2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 萬有引力定律及應(yīng)用提能專訓(xùn).doc
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2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 萬有引力定律及應(yīng)用提能專訓(xùn)一、選擇題(本題共14小題,每小題4分,共56分多選全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)1. 地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓,但彗星的運(yùn)動軌道則是一個非常扁的橢圓天文學(xué)家哈雷曾經(jīng)在1662年跟蹤過一顆彗星,他算出這顆彗星軌道的半長軸約等于地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍,并預(yù)言這顆彗星將每隔一定時間就會再次出現(xiàn)這顆彗星最近出現(xiàn)的時間是1986年,它下次飛近地球大約是哪一年()A2042年 B2052年 C2062年 D2072年答案:C解析:根據(jù)開普勒第三定律有1876.4,又T地1年,所以T彗76年,彗星下次飛近地球的大致年份是1986762062年,本題答案為C.2(xx浙江理綜)長期以來“卡戎星(Charon)”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星,它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r119 600 km,公轉(zhuǎn)周期T16.39天.xx年3月,天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星,其中一顆的公轉(zhuǎn)軌道半徑r2 48 000 km,則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于()A15天 B25天 C35天 D45天答案:B解析:由開普勒第三定律可得,解得T2T16.3924.5(天),故選B.本題也可利用萬有引力定律對“卡戎星”和小衛(wèi)星分別列方程,聯(lián)立方程組求解3(xx福建理綜)若有一顆“宜居”行星,其質(zhì)量為地球的p倍,半徑為地球的q倍,則該行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的()A.倍 B.倍C.倍 D.倍答案:C解析:衛(wèi)星繞中心天體做圓周運(yùn)動時,萬有引力充當(dāng)向心力,即Gm,得v,可見環(huán)繞速度與中心天體質(zhì)量和半徑比值的平方根成正比,題述行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的倍,C項(xiàng)正確4(xx天津理綜)研究表明,地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢,3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時假設(shè)這種趨勢會持續(xù)下去,地球的其他條件都不變,未來人類發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比()A距地面的高度變大 B向心加速度變大C線速度變大 D角速度變大答案:A解析:衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動,萬有引力提供向心力,即Gmr2,得r,由于同步衛(wèi)星的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期,當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)變慢,自轉(zhuǎn)周期變大,則同步衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的半徑會變大,離地面的高度變大,A項(xiàng)正確;由Gma得,a,半徑變大,向心加速度變小,B項(xiàng)錯誤;由Gm得,v,半徑變大,線速度變小,C項(xiàng)錯誤;由分析得,同步衛(wèi)星的周期變大,角速度變小,D項(xiàng)錯誤5.2013年11月26日,中國探月工程副總指揮李本正在國防科工局舉行的“嫦娥三號”任務(wù)首場發(fā)布會上宣布,我國首輛月球車“嫦娥三號”月球探測器的巡視器全球征名活動結(jié)束,月球車得名“玉兔”號圖示是“嫦娥三號”巡視器和著陸器,月球半徑為R0,月球表面處重力加速度為g0.