2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章《曲線運(yùn)動(dòng)與萬(wàn)有引力》第4課時(shí) 萬(wàn)有引力與航天課時(shí)沖關(guān) 新人教版.doc

第四章 第4課時(shí) 萬(wàn)有引力與航天一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1(68520113)(2017河南中原名校聯(lián)考)2015年9月30日7時(shí)13分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功將第4顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入傾角55的傾斜地球同步軌道，新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)射，標(biāo)志著我國(guó)在衛(wèi)星研制、發(fā)射方面取得里程碑式的成功關(guān)于該衛(wèi)星到地心的距離r可由r 求出，已知式中G為引力常量，則關(guān)于物理量a、b、c的描述正確的是 ()Aa是地球平均密度，b是地球自轉(zhuǎn)周期，c是地球半徑Ba是地球表面重力加速度，b是地球自轉(zhuǎn)周期，c是衛(wèi)星的加速度Ca是地球平均密度，b是衛(wèi)星的加速度，c是地球自轉(zhuǎn)的周期Da是地球表面重力加速度，b是地球自轉(zhuǎn)周期，c是地球半徑解析：A萬(wàn)有引力提供向心力，則Gmr，可得r，則可知a是地球平均密度，b是地球自轉(zhuǎn)周期，c是地球半徑，選項(xiàng)A正確2(2017廣東廣州荔灣區(qū)調(diào)研)“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器預(yù)計(jì)在2017年發(fā)射升空，自動(dòng)完成月面樣品采集后從月球起飛，返回地球，帶回約2 kg月球樣品某同學(xué)從網(wǎng)上得到一些信息，如表格中的數(shù)據(jù)所示，則地球和月球的密度之比為()地球和月球的半徑之比4地球表面和月球表面的重力加速度之比6A. B.C4D6解析：B在地球表面，重力等于萬(wàn)有引力，故mgG，解得M，故地球的密度.同理，月球的密度0，故地球和月球的密度之比，B正確3(2017四川內(nèi)江三模)據(jù)有關(guān)媒體報(bào)道，北京時(shí)間2015年7月8日，一顆國(guó)際編號(hào)為2015HM10的小行星，從距地球約為地、月距離1.1倍的高空位置上飛過(guò)，引起公眾廣泛關(guān)注若已知引力常量G和下列某組數(shù)據(jù)，就能計(jì)算出該小行星的質(zhì)量，這組數(shù)據(jù)應(yīng)該是()A該小行星的自轉(zhuǎn)周期T0與半徑R0B繞該小行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的周期T和角速度C繞該小行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的周期T和運(yùn)行半徑RD該小行星表面的重力加速度g及繞小行星運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的軌道半徑R解析：C已知小行星的半徑和該小行星表面物體繞行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期，就能求出行星質(zhì)量，A中已知該小行星的自轉(zhuǎn)周期，不能求得小行星質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；由T可知，由周期可求得角速度，B中相當(dāng)于就已知一個(gè)物理量，不能求解行星質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；知道繞該小行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的周期T和運(yùn)行半徑R，根據(jù)Gm即可求解該小行星的質(zhì)量，故C正確；若已知該小行星表面的重力加速度g和行星的半徑，根據(jù)Gmg可得該小行星的質(zhì)量，但已知小行星運(yùn)行的軌道半徑R，不能求出行星的質(zhì)量，故D錯(cuò)誤4(68520114)(2017福建龍巖質(zhì)檢)極地衛(wèi)星的運(yùn)行軌道平面通過(guò)地球的南北兩極(軌道可視為圓軌道)如圖所示，若某極地衛(wèi)星從北緯30A點(diǎn)的正上方按圖示方向第一次運(yùn)行至南緯60B點(diǎn)(圖中未畫出)的正上方，所用時(shí)間為6 h則下列說(shuō)法正確的是()A該衛(wèi)星的加速度為9.8 m/s2B該衛(wèi)星的軌道高度約為36 000 kmC該衛(wèi)星的軌道與A、B兩點(diǎn)共面D該衛(wèi)星每隔12 h經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的正上方一次解析：B9.8 m/s2是地面處的重力加速度，該衛(wèi)星的加速度小于9.8 m/s2，A錯(cuò)誤；地球在自轉(zhuǎn)，所以該衛(wèi)星的軌道不能與A、B兩點(diǎn)共面，C錯(cuò)誤；衛(wèi)星從北緯30A點(diǎn)的正上方按圖示方向第一次運(yùn)行至南緯60B，轉(zhuǎn)過(guò)一周的四分之一，用時(shí)6 h，則可知該衛(wèi)星的周期為24 h，隔12 h，衛(wèi)星將轉(zhuǎn)到南半球，不會(huì)在A點(diǎn)的正上方，D錯(cuò)誤；根據(jù)Gmr，可得r36 000 km，B正確5(2017湖北七市聯(lián)考)人造地球衛(wèi)星在繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是 ()A衛(wèi)星離地球越遠(yuǎn)，角速度越大B同一圓軌道上運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星，線速度大小一定相同C一切衛(wèi)星運(yùn)行的瞬時(shí)速度都大于7.9 