2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章《曲線運(yùn)動(dòng)與萬有引力》微專題6 天體運(yùn)動(dòng)中的“四大難點(diǎn)”突破課時(shí)沖關(guān) 新人教版.doc

微專題6 天體運(yùn)動(dòng)中的“四大難點(diǎn)”突破一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分)1(2017天津月考)地球赤道上有一物體隨地球自轉(zhuǎn)而做圓周運(yùn)動(dòng)，所受到的向心力為F1，向心加速度為a1，線速度為v1，角速度為1；繞地球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星(高度忽略)所受到的向心力為F2，向心加速度為a2，線速度為v2，角速度為2；地球同步衛(wèi)星所受到的向心力為F3，向心加速度為a3，線速度為v3，角速度為3.地球表面的重力加速度為g，第一宇宙速度為v，假設(shè)三者質(zhì)量相等，則()AF1F2F3Ba1a2ga3Cv1v2vv3 D132解析：D根據(jù)題意三者質(zhì)量相等，軌道半徑r1r2r3.物體1與人造衛(wèi)星2比較，由于赤道上物體受引力和支持力的合力提供向心力，而近地衛(wèi)星只受萬有引力，故F1F2，故A錯(cuò)誤；由選項(xiàng)A的分析知道向心力F1F2，故由牛頓第二定律可知a1a2，故B錯(cuò)誤；由A選項(xiàng)的分析知道向心力F1F2，根據(jù)向心力公式Fm，由于m、R相等，故v1v2，故C錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步，故T1T3，根據(jù)周期公式T2 ，可知，衛(wèi)星軌道半徑越大，周期越大，故T3T2，再根據(jù)，有132，故D正確2(2017山東師大附中二模)發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖所示則以下說法不正確的是()A要將衛(wèi)星由圓軌道1送入圓軌道3，需要在圓軌道1的Q和橢圓軌道2的遠(yuǎn)地點(diǎn)P分別點(diǎn)火加速一次B由于衛(wèi)星由圓軌道1送入圓軌道3被點(diǎn)火加速兩次，則衛(wèi)星在圓軌道3上正常運(yùn)行速度要大于在圓軌道1上正常運(yùn)行的速度C衛(wèi)星在橢圓軌道2上的近地點(diǎn)Q的速度一定大于7.9 km/s，而在遠(yuǎn)地點(diǎn)P的速度一定小于7.9 km/sD衛(wèi)星在橢圓軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在圓軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度解析：B從軌道1變軌到軌道2，需在Q處點(diǎn)火加速，從軌道2變軌到軌道3需要在P處點(diǎn)火加速，故A說法正確根據(jù)公式Gm解得v，即軌道半徑越大，速度越小，故軌道3上的線速度小于軌道1上正常運(yùn)行的速度，B說法錯(cuò)誤；第一宇宙速度是近地軌道環(huán)繞速度，即7.9 km/s，軌道2上衛(wèi)星在Q點(diǎn)做離心運(yùn)動(dòng)，則速度大于7.9 km/s，而在遠(yuǎn)地點(diǎn)P，半徑大于地球半徑，線速度一定小于7.9 km/s，C說法正確；根據(jù)Gma可得aG，而衛(wèi)星在橢圓軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)和在圓軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)所受萬有引力相同，故加速度相同，D說法正確本題選不正確的，故選B.3(68520121)(2017陜西咸陽興平質(zhì)檢)2016年10月19日，“神舟十一號”與“天宮二號”成功對接下列關(guān)于“神舟十一號”與“天宮二號”的分析錯(cuò)誤的是()A“天宮二號”的發(fā)射速度應(yīng)介于第一宇宙速度與第二宇宙速度之間B對接前，“神舟十一號”欲追上“天宮二號”，必須在同一軌道上點(diǎn)火加速C對接前，“神舟十一號”欲追上同一軌道上的“天宮二號”，必須先點(diǎn)火減速再加速D對接后，組合體的速度小于第一宇宙速度解析：B發(fā)射速度如果大于第二宇宙速度，“天宮二號”將脫離地球束縛，不能繞地球運(yùn)動(dòng)，故A正確“神舟十一號”加速需要做離心運(yùn)動(dòng)，才可能與“天宮二號”對接，故對接前“神舟十一號”的軌道高度必定小于“天宮二號”，故B錯(cuò)誤對接前，“神舟十一號”欲追上同一軌道上的“天宮二號”，必須先點(diǎn)火減速，做近心運(yùn)動(dòng)，再加速做離心運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對接，故C正確對接后，軌道高度沒有變化，組合體的速度一定小于第一宇宙速度，故D正確本題選不正確的，故選B.4(2017寧夏銀川一中月考)2014年10月24日，“嫦娥五號”探路兵發(fā)射升空，為計(jì)劃于2017年左右發(fā)射的“嫦娥五號”探路，并在8天后以“跳躍式返回技術(shù)”成功返回地面“跳躍式返回技術(shù)”指航天器在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后進(jìn)入大氣層，依靠大氣升力再次沖出大氣層，降低速度后再進(jìn)入大氣層，如圖所示，虛線為大氣層的邊界已知地球半徑為R，地心到d點(diǎn)的距離為r，地球表面重力加速度為g.