀察者的位置以及兩顆人造地球衛(wèi)星到地球中心的距離可能是 【 】CA一人在南極，一人在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等B一人在南極，一個(gè)在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等，但應(yīng)成整數(shù)倍C兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等D兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可

20、以不等，但應(yīng)成整數(shù)倍29、星球上的物體脫離星球引力所需的最小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v2=v1.已知某星球的半徑為r，表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的1/6，不計(jì)其它星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為（ ）CA. B. C. D.30、如圖1所示，是在同一軌道平面上的三顆不同的人造地球衛(wèi)星，關(guān)于各物理量的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（ ）CA根據(jù)，要知B根據(jù)萬(wàn)有引力定律，可知FAFBFCC角速度D向心加速度CBAP31、如圖所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球做橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)已

21、知A、B、C繞地心運(yùn)動(dòng)的周期相同相對(duì)于地心，下列說(shuō)法中不正確的是AA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(yùn)行速度大于物體A的速度 C可能出現(xiàn)：在每天的某一時(shí)刻衛(wèi)星B在A的正上方D衛(wèi)星B在P點(diǎn)的運(yùn)行加速度大小與衛(wèi)星C的運(yùn)行加速度大小相等32、我國(guó)第一顆月球探測(cè)衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功在衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是 ABA如果知道探測(cè)衛(wèi)星的軌道半徑和周期，再利用萬(wàn)有引力常量，就可以估算出月球的質(zhì)量B如果有兩顆這樣的探測(cè)衛(wèi)星，只要它們的繞行速率相等，不管它們的質(zhì)量、形狀差別多大，它們繞行半徑與周期都一定是相同的C如果兩顆探測(cè)衛(wèi)星在同一軌道上一前一后沿

22、同一方向繞行，只要后一衛(wèi)星向后噴出氣體，則兩衛(wèi)星一定會(huì)發(fā)生碰撞D如果一繞月球飛行的宇宙飛船，宇航員從艙中緩慢地走出，并離開飛船，飛船因質(zhì)量減小，所受萬(wàn)有引力減小，則飛船速率減小33、我國(guó)的探月工程“嫦娥一號(hào)”在今年10月24日成功發(fā)射。有一同學(xué)查得：地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81倍，地球半徑大約是月球半徑的4倍。在不考慮地球、月球自轉(zhuǎn)的影響，由以上數(shù)據(jù)可推算出： C A地球的平均密度與月球的平均密度之比約為98B地球表面重力加速度與月球表面重力加速度之比約為94C靠近地球表面沿圓軌道運(yùn)行的航天器的周期與靠近月球表面沿圓軌道運(yùn)行的航天器的周期之比約為 89D靠近地球表面沿圓軌道運(yùn)行的航天器線速度與

23、靠近月球表面沿圓軌道運(yùn)行的航天器線速度之比約為 81434、某一發(fā)達(dá)國(guó)家的宇航員完成了對(duì)火星表面的科學(xué)考察任務(wù)，乘坐返回艙返回圍繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道艙，如圖所示。為了安全，返回艙與軌道艙對(duì)接時(shí)，必須具有相同的速度。已知返回艙返回過(guò)程中需克服火星的引力而做的功可由如下公式計(jì)算：，其中：R為火星的半徑，r為軌道艙到火星中心的距離，m為返回艙與人的總質(zhì)量，g為火星表面的重力加速度。已知本次科學(xué)考察中軌道艙到火星中心的距離r=，設(shè) m、R、g為已知的物理量。不計(jì)火星表面大氣對(duì)返回艙的阻力和火星自轉(zhuǎn)的影響，則該宇航員乘坐的返回艙至少需要獲得多少能量才能完成與軌道艙對(duì)接？安全返回到軌道艙。解：返回艙與人

