廣東省惠州市博羅縣華僑中學高三物理第一輪復習：萬有引力專題訓練

5/5萬有引力1．如圖,海王星繞太陽沿橢圓軌道運動,P為近日點,Q為遠日點,M、N為軌道短軸的兩個端點,運行的周期為。假設只考慮海王星和太陽之間的相互作用,那么海王星在從P經過M、Q到N的運動過程中A．從P到M所用的時間等于B．從Q到N階段,機械能逐漸變大C．從P到Q階段,速率逐漸變小D．從M到N階段,萬有引力對它先做負功后做正功2．2019年4月,我國成功發(fā)射的天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室完成了首次交會對接,對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道〔可視為圓軌道〕運行。與天宮二號單獨運行時相比,組合體運行的A．周期變大 B．速率變大C．動能變大 D．向心加速度變大3.利用三顆位置適當的地球同步衛(wèi)星,可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊,目前地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的6.6倍,假設地球的自轉周期變小,假設仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現上述目的,那么地球自轉周期的最小值約為A.1hB.4hC.8hD.16h4、關于行星運動的規(guī)律,以下說法符合史實的是A.開普勒在牛頓定律的根底上,導出了行星運動的規(guī)律B.開普勒在天文觀測數據的根底上,總結出了行星運動的規(guī)律C.開普勒總結出了行星運動的規(guī)律,找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因D.開普勒總結出了行星運動的規(guī)律,發(fā)現了萬有引力定律5、我國發(fā)射的“嫦娥三號〞登月探測器靠近月球后,先在月球外表附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經過一系列過程,在離月面4m高處做一次懸?！部烧J為是相對于月球靜止〕；最后關閉發(fā)動機,探測器自由下落。探測器的質量約為,地球質量約為月球的81倍,地球半徑為月球的3.7倍,地球外表的重力加速度大小約為。那么次探測器A．在著陸前瞬間,速度大小約為B．懸停時受到的反沖作用力約為C．從離開近月圓軌道到著陸這段時間內,機械能守恒D．在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度6.如圖,一顆在橢圓軌道Ⅰ上運行的地球衛(wèi)星,通過軌道Ⅰ上的近地點P時,短暫點火加速后進人同步轉移軌道Ⅱ.當衛(wèi)星到達同步轉移軌道Ⅱ的遠地點Q時,再次變軌,進入同步軌道Ⅲ.以下說法正確的選項是 A.衛(wèi)星在軌道I的P點進入軌道Ⅱ機械能增加

