高考物理一輪專題： 第18講 萬有引力定律與航天

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1、高考物理一輪專題： 第18講 萬有引力定律與航天 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 單選題 (共10題；共20分) 1. （2分） (2019高三上臨泉月考) 赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體A，赤道上空的近地衛(wèi)星B，地球的同步衛(wèi)星C，它們的運(yùn)動都可看作勻速圓周運(yùn)動，分別用 表示它們的向心加速度、線速度、周期和角速度，下列判斷正確的是（ ） A . B . C . D . 2. （2分） (2017高一下株洲期中) 如圖所示，a、b、c三圓的圓心均在地球的自轉(zhuǎn)軸線上，對環(huán)繞地球做勻速

2、圓周運(yùn)動的衛(wèi)星而言，下列說法不正確的是（ ） A . 衛(wèi)星的軌道可能為b B . 衛(wèi)星的軌道可能為a C . 衛(wèi)星的軌道可能為c D . a、b、c不可能為同步衛(wèi)星的軌道 3. （2分） (2019泗陽模擬) 設(shè)地球表面的重力加速度為g，物體在距底面R(R是地球半徑）處，由于地球作用而產(chǎn)生的加速度為g0 .則 為 （ ） A . 1:2 B . 2:1 C . 4:1 D . 1:4 4. （2分） (2018高一下平頂山期中) 當(dāng)一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動的人造衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來的2倍時(shí)，則（ ） A . 衛(wèi)星的線速度也增大到原來的2倍 B .

3、 衛(wèi)星所需向心力減小到原來的1/2倍 C . 衛(wèi)星的線速度減小到原來的 倍 D . 衛(wèi)星的向心加速度減小到原來的1/2倍 5. （2分） (2017高一下淮北開學(xué)考) 如圖，機(jī)車a拉著兩輛拖車b，c以恒定的牽引力向前行駛，連接a，b間和b，c間的繩子張力分別為T1 ， T2 ， 若行駛過程中發(fā)現(xiàn)T1不變，而T2增大，則造成這一情況的原因可能是（ ） A . b車中有部分貨物落到地上 B . c車中有部分貨物落到地上 C . b車中有部分貨物拋到c車上 D . c車上有部分貨物拋到b車上 6. （2分） (2018高三上煙臺期末) 已知地球和火星半徑之比為a ， 質(zhì)量

4、之比為b ， 如果分別在地球表面上和火星表面上以相同的初速度豎直上拋一物體(不計(jì)阻力)，則物體在地球表面和火星表面上升的最大高度之比為（ ） A . B . C . D . 7. （2分） 2011年11月1日，“神舟八號”載人飛船成功發(fā)射，實(shí)現(xiàn)與“天宮一號”的對接。假設(shè)近地加速時(shí)，飛船以5g的加速度勻加速豎直上升，g為近地的重力加速度．則質(zhì)量為m的宇航員對飛船底部的壓力為（ ） A . 6mg B . 5mg C . 4mg D . mg 8. （2分） (2019高一下?lián)P州期末) 德國天文學(xué)家們曾于2008年證實(shí)，位于銀河系中心，與地球相距2.6萬

5、光年的“人馬座A”其實(shí)是一個(gè)質(zhì)量超大的黑洞．假設(shè)銀河系中心僅此一個(gè)黑洞，太陽系繞銀河系中心做勻速圓周運(yùn)動，則根據(jù)下列哪組數(shù)據(jù)可以估算出該黑洞的質(zhì)量(引力常量已知)（ ） A . 太陽系的質(zhì)量和太陽系繞該黑洞公轉(zhuǎn)的周期 B . 太陽系的質(zhì)量和太陽系到該黑洞的距離 C . 太陽系的運(yùn)行速度和該黑洞的半徑 D . 太陽系繞該黑洞公轉(zhuǎn)的周期和公轉(zhuǎn)的半徑 9. （2分） (2018高一下齊齊哈爾期中) 如圖所示，一個(gè)質(zhì)量均勻分布的星球，繞其中心軸PQ自轉(zhuǎn)，AB與PQ是互相垂直的直徑。星球在A點(diǎn)的重力加速度是P點(diǎn)的90%，星球自轉(zhuǎn)的周期為 ，萬有引力常量為 ，則星球的密度為（