下列說法正確的是()A“嫦娥五號”探路兵在b點(diǎn)處于完全失重狀態(tài)B“嫦娥五號”探路兵在d點(diǎn)的加速度小于C“嫦娥五號”探路兵在d點(diǎn)的速率小于 D“嫦娥五號”探路兵在c點(diǎn)的速率大于在e點(diǎn)的速率解析：C“嫦娥五號”探路兵沿abc軌跡做曲線運(yùn)動(dòng)，合力指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè)，所以在b點(diǎn)合力向上，即加速度向上，因此在b點(diǎn)處于超重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤在d點(diǎn)，加速度aG，又GMgR2，故a，故B錯(cuò)誤若在半徑為r的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力得Gm，解得v ，而“嫦娥五號”探路兵在d點(diǎn)做近心運(yùn)動(dòng)，則速度小于，故C正確從c點(diǎn)到e點(diǎn)，不受空氣阻力，機(jī)械能守恒，則c點(diǎn)速率和e點(diǎn)速率相等，故D錯(cuò)誤52016年10月17日，“神舟十一號”載人飛船發(fā)射升空，運(yùn)送兩名宇航員前往在2016年9月15日發(fā)射的“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室，宇航員計(jì)劃在“天宮二號”駐留30天進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)“神舟十一號”與“天宮二號”的對接變軌過程如圖所示，AC是橢圓軌道的長軸“神舟十一號”從圓軌道先變軌到橢圓軌道，再變軌到圓軌道，與在圓軌道運(yùn)行的“天宮二號”實(shí)施對接下列描述正確的是()A“神舟十一號”在變軌過程中機(jī)械能不變B可讓“神舟十一號”先進(jìn)入圓軌道，然后加速追趕“天宮二號”實(shí)現(xiàn)對接C“神舟十一號”從A到C的平均速率比“天宮二號”從B到C的平均速率大D“神舟十一號”在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期與“天宮二號”運(yùn)行周期相等解析：C“神舟十一號”飛船變軌過程中軌道升高，機(jī)械能增加，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；若飛船在進(jìn)入圓軌道后再加速，則將進(jìn)入更高的軌道飛行，不能實(shí)現(xiàn)對接，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；飛船軌道越低，速率越大，軌道比軌道的平均高度低，因此平均速率要大，選項(xiàng)C正確；由開普勒第三定律可知，橢圓軌道上的運(yùn)行周期比圓軌道上的運(yùn)行周期要小，D項(xiàng)錯(cuò)誤二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題7分，共21分全部選對的得7分，部分選對的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分)6(68520122)(2017寧夏銀川市第二中學(xué)、第九中學(xué)、育才中學(xué)聯(lián)考)若地球同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的，則下列說法正確的是()A同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期為地球自轉(zhuǎn)周期的n2倍B同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的n倍C同步衛(wèi)星運(yùn)行的線速度為第一宇宙速度的D同步衛(wèi)星的向心加速度為赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度的解析：BC同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相等，故A錯(cuò)誤在地球表面，Gmg，解得g，根據(jù)Gma得a，因?yàn)椋芍猲，故B正確根據(jù)Gm 得v ，又n，則同步衛(wèi)星運(yùn)行的線速度為第一宇宙速度的，故C正確同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)的角速度相等，根據(jù)ar2知，同步衛(wèi)星的向心加速度為赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度的n倍，故D錯(cuò)誤7(2017山東淄博實(shí)驗(yàn)中學(xué)一診)為了迎接太空時(shí)代的到來，美國國會(huì)通過一項(xiàng)計(jì)劃：在2050年前建造成太空升降機(jī)，就是把長繩的一端擱置在地球的衛(wèi)星上，另一端系住升降機(jī)，放開繩，升降機(jī)能到達(dá)地球上，科學(xué)家可以控制衛(wèi)星上的電動(dòng)機(jī)把升降機(jī)拉到衛(wèi)星上已知地球表面的重力加速度g10 m/s2，地球半徑R6 400 km，地球自轉(zhuǎn)周期為24 h某宇航員在地球表面測得體重為800 N，他隨升降機(jī)垂直地面上升，某時(shí)刻升降機(jī)的加速度為10 m/s2，方向豎直向上，這時(shí)此人再次測得體重為850 N，忽略地球公轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)以上數(shù)據(jù)()A可以求出升降機(jī)此時(shí)所受萬有引力的大小B可以求出此時(shí)宇航員的動(dòng)能C可以求出升降機(jī)此時(shí)距地面的高度D如果把繩的一端擱置在同步衛(wèi)星上，可知繩的長度至少有多長解析：CD因?yàn)椴恢郎禉C(jī)的質(zhì)量，所以求不出升降機(jī)所受的萬有引力，故A錯(cuò)誤根據(jù)牛頓第二定律得Nmgma，可求出重力加速度g，再根據(jù)萬有引力等于重力有Gmg，可求出高度h，故C正確根據(jù)地球表面人的體重G宇800 N和地球表面重力加速度g10 m/s2，可知宇航員的質(zhì)量為m80 