B.衛(wèi)星在軌道Ⅲ經過Q點時和在軌道Ⅱ經過Q點時速度相同

C.衛(wèi)星在軌道Ⅲ經過Q點時和在軌道Ⅱ經過Q點時加速度相同

D.由于不同衛(wèi)星的質量不同,因此它們的同步軌道高度不同

7．哈雷彗星是人一生中唯一可以裸眼看能看見兩次的彗星,其繞日運行的周期為T年,假設測得它在近日點距太陽中心的距離是地球公轉軌道半長軸的N倍,那么由此估算出哈雷彗星在近日點時受到太陽的引力是在遠日點受太陽引力的A．B．C．倍D．倍8.如圖,衛(wèi)星在地球不同的圓形軌道上具有不同引力勢能,地球質量為M,衛(wèi)星質量為m,衛(wèi)星到地球球心的距離為r,引力勢能為,真空中負點電荷的電荷量為Q,其周圍空間電勢可以表示為,與該點電荷的電勢類比,可以定義“引力勢〞的概念,以下說法合理的是〔〕A.可以用定義“引力勢〞B.“引力勢〞與衛(wèi)星質量m有關C.圖中a點“引力勢〞低于b點D.衛(wèi)星的引力勢能與距離r的平方成反比9．將地球繞太陽運動的軌道簡化為圓軌道,如下圖。假設將太陽探測衛(wèi)星送入地球繞太陽運行的軌道,以下說法中正確的選項是A．地球對衛(wèi)星的運行可能有影響B(tài)．衛(wèi)星一定繞太陽做勻速圓周運動C．衛(wèi)星的運行周期與地球公轉一周所需時間一定相同D．衛(wèi)星的發(fā)射速度一定大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度10.如圖為著陸器經過屢次變軌后登陸火星的軌跡圖,軌道上的P、S、Q三點與火星中心在同一直線上,P、Q兩點分別是橢圓軌道的遠火星點和近火星點,且PQ=2QS,〔軌道II為圓軌道〕,以下說法正確的選項是A.著陸器在P點由軌道I進入軌道II需要點火加速B.著陸器在軌道II上由P點運動到S點的時間是著陸器在軌道III上由P點運動到Q點的時間的2倍C.著陸器在軌道II上S點與在軌道III上P點的加速度大小不相等D.著陸器在軌道II上S點的速度小于在軌道III上的Q點的速度11.發(fā)射地球同步衛(wèi)星要經過三個階段：先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道,然后使其沿橢圓軌道運行,最后將衛(wèi)星送入同步圓軌道．軌道、相切于點,軌道、相切于點,如題圖所示．當衛(wèi)星分別在軌道、、上正常運行時,那么以下說法正確的選項是〔〕A.衛(wèi)星在軌道上的運行速率大于B.衛(wèi)星在軌道上的機械能小于它在軌道上的機械能C.衛(wèi)星在軌道上的運行速率小于它在軌道上的運行速率D.衛(wèi)星沿軌道經過點時的加速度小于軌道經過點時的加速度12.如下圖,a、b是兩顆繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星,它們距地面的高度分別是R和2R(R為地球半徑).以下說法中正確的選項是A.a、b的線速度大小之比是B.a、b的周期之比是C.a、b的角速度大小之比是D.a、b的向心加速度大小之比是9∶413.“嫦娥四號〞(專家稱為“四號星〞),方案在2019年發(fā)射升空,它是嫦娥探月工程方案中嫦娥系列的第四顆人造探月衛(wèi)星,主要任務是更深層次、更加全面的科學探測月球地貌、資源等方面的信息,完善月球檔案資料．萬有引力常量為G,月球的半徑為R,月球外表的重力加速度為g,嫦娥四號離月球中心的距離為r,繞月周期為T．根據以上信息判斷以下說法正確的選項是〔〕A.月球的第一宇宙速度為B.“嫦娥四號〞繞月運行的速度為C.月球的平均密度為D.“嫦娥四號〞必須減速運動才能返回地球14．假設地球同步衛(wèi)星繞地球運行的軌道半徑為地球半徑的6.6倍,地球赤道平面與地球公轉平面共面。站在地球赤道某地的人,日落后4小時的時候,在自己頭頂正上方觀察到一顆恰好有陽光照亮的人造地球衛(wèi)星,假設該衛(wèi)星在赤道所在平面內做勻速圓周運動。那么此人造衛(wèi)星A．距地面高度等于地球半徑B．繞地球運行的周期約為4小時C．繞地球運行的角速度與同步衛(wèi)星繞地球運行的角速度相同D．繞地球運行的速率約為同步衛(wèi)星繞地球運行速率的1.8倍15．地球半徑R=6390km、自轉周期T=24h、外表重力加速度g=9.8m/s2,電磁波在空氣中的傳播速度c=3×108m/s,不考慮大氣層對電磁波的影響。要利用同一軌道上數量最少的衛(wèi)星,實現將電磁波信號由地球赤道圓直徑的一端傳播到該直徑的另一端的目的,那么A．衛(wèi)星數量最少為2顆B．信號傳播的時間至少為8.52×10-2sC．衛(wèi)星運行的最大向心加速度為4.9m/s2D．衛(wèi)星繞地球運行的周期至少為24h1【答案】CD考點：開普勒行星運動定律；機械能守恒的條件2【答案】C考點：萬有引力定律的應用、動能3【答案】B【解析】試題分析：設地球的半徑為R,周期T=24h,地球自轉周期的最小值時,三顆同步衛(wèi)星的位置如下圖,所以此時同步衛(wèi)星的半徑r1=2R,由開普勒第三定律得：,可得,故A、C、D錯誤,B正確?？键c：萬有引力定律；開普勒第三定律；同步衛(wèi)星4【答案】B考點：考查了物理學史5【答案】BD

【解析】

試題分析：星球外表萬有引力提供重力即,重力加速度,地球外表,那么月球外表,那么探測器重力,選項B對,探測器自由落體,末速度,選項A錯。關閉發(fā)動機后,僅在月球引力作用下機械能守恒,而離開近月軌道后還有制動懸停,所以機械能不守恒,選項C錯。近月軌道即萬有引力提供向心力,小于近地衛(wèi)星線速度,選項D對?？键c：萬有引力與航天6.AC7.B8答案解析：C.與電勢類比,應該用定義“引力勢〞,A錯誤；“引力勢〞與“試探物體〞無關,B錯誤；衛(wèi)星與地球之間是引力,“引力線〞應指向地球,a點“引力勢〞低于b點,C正確；萬有引力與兩者距離平方成反比,根據,可知引力勢能應該與距離一次方成反比,D錯誤。9A10【答案】D【解析】A、著陸器在P點由軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ時,是向低軌道運動,所以應該減速才可以,故A錯誤；B、由開普勒第三定律知道,著陸器在軌道Ⅱ上由P點運動到S點的時間和著陸器在軌道Ⅲ上由P點運動到Q點的時都是各自周期的一半,故B錯誤；C、萬有引力提供向心力,由于著陸器在軌道Ⅱ上S點與在軌道Ⅲ上P點到火星的球心之間的距離是相等的,所以加速度大小相等,故C錯誤；D、根據萬有引力提供向心力得:,得：Ⅱ軌道的半徑大于III軌道的半徑,所以著陸器在軌道Ⅱ上S點的速度小于在軌道Ⅲ上Q點的速度,故D正確；綜上所述此題答案是：D11【答案】C【解析】A、C項：人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,根據萬有引力提供向心力,設衛(wèi)星的質量為m、軌道半徑為r、地球質量為M,有,得,軌道3半徑比軌道1半徑大,衛(wèi)星在軌道1上線速度是7.9km/s較大,故A錯誤,C正確；B項：衛(wèi)星從軌道1到軌道3需要克服引力做較多的功,故在軌道3上機械能較大,故B錯誤；D、根據牛頓第二定律和萬有引力定律,得,所以衛(wèi)星在軌道2上經過Q點的加速度等于在軌道1上經過Q點的加速度．故D正確。12【答案】CD【解析】根據萬有引力提供向心力得：；A.線速度,它們距地面的高度分別是R和2R〔R為地球半徑〕．所以軌道半徑是2：3,那么a、b的線速度大小之比是,故A錯誤；B.周期,那么a、b的周期之比是,故B錯誤；角速度,那么a、b的角速度大小之比是,即,故C正確；向心加速度,那么a、b的向心加速度大小之比是9:4,故D正確；選CD.13