6、） A . B . C . D . 10. （2分） (2018高一下潮陽期中) 同步衛(wèi)星到地心的距離為r，加速度為a1 ， 速率為v1 ， 地球半徑為R，赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2 ， 速率為v2 ， 則（ ） A . a1/a2=R/r B . a1/a2=R2/r2 C . v1/v2=R2/r2 D . v1/v2=r/R 二、 多選題 (共5題；共15分) 11. （3分） (2017浠水模擬) 地球赤道上的重力加速度為g，物體在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a，衛(wèi)星甲、乙、丙在如圖所示三個(gè)橢圓軌道上繞地球運(yùn)行，衛(wèi)星甲和乙的運(yùn)行軌

7、道在P點(diǎn)相切，以下說法中正確的是（ ） A . 如果地球自轉(zhuǎn)的角速度突然變?yōu)樵瓉淼? 倍，那么赤道上的物體將會“飄”起來 B . 衛(wèi)星甲、乙經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度大小相等 C . 衛(wèi)星甲的周期最大 D . 三個(gè)衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度可能大于第一宇宙速度 12. （3分） (2017高一下玉田期中) 關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列說法正確的是（ ） A . 它是人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)動的最小環(huán)繞速度 B . 它是近地圓形軌道上的最大運(yùn)行速度 C . 它是使衛(wèi)星進(jìn)入近地軌道的最小發(fā)射速度 D . 它是使衛(wèi)星進(jìn)入軌道的最大發(fā)射速度 13. （3分） (2017高一下河南期中

8、) 宇宙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對它們的引力作用，已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在形式之一是：三顆星位于同一直線上，兩顆環(huán)繞星圍繞中央星在同一半徑為R的圓形軌道上運(yùn)行，設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為M，則（ ） A . 環(huán)繞星運(yùn)動的線速度為 B . 環(huán)繞星運(yùn)動的線速度為 C . 環(huán)繞星運(yùn)動的周期為 D . 環(huán)繞星運(yùn)動的周期為 14. （3分） (2018高一下榆社期中) 地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m ， 離地高度為h ， 若地球半徑為R0 ， 地球表面處重力加速度為g0 ， 地球自轉(zhuǎn)角速度為 ，則同步衛(wèi)星所受的地球?qū)λ娜f有引力的大

9、小為（ ） A . m B . C . m D . m 15. （3分） (2018高一下遼源期中) 質(zhì)量為m1、m2的甲乙兩物體間的萬有引力，可運(yùn)用萬有引力定律 計(jì)算。則下列說法正確的是（ ） A . 當(dāng)兩物體間的距離小到接近零時(shí)，它們之間的萬有引力將是無窮大 B . 若只將第三個(gè)物體放在甲乙兩物體之間，甲乙之間的萬有引力不變 C . 甲對乙的萬有引力的大小與乙對甲的萬有引力的大小總相等 D . 若m1>m2 ， 甲對乙的萬有引力大于乙對甲的萬有引力 三、 綜合題 (共5題；共65分) 16. （15分） (2019高一下開封期中) 如圖所示，兩

10、顆衛(wèi)星在同一軌道平面內(nèi)繞地球做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動，地球半徑為R，a衛(wèi)星離地面的高度等于R，周期為Ta ， b衛(wèi)星離地面高度為3R，則： （1） a，b兩衛(wèi)星運(yùn)行周期之比Ta∶Tb是多少？ （2） 若某時(shí)刻兩衛(wèi)星正好同時(shí)通過地面同一點(diǎn)正上方，則a至少經(jīng)過多長時(shí)間與b相距最遠(yuǎn)？ 17. （10分） (2018高二上順義期中) 已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，萬有引力常量為G，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響． （1） 求衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的第一宇宙速度v1； （2） 求衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的第一宇宙速度v1； （3） 若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動且運(yùn)行周期為T，求衛(wèi)星運(yùn)行半徑r；