24、在火星表面附近有： 設(shè)返回艙與軌道艙對(duì)接時(shí)速度大小為v，則： 返回艙與軌道艙對(duì)接時(shí)，具有的動(dòng)能為： 把上面兩式代入，得： 返回艙返回過(guò)程克服引力做功= 所以返回艙返回時(shí)至少需要能量 35、我國(guó)已啟動(dòng)“嫦娥工程”，并于2007年10月24日成功發(fā)射繞月運(yùn)行的探月衛(wèi)星“嫦娥號(hào)” 設(shè)該衛(wèi)星可貼近月球表面運(yùn)動(dòng)且軌道是圓形的，已知地球半徑約是月球半徑的4倍，地球質(zhì)量約是月球質(zhì)量的81倍，地球近地衛(wèi)星的周期約為84min，地球表面重力加速度g取10m/s2，求：（1）繞月表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的“嫦娥號(hào)”，其運(yùn)動(dòng)周期約是多大？（2）設(shè)想宇航員在月球表面上做自由落體實(shí)驗(yàn)，某物體從離月球表面20m處自由下落，約經(jīng)

25、多長(zhǎng)時(shí)間落地？解：（1）設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R，近地衛(wèi)星的質(zhì)量為m，周期為T0，它受地球的萬(wàn)有引力提供向心力，則 = mR(2/T)2-設(shè)月球質(zhì)量為M1，半徑為R1，探月衛(wèi)星的質(zhì)量為m1，周期為T1，它受月球的萬(wàn)有引力提供向心力，則 =m1R1(2/T1)2-= T1=94.5min-(2)設(shè)地球表面重力加速度g，月球表面重力加速度g1，自由下落高度為h，mg = -m1g1=-h=g1t2-t=4.5s-評(píng)分說(shuō)明：第一問(wèn)6分，式各2分，第二問(wèn)6分，式各1分，式各2分。36、宇航員在地球上用一根長(zhǎng)05m細(xì)繩拴著一個(gè)小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，用傳感器測(cè)出小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小=3ms及繩上

26、的拉力F=4N。若宇航員將此小球和細(xì)繩帶到某星球上，在該星球表面上讓小球也在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，用傳感器測(cè)出在最低點(diǎn)時(shí)繩上拉力F1=9N，最高點(diǎn)時(shí)繩上拉力F2=3N。取地球表面重力加速度=10ms2，空氣阻力不計(jì)。求： (1)該小球的質(zhì)量m； (2)該星球表面附近的重力加速度g； (3)已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星：R地=1：4，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星：M地。37、已知一顆人造衛(wèi)星在半徑為R的某行星上空繞該行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t ，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為S ，衛(wèi)星與行星的中心連線掃過(guò)的角度是弧度，( 已知萬(wàn)有引力常量為G ) 求:(1) 人造衛(wèi)星距該行星表面的高度h(2)

27、 該行星的質(zhì)量M (3) 該行星的第一宇宙速度V1解：（1）s = r（1分）h= rR （1分） h =S /R（2分）（2）v=s/t （1分） GMm/r2 = m V2 / r （1分） M = S 3 / G t 2 （2分）（3）GMm/R2 = m V12 / R （2分）V1= ( S 3 /t 2 R )1/2 （2分）38、我國(guó)探月工程計(jì)劃在2015年以前通過(guò)無(wú)人駕駛的軌道飛行器，在月球上進(jìn)行采樣工作，以此方式執(zhí)行最初的登月計(jì)劃，并最終實(shí)現(xiàn)中國(guó)人登上月球假設(shè)2017年7月7日，我國(guó)宇航員乘“嫦娥五號(hào)”飛船到月球上考察宇航員完成了對(duì)月球表面的科學(xué)考察任務(wù)后，乘坐返回艙返回圍繞

28、月球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道艙，如圖所示，為了安全，返回艙與軌道艙對(duì)接時(shí)，必須具有相同的速度已知返回艙與人的總質(zhì)量為m，月球的半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，軌道艙到月球中心的距離為r，不計(jì)月球自轉(zhuǎn)的影響(1)返回艙至少需要多大速度才能繞月飛行，不再落回月面?(2)衛(wèi)星繞月過(guò)程中具有的機(jī)械能由引力勢(shì)能和動(dòng)能組成已知當(dāng)它們相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)引力勢(shì)能為零，它們距離為r時(shí)，引力勢(shì)能為EP=-GMm/r則該宇航員乘坐的返回艙至少需要獲得多少能量才能返回軌道艙?(12分)參考解答及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) (1)月球?qū)Ψ祷嘏摰囊應(yīng)是其運(yùn)動(dòng)所受的向心力。 GMmR2=mV2/R (2分)在月球表面上，返回艙和人所受到的萬(wàn)有引

