2014高考物理人教版一萬有引力與航天Word版

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1、課后作業(yè)(十三) (時(shí)間45分鐘，滿分100分) 一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分．只有一個(gè)選項(xiàng)正確．) 1．近年來，人類發(fā)射的多枚火星探測器已經(jīng)相繼在火星上著陸，正在進(jìn)行著激動(dòng)人心的科學(xué)探究，為我們將來登上火星、開發(fā)和利用火星資源奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．如果火星探測器環(huán)繞火星做“近地”勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并測得該運(yùn)動(dòng)的周期為T，則火星的平均密度ρ的表達(dá)式為(k為某個(gè)常數(shù))(　　) A．ρ＝kT　　　　　　　　B．ρ＝ C．ρ＝kT2 D．ρ＝ 2．(2012安徽高考)我國發(fā)射的“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”在對(duì)接前，“天宮一號(hào)”的運(yùn)行軌道高度為350

2、 km，“神舟八號(hào)”的運(yùn)行軌道高度為343 km.它們的運(yùn)行軌道均視為圓周，則(　　) A．“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”速度大 B．“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”周期長 C．“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”角速度大 D．“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”加速度大 3．(2013屆北京朝陽期末)2011年12月美國宇航局發(fā)布聲明宣布，通過開普勒太空望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目證實(shí)了太陽系外第一顆類似地球的、可適合居住的行星．該行星被命名為開普勒－22b(Kepler－22b)，距離地球約600光年之遙，體積是地球的2.4倍．這是目前被證實(shí)的從大小和運(yùn)行軌道來說最接近地球形態(tài)的行星，它每290天環(huán)繞著一顆類似于太陽的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)

3、一圈．若行星開普勒－22b繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑可測量，萬有引力常量G已知．根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算的物理量有(　　) A．行星的質(zhì)量 B．行星的密度 C．恒星的質(zhì)量 D．恒星的密度 4．(2012山東高考)2011年11月3日，“神舟八號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器成功實(shí)施了首次交會(huì)對(duì)接．任務(wù)完成后“天宮一號(hào)”經(jīng)變軌升到更高的軌道，等待與“神舟九號(hào)”交會(huì)對(duì)接．變軌前和變軌完成后“天宮一號(hào)”的運(yùn)行軌道均可視為圓軌道，對(duì)應(yīng)的軌道半徑分別為R1、R2，線速度大小分別為v1、v2.則等于(　　) A. B. C. D. 5. 圖

4、4－4－7 (2012廣東高考改編)如圖4－4－7所示，飛船從軌道1變軌至軌道2.若飛船在兩軌道上都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮質(zhì)量變化，相對(duì)于在軌道1上，飛船在軌道2上的(　　) A．動(dòng)能大 B．向心加速度大 C．運(yùn)行周期長 D．角速度大 6．(2013屆遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)檢測)在圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的國際空間站里，一宇航員手拿一只小球相對(duì)于太空艙靜止“站立”于艙內(nèi)朝向地球一側(cè)的“地面”上，如圖4－4－8所示．下列說法正確的是(　　) 圖4－4－8 A．宇航員相對(duì)于地球的速度介于7.9 km/s與11.2 km/s之間 B．若宇航員相對(duì)于太空艙無初速釋放小球，小球?qū)⒙涞健暗孛妗?/p>

5、上 C．宇航員將不受地球的引力作用 D．宇航員對(duì)“地面”的壓力等于零 7. 圖4－4－9 (2013屆西安一中檢測)為紀(jì)念伽利略將望遠(yuǎn)鏡用于天文觀測400周年，2009年被定為以“探索我的宇宙”為主題的國際天文年．我國發(fā)射的“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星繞月球經(jīng)過一年多的運(yùn)行，完成了預(yù)定任務(wù)，于2009年3月1日16時(shí)13分成功撞月．如圖4－4－9所示為“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星撞月的模擬圖，衛(wèi)星在控制點(diǎn)①開始進(jìn)入撞月軌道．假設(shè)衛(wèi)星繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，周期為T，引力常量為G.根據(jù)題中信息，以下說法正確的是(　　)[來源:學(xué)優(yōu)GKSTK] A．可以求出月球的質(zhì)量 B．可以求出月球?qū)Α版隙鹨?/p>