11、 （4） 若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動且運(yùn)行周期為T，求衛(wèi)星運(yùn)行半徑r； （5） 由題目所給條件，請?zhí)岢鲆环N估算地球平均密度的方法，并推導(dǎo)出密度表達(dá)式． （6） 由題目所給條件，請?zhí)岢鲆环N估算地球平均密度的方法，并推導(dǎo)出密度表達(dá)式． 18. （10分） (2019高三上桐城月考) 設(shè)想人類在某一 X 行星發(fā)射了兩顆質(zhì)量均為 m 的“人造 X 星衛(wèi)星”，行星可以看做質(zhì)量 M、半徑 R 的均勻球體，甲乙兩顆衛(wèi)星的軌道半徑分別為 2R 和 3R，在同一平面內(nèi)，運(yùn)行方向相同，不計(jì)兩衛(wèi)星之 間的萬有引力，萬有引力常量為 G。 （1） 試求甲乙兩衛(wèi)星各自的周期； （2） 若某時(shí)刻

12、兩衛(wèi)星與行星中心正好在一條直線上，最短經(jīng)過多長時(shí)間，三者正好又在一條直線上? （3） 如果將兩顆衛(wèi)星用輕而結(jié)實(shí)的繩連接并且給以合適的速度，它們將可以一起繞行星運(yùn)動且與行星中心始 終在一條直線上，求此情況下兩顆衛(wèi)星的運(yùn)動周期。 19. （15分） (2019高一下滁州月考) 如圖所示，學(xué)航員站在某一質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜波上的P點(diǎn)沿水平方向以初速度v0拋出一個(gè)小球，測得小球經(jīng)時(shí)間t落到斜坡上另一點(diǎn)Q，斜面的傾角為θ，已知該星球半徑為R，萬有引力常量為G，求： （1） 該星球表面的重力加速度g。 （2） 該星球的第一宇宙速度v。 （3） 人造衛(wèi)星在該星球表面做勻速圓周運(yùn)

13、動的最小周期T。 20. （15分） (2019臨沂模擬) 2019年1月3日10時(shí)26分．中國嫦娥四號探測器成功著陸在月球背面南極艾特肯盆地內(nèi)的馮卡門撞擊坑內(nèi)。實(shí)現(xiàn)了人類探測器在月球背面首次軟著陸，世界震驚，國人振奮．嫦娥四號進(jìn)入近月點(diǎn)15km的橢圓軌道后，啟動反推發(fā)動機(jī)，速度逐漸減小，距月面2.4km時(shí)成像儀啟動，掃描著陸區(qū)地形地貌并尋找著陸點(diǎn)．距月面100米左右，水平移動選定著陸點(diǎn)，緩慢降落，離地面3m時(shí)關(guān)閉發(fā)動機(jī)，探測器做自由落體運(yùn)動著陸，太陽翼再次打開，探測器開始工作．探測器質(zhì)量為1.0103kg．月球表面重力加速度g月=1.6m/s2 ． 求： （1） 探測器著陸前瞬間的動

14、能． （2） 若探測器從距月面100m高度處開始先做自由落體運(yùn)動，然后開啟反推發(fā)動機(jī)做減速運(yùn)動，降落至月球表面時(shí)速度恰好為零．已知反推發(fā)動機(jī)使探測器獲得的反推力大小為8000N．求探測器從距月球表面100m處開始做自由落體運(yùn)動時(shí)間． 第 11 頁 共 11 頁 參考答案 一、 單選題 (共10題；共20分) 1-1、 2-1、 3-1、 4-1、 5-1、 6-1、 7-1、 8-1、 9-1、 10-1、 二、 多選題 (共5題；共15分) 11-1、 12-1、 13-1、 14-1、 15-1、 三、 綜合題 (共5題；共65分) 16-1、 16-2、 17-1、答案：略 17-2、答案：略 17-3、答案：略 17-4、答案：略 17-5、答案：略 17-6、答案：略 18-1、答案：略 18-2、答案：略 18-3、答案：略 19-1、 19-2、 19-3、 20-1、 20-2、