kg，由于升降機(jī)不一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，不能由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v22ah求出此時(shí)宇航員的速度v，則不能求得宇航員的動(dòng)能，故B錯(cuò)誤根據(jù)萬有引力提供向心力有Gm(Rh)2，GMgR2，可求出同步衛(wèi)星離地面的高度，即可知繩的長度至少有多長，故D正確8(2017南昌一中檢測)我國自主研制的“北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，在抗震救災(zāi)中發(fā)揮了巨大作用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)又被稱為“雙星定位系統(tǒng)”，具有導(dǎo)航、定位等功能“北斗”系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星均繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，某時(shí)刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置(如圖所示)若衛(wèi)星均按順時(shí)針運(yùn)行，地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R.不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用力則以下判斷中正確的是()A這兩顆衛(wèi)星的加速度大小相等，均為B衛(wèi)星1向后噴氣就一定能追上衛(wèi)星2C衛(wèi)星1由位置A運(yùn)動(dòng)到位置B所需的時(shí)間為 D衛(wèi)星1中質(zhì)量為m的物體的動(dòng)能為mgr解析：AC由ma、m0g，得a，A正確；衛(wèi)星1向后噴氣時(shí)速度增大，所需的向心力增大，萬有引力不足以提供其所需的向心力而做離心運(yùn)動(dòng)，與衛(wèi)星2不再處于同一軌道上了，B錯(cuò)誤；由tTT、mr2、m0g可得t ，C正確；由m、m0g、Ekmv2可得Ek，D錯(cuò)誤三、非選擇題(本題共2小題，共44分寫出必要的文字說明和重要的演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)9(68520123)(22分)(2017陜西師大附中模擬)雙星系統(tǒng)中兩個(gè)星球A、B的質(zhì)量都是m，A、B相距L，它們正圍繞兩者連線上的某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)際觀測該系統(tǒng)的周期T要小于按照力學(xué)理論計(jì)算出的周期理論值T0，且k(k<1)，于是有人猜測這可能是受到了一顆未發(fā)現(xiàn)的星球C的影響，并認(rèn)為C位于雙星A、B的連線正中間，相對A、B靜止，求：(1)兩個(gè)星球A、B組成的雙星系統(tǒng)周期理論值T0；(2)星球C的質(zhì)量解析：(1)兩個(gè)星體A、B組成的雙星系統(tǒng)角速度相同，根據(jù)萬有引力定律，兩星之間萬有引力FG.設(shè)兩星軌道半徑分別是r1、r2.兩星之間萬有引力是兩星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，有Fmr1，F(xiàn)mr2，可得r1r2，因此兩星繞連線的中點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)由m，解得0.所以T02 .(2)設(shè)星球C的質(zhì)量為M，由于星球C的存在，雙星的向心力由兩個(gè)力的合力提供，則GmL2，得，可求得T2 ，有 k所以Mm.答案：(1)2 (2)m10(68520124)(22分)石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強(qiáng)度及超強(qiáng)導(dǎo)電、導(dǎo)熱等非凡的物理化學(xué)性質(zhì)有望使21世紀(jì)的世界發(fā)生革命性的變化，其發(fā)現(xiàn)者由此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)用石墨烯制作超級纜繩，人類搭建“太空電梯”的夢想有望在本世紀(jì)實(shí)現(xiàn)科學(xué)家們設(shè)想，通過地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯倉沿著這條纜繩運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換(1)若“太空電梯”將貨物從赤道基站運(yùn)到距地面高度為h1的同步軌道站，求軌道站內(nèi)質(zhì)量為m1的貨物相對地心運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為，地球半徑為R.(2)當(dāng)電梯倉停在距地面高度h24R的站點(diǎn)時(shí)，求倉內(nèi)質(zhì)量m250 kg的人對水平地板的壓力大小取地面附近重力加速度g10 m/s2，地球自轉(zhuǎn)角速度7.3105rad/s，地球半徑R6.4103 km.解析：(1)設(shè)貨物相對地心的距離為r1，線速度為v1，則r1Rh1 v1r1 貨物相對地心的動(dòng)能Ekm1v 聯(lián)立式得Ekm12(Rh1)2. (2)設(shè)地球質(zhì)量為M，人相對地心的距離為r2，向心加速度為an，受地球的萬有引力為F，則r2Rh2 an2r2 FG g 設(shè)水平地板對人的支持力大小為FN，人對水平地板的壓力大小為FN，則FFNm2an 運(yùn)用牛頓第三定律可得FNFN 聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得FN11.5 N.答案：(1)m12(Rh1)2(2)11.5 N