29、力近似等于物體的重力，則 GMmR2 = mgo(2分) 。 可得V=g o R一(1分) (2)設(shè)軌道艙的質(zhì)量為mo，速度大小為V，則 GMm/r2=mv2/ r(1分) 解得宇航員乘坐返回艙與軌道艙進(jìn)行對(duì)接時(shí)，具有的動(dòng)能為： EK= 1/2 mV2=GMm/2r(1分) 因此返回艙返回過(guò)程中克服引力做的功為 W=一GMmr一(一GMmR)=GMmRGMm/r(3分) 由能量守恒可知返回艙返回時(shí)至少需要能量 E = EK+W = GMm/RGMm/2r 或 E=mg0R(1R/2r) (2分)39、中國(guó)首個(gè)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”預(yù)計(jì)在2017年送機(jī)器人上月球，實(shí)地采樣送回地球，為載人登月及

30、月球基地選址做準(zhǔn)備設(shè)想我國(guó)宇航員隨“嫦娥”號(hào)登月飛船繞月球飛行，飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)儀器：A計(jì)時(shí)表一只，B彈簧秤一把，C已知質(zhì)量為m的物體一個(gè)，D天平一只(附砝碼一盒)在飛船貼近月球表面時(shí)可近似看成繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇航員測(cè)量出飛船在靠近月球表面的圓形軌道繞行N圈所用的時(shí)間為t飛船的登月艙在月球上著陸后，遙控機(jī)器人利用所攜帶的儀器又進(jìn)行了第二次測(cè)量，利用上述兩次測(cè)量的物理量可出推導(dǎo)出月球的半徑和質(zhì)量（已知萬(wàn)有引力常量為G），要求：（1）說(shuō)明機(jī)器人是如何進(jìn)行第二次測(cè)量的？（2）試推導(dǎo)用上述測(cè)量的物理量表示的月球半徑和質(zhì)量的表達(dá)式解析：（1）機(jī)器人在月球上用彈簧秤豎直懸掛物體，靜止時(shí)讀出彈簧秤的

31、讀數(shù)F，即為物體在月球上所受重力的大小 （2分）（2）在月球上忽略月球的自轉(zhuǎn)可知 =F （2分） （2分）飛船在繞月球運(yùn)行時(shí)，因?yàn)槭强拷虑虮砻?，故近似認(rèn)為其軌道半徑為月球的半徑R，由萬(wàn)有引力提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力可知（2分）又 （2分）由、式可知月球的半徑 （2分）月球的質(zhì)量 （2分）40、在地球表面發(fā)射衛(wèi)星，當(dāng)衛(wèi)星的速度超過(guò)某一速度時(shí)，衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的引力，不再繞地球運(yùn)行，這個(gè)速度叫做第二宇宙速度已知地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力勢(shì)能可表示為U(r)0，r為物體離地心的距離設(shè)地球半徑為r0，地球表面重力加速度為g0，忽略空氣阻力的影響，試根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，推導(dǎo)第二宇宙速度的表達(dá)式（用r0、 g0

32、表示）解：衛(wèi)星從發(fā)射到脫離地球引力的過(guò)程中機(jī)械能守恒設(shè)衛(wèi)星以v0的速度從地面附近發(fā)射時(shí)能脫離地球的引力，則其在地面時(shí)的能量為：E0 （4分）由題意知 E0 0 即 0 （4分）又因?yàn)樵诘厍虮砻鏁r(shí)，物體的重力等于萬(wàn)有引力，有： （4分）解得第二宇宙速度v0滿足：v0 （2分）41、若宇航員完成了對(duì)火星表面的科學(xué)考察任務(wù)，乘坐返回艙返回圍繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道艙，如圖9所示. 為了安全，返回艙與軌道艙對(duì)接時(shí)，必須具有相同的速度. 已知：該過(guò)程宇航員乘坐的返回艙至少需要獲得的總能量為E（可看作是返回艙的初動(dòng)能），返回艙與人的總質(zhì)量為m，火星表面重力加速度為g，火星半徑為R，軌道艙到火星中心的距離為r