地球和月球的半徑之比為4,表面重力加速度之比為6,地球和月球的密度之比為()A. B. C4 D6答案:B解析:設(shè)星球的密度為,由Gmg得GMgR2,聯(lián)立解得:,設(shè)地球、月球的密度分別為、0,則:,將6和4代入上式,解得:,選項(xiàng)B正確6.2013年12月14日21時許,“嫦娥三號”攜帶“玉兔”探測車在月球虹灣成功軟著陸,在實(shí)施軟著陸過程中,“嫦娥三號”離月球表面4 m高時最后一次懸停,確認(rèn)著陸點(diǎn)若總質(zhì)量為M的“嫦娥三號”在最后一次懸停時,反推力發(fā)動機(jī)對其提供的反推力為F,已知引力常量為G,月球半徑為R,則月球的質(zhì)量為()A. B. C. D.答案:A解析:“嫦娥三號”在月球表面懸停,則FMg,由F,變形得m,A正確7“嫦娥二號”是我國月球探測第二期工程的先導(dǎo)星若測得“嫦娥二號”在月球(可視為密度均勻的球體)表面附近圓形軌道運(yùn)行的周期T,已知引力常量為G,半徑為R的球體體積公式VR3,則可估算月球的()A密度 B質(zhì)量C半徑 D自轉(zhuǎn)周期答案:A解析:“嫦娥二號”在近月軌道運(yùn)行,其軌道半徑約為月球半徑,由mR及,VR3可求得月球密度,但不能求出質(zhì)量和半徑,A項(xiàng)正確,B、C項(xiàng)錯誤;公式中T為“嫦娥二號”繞月運(yùn)行周期,月球自轉(zhuǎn)周期無法求出,D項(xiàng)錯誤. 8(xx貴州六校聯(lián)考)“嫦娥二號”環(huán)月飛行的高度為100 km,所探測到的有關(guān)月球的數(shù)據(jù)將比環(huán)月飛行高度為200 km的“嫦娥一號”更加詳實(shí)若兩顆衛(wèi)星環(huán)月的運(yùn)行均可視為勻速圓周運(yùn)動,運(yùn)行軌道如圖所示則()A“嫦娥二號”環(huán)月運(yùn)行的周期比“嫦娥一號”大B“嫦娥二號”環(huán)月運(yùn)行的線速度比“嫦娥一號”小C“嫦娥二號”環(huán)月運(yùn)行的向心加速度比“嫦娥一號”大D“嫦娥二號”環(huán)月運(yùn)行的向心力與“嫦娥一號”相等答案:C解析:據(jù)F向Gmm2rma可得v,T2,a,可知r越小,v越大,T越小,a越大,故選項(xiàng)A、B錯,C項(xiàng)正確;因不知“嫦娥一號”和“嫦娥二號”的質(zhì)量,故無法比較它們所受向心力的大小,則D項(xiàng)錯9(xx內(nèi)蒙古包頭測評)火星探測項(xiàng)目是我國繼神舟載人航天工程、嫦娥探月工程之后又一個重大太空探索項(xiàng)目假設(shè)火星探測器在火星表面附近圓形軌道運(yùn)行的周期為T1,神舟飛船在地球表面附近圓形軌道運(yùn)行的周期為T2,火星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為p,火星半徑與地球半徑之比為q,則T1與T2之比為()A. B. C. D.答案:D解析:對火星探測器有:Gm1R1,解得T12;對神舟飛船有:Gm2R2,解得T22,則,選項(xiàng)D正確10(xx云南第一次檢測)(多選)如圖所示,兩星球相距為L,質(zhì)量比為mAmB19,兩星球半徑遠(yuǎn)小于L.從星球A沿A、B連線向B以某一初速度發(fā)射一探測器只考慮星球A、B對探測器的作用,下列說法正確的是()A探測器的速度一直減小B探測器在距星球A為處加速度為零C若探測器能到達(dá)星球B,其速度可能恰好為零D若探測器能到達(dá)星球B,其速度一定大于發(fā)射時的初速度答案:BD解析:從A星球發(fā)射探測器沿直線運(yùn)動到B星球的過程中,探測器同時受A星球和B星球的萬有引力,根據(jù)萬有引力公式F知,A星球?qū)μ綔y器的萬有引力減小,B星球?qū)μ綔y器的萬有引力增大,存在一位置,在此位置探測器受到合外力為零,設(shè)此位置距A星球的距離為x,則有,得xL,探測器從A星球運(yùn)動到此點(diǎn)過程是做減速運(yùn)動,從此點(diǎn)到B星球做加速運(yùn)動,選項(xiàng)A、C錯;由F合ma得,探測器在距星球A為L處加速度為零,B項(xiàng)對;減速距離小于加速距離,即LL,加速階段的萬有引力做的正功多于減速階段的萬有引力做的負(fù)功,則探測器到達(dá)B星球的速度大于其發(fā)射速度,D項(xiàng)對11四顆地球衛(wèi)星a、b、c、d的排列位置如圖所示,其中,a是靜止在地球赤道上還未發(fā)射的衛(wèi)星,b是近地軌道衛(wèi)星,c是地球同步衛(wèi)星,d是高空探測衛(wèi)星,四顆衛(wèi)星相比較()Aa的向心加速度最大B相同時間內(nèi)b轉(zhuǎn)過的弧長最長Cc相對于b靜止Dd的運(yùn)行周期可能是23 