km/sD地球同步衛(wèi)星可以在以地心為圓心、離地高度為固定值的一切圓軌道上運(yùn)動(dòng)解析：B衛(wèi)星所受的萬(wàn)有引力提供向心力，則Gmm2r，可知r越大，角速度越小，A錯(cuò)誤，B正確.7.9 km/s是衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，C錯(cuò)誤因?yàn)榈厍驎?huì)自轉(zhuǎn)，同步衛(wèi)星只能在赤道上方的軌道上運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤6(2017河北邢臺(tái)摸底)“馬航MH370”客機(jī)失聯(lián)后，我國(guó)已緊急調(diào)動(dòng)多顆衛(wèi)星(均做勻速圓周運(yùn)動(dòng))，利用高分辨率對(duì)地成像、可見光拍照等技術(shù)對(duì)搜尋失聯(lián)客機(jī)提供支持關(guān)于環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是()A低軌衛(wèi)星(環(huán)繞半徑遠(yuǎn)小于地球同步衛(wèi)星的環(huán)繞半徑)都是相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的，其環(huán)繞速率可能大于7.9 km/sB地球同步衛(wèi)星相對(duì)地球是靜止的，可以固定對(duì)一個(gè)區(qū)域拍照C低軌衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星可能具有相同的速率D低軌衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星可能具有相同的周期解析：B同步衛(wèi)星相對(duì)地球靜止，低軌衛(wèi)星相對(duì)地球是運(yùn)動(dòng)的，根據(jù)Gm得，v ，軌道半徑等于地球的半徑時(shí)衛(wèi)星的速度為第一宇宙速度，所以低軌衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星的周期與地球的周期相同，相對(duì)地球靜止，可以固定對(duì)一個(gè)區(qū)域拍照，故B正確；根據(jù)Gmmr得，v，T ，低軌衛(wèi)星的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，則低軌衛(wèi)星的速率大于同步衛(wèi)星，周期小于同步衛(wèi)星，故C、D錯(cuò)誤二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分全部選對(duì)的得6分，部分選對(duì)的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分)7(2017四川資陽(yáng)一診)2015年7月24日0時(shí)，美國(guó)宇航局宣布可能發(fā)現(xiàn)了“另一個(gè)地球”開普勒452b，它距離地球1 400光年如果將開普勒452b簡(jiǎn)化成如圖所示的模型：MN為該星球的自轉(zhuǎn)軸線，A、B是該星球表面上的兩點(diǎn)，它們與“地心”O(jiān)的連線OA、OB與該星球自轉(zhuǎn)軸線的夾角分別為30，60；在A、B兩點(diǎn)放置質(zhì)量分別為mA、mB的物體設(shè)該星球的自轉(zhuǎn)周期為T，半徑為R，則下列說(shuō)法正確的是 ()A若不考慮該星球的自轉(zhuǎn)，在A點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得質(zhì)量為mA的物體的重力為F，則B處的重力加速度為B若不考慮該星球的自轉(zhuǎn)，在A點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得質(zhì)量為mA的物體的重力為F，則該星球的質(zhì)量為C放在A、B兩點(diǎn)的物體隨星球自轉(zhuǎn)的向心力之比為mA(mB)D放在A、B兩點(diǎn)的物體隨星球自轉(zhuǎn)的向心力之比為(mA)mB解析：AC若不考慮該星球的自轉(zhuǎn)，在A點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得質(zhì)量為mA的物體的重力為F，則在A處的重力加速度為g，B處的重力加速度也為，A正確；根據(jù)重力等于萬(wàn)有引力，即mgG，可知該星球的質(zhì)量M，B錯(cuò)誤；根據(jù)Fm2r可知，放在A、B兩點(diǎn)的物體隨星球自轉(zhuǎn)的向心力之比為，C正確，D錯(cuò)誤8(68520115)(2017廣東廣州執(zhí)信中學(xué)期中)太空中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用已觀測(cè)到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行設(shè)這三個(gè)星體的質(zhì)量均為M，并設(shè)兩種系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期相同，則()A直線三星系統(tǒng)中甲星和丙星的線速度相同B直線三星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期T4R C三角形三星系統(tǒng)中星體間的距離LRD三角形三星系統(tǒng)的線速度大小為 解析：BC直線三星系統(tǒng)中甲星和丙星的線速度大小相同，方向相反，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；三星系統(tǒng)中，對(duì)直線三星系統(tǒng)有GGMR，解得T4R ，選項(xiàng)B正確；對(duì)三角形三星系統(tǒng)根據(jù)萬(wàn)有引力定律可得2Gcos 