33、，不計(jì)火星表面大氣對(duì)返回艙的阻力和火星自轉(zhuǎn)的影響. 問(wèn)： （1）返回艙與軌道艙對(duì)接時(shí)，返回艙與人共具有的動(dòng)能為多少？ （2）返回艙在返回過(guò)程中，返回艙與人共需要克服火星引力做多少功？解（1）質(zhì)量為m的物體在火星表面 2分 設(shè)軌道艙的質(zhì)量為m0，速度大小為v，則 2分返回艙和人應(yīng)具有的動(dòng)能 1分聯(lián)立以上三式解得 1分（2）對(duì)返回艙在返回過(guò)程中，由動(dòng)能定理知：W=EKE 2分聯(lián)立解得火星引力對(duì)返回艙做功 2分故克服引力做功為 W=E 1分衛(wèi)星停泊軌道過(guò)渡軌道繞月軌道L1L2L342、我國(guó)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(guò)加速再進(jìn)入橢圓“過(guò)渡軌道”，該軌道離地心最近距

34、離為L(zhǎng)1，最遠(yuǎn)距離為L(zhǎng)2，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)行的線速度解：(1) （2分） （2分）得 （1分）（2） （2分） （2分） （1分）43、（1）已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/81，月球的半徑約為地球半徑的1/4，地球的第一宇宙速度約7.9 km/s. 月球的第一宇宙速度為 km/s.（2）“嫦娥1號(hào)”衛(wèi)星于2007年11月5日11時(shí)

35、許成功飛入了月球的懷抱。中國(guó)，從此有了第一個(gè)繞月飛行的航天器，開始了首次繞月飛行。“嫦娥1號(hào)”的環(huán)月工作軌道是圓形的，工作時(shí)“嫦娥1號(hào)”離月球表面200 km，問(wèn)：“嫦娥1號(hào)”環(huán)月工作時(shí)的速度與月球第一宇宙速度哪個(gè)大？為什么？ (1)1.76km/s （或1.8km/s）3分 (2) 1分 1分 1分 所以 m），在它們之間的萬(wàn)有引力作用下有規(guī)則地運(yùn)動(dòng)著如圖所示，我們可認(rèn)為行星在以某一定點(diǎn)C為中心、半徑為a的圓周上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（圖中沒(méi)有表示出恒星）設(shè)萬(wàn)有引力常量為G，恒星和行星的大小可忽略不計(jì)（1）恒星與點(diǎn)C間的距離是多少？（2）試在圖中粗略畫出恒星運(yùn)動(dòng)的軌道和位置；（3）計(jì)算恒星的運(yùn)行速率

36、v行星mCa恒星M（1） （2分）（2）恒星運(yùn)動(dòng)的軌道和位置大致如圖 (圓和恒星位置各2分)（3）對(duì)恒星M （3分）代入數(shù)據(jù)得 （3分）53、國(guó)際空間站是迄今最大的太空合作計(jì)劃，其軌道半徑為r，繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的周期為T1通過(guò)查側(cè)資料又知引力常量G、地球半徑R、同步衛(wèi)星距地面的高度h、地球的自轉(zhuǎn)周期T2以及地球表面的重力加速度。某同學(xué)根據(jù)以上條件，提出一種估算地球質(zhì)量M的方法：設(shè)同步衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，由得(1)請(qǐng)判斷上面的結(jié)果是否正確如不正確，請(qǐng)修正解法和結(jié)果(2)請(qǐng)根據(jù)已知條件再提出兩種估算地球質(zhì)量的方法并解得結(jié)果(1)上面結(jié)果是錯(cuò)誤的，地球的半徑R在計(jì)算過(guò)程中不能忽略 (2分) 正確的解法和結(jié)果是： (2分) 得 。（2分） (2)方法一：國(guó)際空間站繞地