h答案:B解析:同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,角速度相同,則a與c的角速度相同,根據(jù)a2r、vr知,c的向心加速度、線速度比a大由Gma得aG,衛(wèi)星的軌道半徑越大,向心加速度越小,則同步衛(wèi)星c的向心加速度小于b的向心加速度大于d的向心加速度,故b的向心加速度最大,選項(xiàng)A錯誤;由Gm得v,衛(wèi)星的軌道半徑越小,線速度越大,則同步衛(wèi)星的線速度小于b的線速度,故相同時間內(nèi)b通過的弧長最大,選項(xiàng)B正確;由Gm2r得,衛(wèi)星b、c軌道半徑不同角速度不同,選項(xiàng)C錯誤;由Gm2r得出T2,衛(wèi)星半徑越大、周期越大,d的周期應(yīng)大于24 h,選項(xiàng)D錯誤12. (xx甘肅武威六中調(diào)研)宇宙中,兩顆靠得比較近的恒星,只受到彼此之間的萬有引力作用互相繞轉(zhuǎn),稱之為雙星系統(tǒng),設(shè)某雙星系統(tǒng)繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,如圖所示,若AOOB,則()A星球A的向心力一定大于B的向心力B星球A的線速度一定大于B的線速度C星球A的角速度一定小于B的角速度D星球A的質(zhì)量一定大于B的質(zhì)量答案:D解析:雙星間的萬有引力充當(dāng)其做圓周運(yùn)動的向心力,由牛頓第三定律可知,兩星受到的引力即向心力大小相等,所以A項(xiàng)錯誤;雙星的運(yùn)動周期及角速度相同,根據(jù)vr可知v1v2,即星球A的線速度一定小,所以選項(xiàng)B、C錯誤;根據(jù)m12r1m22r2,因?yàn)锳Om2,所以D項(xiàng)正確13. 我國未來將建立月球基地并在繞月軌道上建造空間站如圖所示,關(guān)閉發(fā)動機(jī)的航天飛機(jī)A在月球引力作用下沿橢圓軌道向月球靠近,并將在橢圓的近月點(diǎn)B處與空間站對接已知空間站繞月軌道半徑為r,周期為T,引力為常量G,月球的半徑為R,下列判斷錯誤的是()A航天飛機(jī)到達(dá)B處由橢圓軌道進(jìn)入空間站軌道時必須減速B圖中的航天飛機(jī)正在加速飛向B處C月球的質(zhì)量MD月球的第一宇宙速度v答案:D解析:航天飛機(jī)到達(dá)B處時速度比較大,如果不減速此時萬有引力不足以提供向心力,這時航天飛機(jī)將做離心運(yùn)動,故A正確;因?yàn)楹教祜w機(jī)越接近月球,受到的萬有引力越大,加速度越大,所以正在加速飛向B處,故B正確;由萬有引力提供空間站做圓周運(yùn)動的向心力,則Gm,整理得M,故C正確;速度v是空間站在軌道r上的線速度,而不是圍繞月球表面運(yùn)動的第一宇宙速度,故D錯誤14. (xx山東青島一模)(多選)2013年12月6日17時47分,在北京飛控中心工作人員的精密控制下,“嫦娥三號”開始實(shí)施近月制動,進(jìn)入100千米環(huán)月軌道,2013年12月10日21時20分左右,“嫦娥三號”探測器再次變軌,從100千米的環(huán)月圓軌道降低到近月點(diǎn)(B點(diǎn))15千米、遠(yuǎn)月點(diǎn)(A點(diǎn))100千米的橢圓軌道,為下一步月面軟著陸做準(zhǔn)備關(guān)于“嫦娥三號”衛(wèi)星,下列說法正確的是()A衛(wèi)星在軌道上A點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度B衛(wèi)星沿軌道運(yùn)動的過程中,衛(wèi)星中的科考儀器處于失重狀態(tài)C衛(wèi)星從軌道變軌到軌道,在A點(diǎn)應(yīng)加速D衛(wèi)星在軌道經(jīng)過A點(diǎn)時的動能小于在軌道經(jīng)過B點(diǎn)時的動能答案:ABD解析:根據(jù)牛頓第二定律得a,r為該點(diǎn)到地心的距離,A為遠(yuǎn)地點(diǎn),B為近地點(diǎn),故aAaB,A正確;衛(wèi)星沿軌道運(yùn)動的過程中,萬有引力提供向心力,處于完全失重狀態(tài),B正確;衛(wèi)星由高軌道變軌到低軌道需要在相切點(diǎn)減速,C錯誤;近地點(diǎn)速度大于遠(yuǎn)地點(diǎn)速度,故衛(wèi)星在軌道經(jīng)過A點(diǎn)時的動能小于在軌道經(jīng)