30M，聯(lián)立解得LR，選項(xiàng)C正確；三角形三星系統(tǒng)的線速度大小為v，代入解得v，選項(xiàng)D錯(cuò)誤9(2017內(nèi)蒙古赤峰期末)2014年3月8日凌晨，馬來(lái)西亞航空公司MH370航班起飛后與地面失去聯(lián)系，機(jī)上有154名中國(guó)人我國(guó)在事故發(fā)生后啟動(dòng)應(yīng)急機(jī)制緊急調(diào)動(dòng)海洋、風(fēng)云、高分、遙感等4個(gè)型號(hào)，近10顆衛(wèi)星為搜救行動(dòng)提供技術(shù)支持假設(shè)“高分一號(hào)”衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和月球都繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們?cè)诳臻g的位置示意圖如圖所示下列有關(guān)“高分一號(hào)”衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是()A其發(fā)射速度可能小于7.9 km/sB繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度大C繞地球運(yùn)動(dòng)的周期比同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期小D在運(yùn)行軌道上完全失重，重力加速度為0解析：BC近地衛(wèi)星的發(fā)射速度為7.9 km/s，衛(wèi)星發(fā)射得越高，需要能量越高，故“高分一號(hào)”的發(fā)射速度一定大于7.9 km/s，故A錯(cuò)誤根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有Gm2r，得，即軌道半徑越大，角速度越小，由于“高分一號(hào)”的軌道半徑小于月球的軌道半徑，故“高分一號(hào)”繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大，故B正確根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得Gmr，得T2 ，可知衛(wèi)星的軌道半徑越小，周期越小，由于“高分一號(hào)”的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，故“高分一號(hào)”繞地球運(yùn)行的周期比同步衛(wèi)星的周期小，故C正確萬(wàn)有引力完全提供向心力，故衛(wèi)星在運(yùn)行軌道上完全失重，Gmg，故重力加速度g，不為零，故D錯(cuò)誤10(2017江蘇蘇北四市一模)澳大利亞科學(xué)家近日宣布，在離地球約14光年的紅矮星Wolf 1061周圍發(fā)現(xiàn)了三顆行星b、c、d，它們的公轉(zhuǎn)周期分別是5天、18天、67天，公轉(zhuǎn)軌道可視作圓，如圖所示已知引力常量為G.下列說(shuō)法正確的是()A可求出b、c的公轉(zhuǎn)半徑之比B可求出c、d的向心加速度之比C若已知c的公轉(zhuǎn)半徑，可求出紅矮星的質(zhì)量D若已知c的公轉(zhuǎn)半徑，可求出紅矮星的密度解析：ABC行星b、c的周期分別為5天、18天，均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)開普勒第三定律k，可以求解軌道半徑之比，故A正確；行星c、d的周期分別為18天、67天，均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)開普勒第三定律k，可以求解軌道半徑之比，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，有Gma，解得a，故可以求解c、d的向心加速度之比，故B正確；已知c的公轉(zhuǎn)半徑和周期，根據(jù)牛頓第二定律有Gmr，解得M，故可以求解出紅矮星的質(zhì)量，但不知道紅矮星的體積，無(wú)法求解紅矮星的密度，故C正確，D錯(cuò)誤三、非選擇題(本題共2小題，共40分寫出必要的文字說(shuō)明和重要的演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11(68520116)(20分)(2017山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)土星擁有許多衛(wèi)星，至目前為止所發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星數(shù)已經(jīng)有30多個(gè)土衛(wèi)一是土星8個(gè)大的、形狀規(guī)則的衛(wèi)星中最小且最靠近土星的一個(gè)，直徑為392 km，與土星平均距離約1.8105 km，公轉(zhuǎn)周期為23 h，正好是土衛(wèi)三公轉(zhuǎn)周期的一半，這兩個(gè)衛(wèi)星的軌道近似于圓形求：(1)土衛(wèi)三的軌道半徑(已知1.26，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；(2)土星的質(zhì)量(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析：(1)根據(jù)開普勒第三定律k，可知土衛(wèi)一的軌道半徑r1、周期T1與土衛(wèi)三的軌道半徑r2、周期T2滿足，所以R2R1()21.8105 km2.9105 km.(2)根據(jù)土衛(wèi)一繞土星運(yùn)動(dòng)有GmR1，可得土星質(zhì)量M kg51026 kg.答案：(1)2.9105 km(2)51026 kg12(68520117)(20分)(2017安徽馬鞍山二中、安師大附中、淮北一中聯(lián)考)天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可推算出它們的總質(zhì)量已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期均為T，兩顆恒星之間的距離為r，試推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量，(引力常量為G)解析：設(shè)兩顆恒星的質(zhì)量分別為m1、m2，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為r1、r2，角速度分別為1、2.根據(jù)題意有12r1r2r根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律，有Gm1r1Gm2r2聯(lián)立以上各式得Gr1r2根據(jù)角速度與周期的關(guān)系知12聯(lián)立式解得m1m2.答案：