2020屆高三物理練習(xí) 萬有引力與航天 新人教版

第四章 第4單元 萬有引力與航天 課時作業(yè)命 題 設(shè) 計難度目標(biāo) 題號 較易中等稍難單一目標(biāo)萬有引力定律及應(yīng)用1、2、3、5、6綜合目標(biāo)運用萬有引力定律處理問題78、9、1011、12一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1前些年有些科學(xué)家推測，太陽系的第十顆行星有可能就在地球的軌道上從地球上看，它永遠(yuǎn)在太陽的背面，人類一直未能發(fā)現(xiàn)它，可以說是地球的“隱居”著的“孿生兄弟”由以上信息我們可以推知 ()A這顆行星的公轉(zhuǎn)周期與地球相等B這顆行星的自轉(zhuǎn)周期與地球相等C這顆行星的體積等于地球的體積D這顆行星的密度等于地球的密度解析：太陽系的第十顆行星相對地球而言總在太陽的背面，說明地球、太陽和第十顆行星總在一條直線上，那么兩者的公轉(zhuǎn)周期相同，A項對沒有信息反映行星的自轉(zhuǎn)周期、體積和密度是否和地球相同，由題中信息可知B、C、D選項都不能推出答案：A2(2020·廣東高考)宇宙飛船在半徑為R1的軌道上運行，變軌后的半徑為R2，R1R2，宇宙飛船繞地球做勻速圓周運動，則變軌后宇宙飛船的 ()A線速度變小 B角速度變小C周期變大 D向心加速度變大解析：根據(jù)Gmm2rmma向得v ，可知變軌后飛船的線速度變大，A錯；角速度變大，B錯；周期變小，C錯；向心加速度變大；D正確答案：D3(2020·汕頭模擬)有一宇宙飛船到了某行星上(該行星沒有自轉(zhuǎn)運動)，以速度v接近行星赤道表面勻速飛行，測出運動的周期為T，已知引力常量為G，則可得 ()A該行星的半徑為B該行星的平均密度為C無法測出該行星的質(zhì)量D該行星表面的重力加速度為解析：由T可得：R，A錯誤；由m可得：M，C錯誤；由MR3·，得：，B正確；由mg，得：g，D錯誤答案：B4據(jù)報道，美國和俄羅斯的兩顆衛(wèi)星于2020年2月1日在太空相撞，相撞地點位于西伯利亞上空500英里(約805公里)相撞衛(wèi)星的碎片形成太空垃圾，并在衛(wèi)星軌道附近繞地球運轉(zhuǎn)，國際空間站的軌道在相撞事故地點下方270英里(434公里)若把兩顆衛(wèi)星和國際空間站的軌道都看做圓形軌道，上述報道的事故中以下說法正確的是 ()A這兩顆相撞衛(wèi)星在同一軌道上B這兩顆相撞衛(wèi)星的周期、向心加速度大小一定相等C兩相撞衛(wèi)星的運行速度均大于國際空間站的速度D兩相撞衛(wèi)星的運行周期均小于國際空間站的運行周期解析：兩衛(wèi)星相撞，則必在空間同一位置，則r相同，但所在軌道平面不一定相同，A錯誤；由于兩衛(wèi)星運行是圓形軌道，根據(jù)T和a可知，兩相撞衛(wèi)星運行的周期T和加速度a相同，B項正確；r越大，T越大，所以兩衛(wèi)星運行周期均大于國際空間站的運行周期，周期越大，運行速率越小，所以C、D項錯誤答案：B5火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的和，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度約為 ( )A0.2g B0.4g C2.5g D5g解析：由萬有引力公式，在地球表面有Gmg 在火星表面有Gmg火 由得g火·g0.4g，故B正確答案：B6(2020·福建高考)“嫦娥一號”月球探測器在環(huán)繞月球運行過程中，設(shè)探測器運行的軌道半徑為r，運行速率為v，當(dāng)探測器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時()Ar、v 都將略為減小Br、v都將保持不變Cr將略為減小，v將略為增大Dr將略為增大，v將略為減小解析：當(dāng)探測器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時，受到的萬有引力即向心力會變大，故探測器的軌道半徑會減小，由v 得出運行速率v將增大，故選C.答案：C7. (2020·六安模擬)2020年10月1日建國60周年的國慶閱兵場上，呈現(xiàn)在世人面前的導(dǎo)彈裝備全部為首次亮相的新型號主戰(zhàn)武器，有5種新型號導(dǎo)彈，共計108枚與此前兩次國慶閱兵展示相比，身材小了，威力強了，精度高了其中新型中遠(yuǎn)程地地導(dǎo)彈，打擊效能多樣，已成為信息化條件下局部戰(zhàn)爭的“拳頭”如圖1所示，從地面上A點發(fā)射一枚中遠(yuǎn)程地地導(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，距地面高度為h.