6、號(hào)”衛(wèi)星的引力 C．“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星在控制點(diǎn)①處應(yīng)加速 D．“嫦娥一號(hào)”在地面的發(fā)射速度大于11.2 km/s 8．(2013屆池州模擬)已知某星球的平均密度是地球的n倍，半徑是地球的k倍，地球的第一宇宙速度為v，則該星球的第一宇宙速度為(　　) A. v B．nk v C．k v D. v 9. [來源:學(xué)優(yōu)gkstk] 圖4－4－10 (2013屆南昌一中檢測)在四川汶川的抗震救災(zāi)中，我國自主研制的“北斗一號(hào)”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

7、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4－4－10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2 C．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[來源:學(xué)優(yōu)] 10. 圖4－4－11 來自中國航天科技集團(tuán)公司的消息稱，中國自主研發(fā)的北斗二號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)今年起進(jìn)入組網(wǎng)高峰期，預(yù)計(jì)在2015年形成覆蓋全球的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)．此系統(tǒng)由中軌道、高軌道和同步軌道衛(wèi)星等組成．現(xiàn)

8、在正在服役的北斗一號(hào)衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星都定位在距地面36 000 km的地球同步軌道上．目前我國的各種導(dǎo)航定位設(shè)備都要靠美國的GPS系統(tǒng)提供服務(wù)，而美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS由24顆衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20 000 km.則下列說法中正確的是(　　) A．北斗一號(hào)系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星的動(dòng)能必須相等 B．所有GPS的衛(wèi)星比北斗一號(hào)的衛(wèi)星線速度小 C．北斗二號(hào)中的每顆衛(wèi)星一定比北斗一號(hào)中的每顆衛(wèi)星高 D．北斗二號(hào)中的中軌道衛(wèi)星的加速度一定大于高軌道衛(wèi)星的加速度 二、非選擇題(本題共2小題，共30分．計(jì)算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位．) 11．(

9、15分)我國已啟動(dòng)“嫦娥工程”，“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”已成功發(fā)射，“嫦娥三號(hào)”已決定在2013年下半年發(fā)射，將進(jìn)行落月探測，并已給落月點(diǎn)起了一個(gè)富有詩意的名字——“廣寒宮”． (1)若已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T，月球繞地球的運(yùn)動(dòng)近似看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，請求出月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r； (2)若宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球表面某處以速度v0豎直向上拋出一個(gè)小球，經(jīng)過時(shí)間t，小球落回拋出點(diǎn)．已知月球半徑為r月，引力常量為G，請求出月球的質(zhì)量M月． 12．(15分)(2013屆滁州中學(xué)模擬)“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星與稍早日本的“月亮女神號(hào)”探月衛(wèi)

10、星不同，“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星是在繞月極地軌道上運(yùn)動(dòng)的，加上月球的自轉(zhuǎn)，因而“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星能探測到整個(gè)月球的表面.12月11日“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的CCD相機(jī)已對(duì)月球背面進(jìn)行成像探測，并獲取了月球背面部分區(qū)域的影像圖．衛(wèi)星在繞月極地軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)距月球表面高為H，繞行的周期為TM；月球繞地公轉(zhuǎn)的周期為Tg，半徑為R0，球半徑為RE，月球半徑為RM. 圖4－4－12 (1)若忽略地球及太陽引力對(duì)繞月衛(wèi)星的影響，試求月球與地球質(zhì)量之比； (2)當(dāng)繞月極地軌道的平面與月球繞地公轉(zhuǎn)的軌道平面垂直，也與地心到月心的連線垂直(如圖4－4－12)．此時(shí)探月衛(wèi)星向地球發(fā)送拍攝的照片，此照片由探月衛(wèi)星傳送

11、到地球最少需要多長時(shí)間？(已知光速為c.) 答案及解析 一、1．【解析】　火星探測器環(huán)繞火星做“近地”勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，＝mR，又M＝πR3ρ，可得：ρ＝＝，故只有D正確． 【答案】　D 2．【解析】　由題知“天宮一號(hào)”運(yùn)行的軌道半徑r1大于“神舟八號(hào)”運(yùn)行的軌道半徑r2，天體運(yùn)行時(shí)萬有引力提供向心力．根據(jù)＝m，得v＝.因?yàn)閞1＞r2，故“天宮一號(hào)”的運(yùn)行速度較小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)G＝m()2r得T＝2π，故“天宮一號(hào)”的運(yùn)行周期較長，選項(xiàng)B正確；根據(jù)G＝mω2r，得ω＝，故“天宮一號(hào)”的角速度較小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)G＝ma，得a＝，故“天宮一號(hào)”的加速度較小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 【答案】　