過B點(diǎn)時的動能,D正確二、計算題(本題包括3小題,共44分解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案不能得分)15(xx重慶理綜) (14分)如圖為“嫦娥三號”探測器在月球上著陸最后階段的示意圖首先在發(fā)動機(jī)作用下,探測器受到推力在距月面高度為h1處懸停(速度為0,h1遠(yuǎn)小于月球半徑);接著推力改變,探測器開始豎直下降,到達(dá)距月面高度為h2處的速度為v,此后發(fā)動機(jī)關(guān)閉,探測器僅受重力下落至月面,已知探測器總質(zhì)量為m(不包括燃料),地球和月球的半徑比為k1,質(zhì)量比為k2,地球表面附近的重力加速度為g,求:(1)月球表面附近的重力加速度大小及探測器剛接觸月面時的速度大??;(2)從開始豎直下降到剛接觸月面時,探測器機(jī)械能的變化答案:(1)g(2)mv2mg(h1h2)解析:(1)設(shè)地球的質(zhì)量和半徑分別為M和R,月球的質(zhì)量、半徑和表面附近的重力加速度分別為M、R和g,探測器剛接觸月面時的速度大小為v1.由mgG和mgG,得gg.由vv22gh2,得v1.(2)設(shè)機(jī)械能變化量為E,動能變化量為Ek,重力勢能變化量為Ep.由EEkEp,有Emmgh1,得Emv2mg(h1h2)16(14分)在半徑R5 000 km的某星球表面,宇航員做了如下實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成,將質(zhì)量m0.2 kg的小球,從軌道AB上高h(yuǎn)處的某點(diǎn)由靜止滑下,用力傳感器測出小球經(jīng)過C點(diǎn)時對軌道的壓力F,改變h的大小,可測出相應(yīng)的F大小,F(xiàn)隨h的變化關(guān)系如圖乙所示,求:(1)圓軌道的半徑及星球表面的重力加速度;(2)該星球的第一宇宙速度答案:(1)0.2 m5 m/s2(2)5 000 m/s解析:(1)小球從高度h滑到軌道最高點(diǎn)C點(diǎn),根據(jù)動能定理有mg(h2R)mv2,通過最高點(diǎn)C點(diǎn)時,重力和軌道向下的彈力提供向心力有Fmg,整理可得F5mg觀察乙圖可知,當(dāng)F0時,h0.5 m,即5mg,代入計算得R0.2 m斜率10,解得g5 m/s2(2)該星球第一宇宙速度即該星球表面近地衛(wèi)星的線速度,根據(jù)萬有引力提供向心力有mg代入得v5 000 m/s17. (16分)如圖所示,質(zhì)量分別為m和M的兩個星球A和B在引力作用下都繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,星球A和B兩者中心之間距離為L.已知A、B的中心和O三點(diǎn)始終共線,A和B分別在O的兩側(cè),引力常量為G.(1)求兩星球做圓周運(yùn)動的周期(2)在地月系統(tǒng)中,若忽略其他星球的影響,可以將月球和地球看成上述星球A和B,月球繞其軌道中心運(yùn)行的周期記為T1.但在近似處理問題時,常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動的,這樣算得的運(yùn)行周期為T2.已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.981024 kg和7.351022 kg.求T2與T1兩者平方之比(結(jié)果保留3位小數(shù))答案:(1)2(2)1.012解析:(1)設(shè)兩個星球A和B做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑分別為r和R,A和B繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,它們之間的萬有引力提供向心力,則A和B的向心力相等,且A、B和O始終共線,說明A和B有相同的角速度和周期因此有m2rM2R,rRL聯(lián)立解得RL,rL對A根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律,得GmL化簡得T2(2)將地月看成雙星,由(1)得T12將月球看做繞地心做圓周運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律,得GmL化簡得T22所以兩種周期的平方比值為21.012- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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