已知地 球半徑為R，地球質(zhì)量為m地，引力常量為G，不計空氣阻力下列結(jié)論中正確 圖 1的是 ()A導(dǎo)彈在運動過程中只受重力作用，做勻變速曲線運動B導(dǎo)彈在C點的加速度等于C地球球心為導(dǎo)彈橢圓軌道的一個焦點D導(dǎo)彈離開A點時的速度大于第一宇宙速度解析：導(dǎo)彈在運動過程中經(jīng)過不同的位置所受到的萬有引力不等，加速度時刻改變，A錯；由萬有引力定律及牛頓第二定律可知，B錯；由開普勒行星運動定律知C正確；如果導(dǎo)彈離開A點時的速度大于第一宇宙速度，導(dǎo)彈將環(huán)繞地球運動成為一顆人造地球衛(wèi)星，D錯答案：C8某星球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的9倍，半徑約為地球半徑的一半，若從地球表面高h(yuǎn)處平拋一物體，射程為60 m，則在該星球上，從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體，射程應(yīng)為 ( )A10 m B15 m C90 m D360 m解析：由平拋運動公式可知，射程xv0tv0，即v0、h相同的條件下x，又由g，可得()2×()2，所以，x星10 m，選項A正確答案：A92020年8月25日韓國用運載火箭“羅老號”將一顆近地科學(xué)技術(shù)衛(wèi)星送入太空，衛(wèi)星未能進入預(yù)定軌道已墜毀；我國于2020年8月31日發(fā)射的“帕拉帕D”同步衛(wèi)星，于2020年9月1日在近地點進行了成功變軌，則關(guān)于兩衛(wèi)星的說法不正確的是 ()A“帕拉帕D”近地點變軌前后，其軌道半長軸的三次方與周期的二次方比值不變B兩衛(wèi)星的設(shè)計軌道半長軸的三次方與設(shè)計周期二次方比值相同C韓衛(wèi)星墜毀過程中，衛(wèi)星所受萬有引力大于其做圓周運動所需向心力D“帕拉帕D”近地點變軌前后，萬有引力對衛(wèi)星做負(fù)功，衛(wèi)星機械能不變解析：由開普勒行星運動定律易知A、B正確；韓衛(wèi)星在墜毀過程中，衛(wèi)星做向心運動，則衛(wèi)星所受萬有引力大于其做圓周運動所需向心力，C正確；“帕拉帕D”近地點變軌過程中，萬有引力對衛(wèi)星做負(fù)功，機械能增加，D項錯誤答案：D10(2020·山東高考)2020年9月25日至28日，我國成功實施了“神舟”七號載人航天飛行并實現(xiàn)了航天員首次出艙飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點343千米處點火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運行周期約為90分鐘下列判斷正確的是 ()A飛船變軌前后的機械能相等B飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)C飛船在此圓軌道上運動的角速度小于同步衛(wèi)星運動的角速度D飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點時的加速度大于變軌后沿圓軌道運動的加速度解析：飛船點火變軌，前后的機械能不守恒，所以A不正確；飛船在圓軌道上時萬有引力來提供向心力，航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)，B正確；飛船在此圓軌道上運動的周期90分鐘小于同步衛(wèi)星運動的周期24小時，根據(jù)T可知，飛船在此圓軌道上運動的角速度大于同步衛(wèi)星運動的角速度，C錯誤；飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點時只有萬有引力來提供加速度，變軌后沿圓軌道運動也是只有萬有引力來提供加速度，所以相等，D不正確答案：BC二、計算題(本題共2小題，共30分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)二、非選擇題(本大題共2個小題，共30分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11.(15分)(2020·蘭州模擬)蕩秋千是大家喜愛的一項體育運動.隨著科技迅速發(fā)展，將來的某一天，同學(xué)們也會在其他星球上享受蕩秋千的樂趣.假設(shè)你當(dāng)時所在星球的質(zhì)量為M，半徑為R，可將人視為質(zhì)點，秋千質(zhì)量不計、擺長不變、擺角小于90°，引力常量為G.那么：(1)該星球表面附近時重力加速度g星等于多少？(2)若經(jīng)過最低位置的速度為v0，你能上升的最大高度是多少？解析：(1)設(shè)人的質(zhì)量為m，在星球表面附近時重力等于萬有引力，有mg星G解得g星.(2)設(shè)人能上升的最大高度為h，由功能關(guān)系得mg星hmv02解得h.答案：(1)(2)12(15分)(2020·寧夏高考)天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運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)中兩顆恒星的運動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分別做勻速圓周運動，周期均為T，兩顆恒星之間的距離為r，試推算這個雙星系統(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，做圓周運動的半徑分別為r1、r2，角速度分別是1、2.根據(jù)題意有12 r1r2r 根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律，有Gm112r1 Gm222r2 聯(lián)立以上各式解得r1 根據(jù)角速度與周期的關(guān)系知12 聯(lián)立式解得m1m2.答案：