12、B 3．【解析】　由萬有引力定律和牛頓第二定律知衛(wèi)星繞中心天體運(yùn)動(dòng)的向心力由中心天體對(duì)衛(wèi)星的萬有引力提供，由G＝mr求得地球質(zhì)量M＝，所以選項(xiàng)C正確． 【答案】　C 4．【解析】　“天宮一號(hào)”運(yùn)行時(shí)所需的向心力由萬有引力提供，根據(jù)G＝得線速度v＝，所以＝，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤． 【答案】　B 5.【解析】　飛船繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，即F引＝F向，所以＝ma向＝＝＝mrω2，即a向＝，Ek＝mv2＝，T＝，ω＝(或用公式T＝求解)．因?yàn)閞1＜r2所以Ek1＞Ek2，a向1＞a向2，T1＜T2，ω1＞ω2，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 【答案】　C 6．【

13、解析】　7.9 km/s是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，是衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的最大速度，可見，所有環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星、飛船等，其運(yùn)行速度均小于7.9 km/s，故A錯(cuò)誤；若宇航員相對(duì)于太空艙無初速釋放小球，由于慣性，小球仍具有原來的速度，所以地球?qū)π∏虻娜f有引力正好提供它做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力，即G＝m′，其中m′為小球的質(zhì)量，故小球不會(huì)落到“地面”上，而是沿原來的軌道繼續(xù)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；宇航員受地球的引力作用，此引力提供宇航員隨空間站繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，否則宇航員將脫離圓周軌道，故C錯(cuò)；因宇航員受的引力全部提供了向心力，宇航員不能對(duì)“地面”產(chǎn)生壓力，處于完全失重狀態(tài)，D正確． 【答

14、案】　D 7.【解析】　由＝mR可得月球質(zhì)量M＝，A項(xiàng)正確；但因不知“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的質(zhì)量，無法求出月球?qū)Α版隙鹨惶?hào)”的引力，B項(xiàng)錯(cuò)誤；“嫦娥一號(hào)”從控制點(diǎn)①處開始做近心運(yùn)動(dòng)，應(yīng)在控制點(diǎn)①處減速，C項(xiàng)錯(cuò)誤；“嫦娥一號(hào)”最終未脫離地球束縛和月球一起繞地球運(yùn)動(dòng)，因此在地面的發(fā)射速度小于11.2 km/s，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 【答案】　A 8．【解析】　由v＝πR3，G＝mg可得g＝πGρR.而由mg＝m可得v＝.綜上有v∝R，故該星球的第一宇宙速度為v′＝k v，選項(xiàng)C正確． 【答案】　C 9.【解析】　由＝ma、＝m0g，得a＝，A錯(cuò)誤．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

15、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t＝T＝T、＝mr()2、＝m0g可得t＝ ，C正確．由＝m、＝m0g、Ek＝mv2可得Ek＝，D錯(cuò)誤． 【答案】　C 10.【解析】　根據(jù)題意，選項(xiàng)C說法錯(cuò)誤；由G＝m得v＝，故衛(wèi)星的軌道半徑越小其線速度越大，且同一軌道上的衛(wèi)星線速度大小一定相等，由于衛(wèi)星質(zhì)量不一定相等，則其動(dòng)能不一定相等，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由G＝ma得a＝，選項(xiàng)D正確． 【答案】　D 二、11．【解析】　(1)根據(jù)萬有引力定律和向心力公式對(duì)月球有： G＝M月()2r 質(zhì)量為m的物體在地球表面時(shí)：mg＝G 解得：r＝ . (2)設(shè)月球

16、表面處的重力加速度為g月，根據(jù)題意：v0＝，g月＝，解得：M月＝. 【答案】　(1)r＝ 　(2)M月＝ 12．【解析】　(1)由牛頓第二定律得F向＝man＝m()2r 萬有引力定律公式為：F引＝G[來源:gkstkaaa] 月球繞地公轉(zhuǎn)時(shí)由萬有引力提供向心力， 故有G＝M月()2R0 同理，探月衛(wèi)星繞月運(yùn)動(dòng)時(shí)有： G＝M衛(wèi)()2(RM＋H)[來源:GKSTKaaa] 解得：＝()2()3. (2)設(shè)探月極地軌道上衛(wèi)星到地心的距離為L0，則衛(wèi)星到地面的最短距離為L0－RE 由幾何知識(shí)得：L＝R＋(RM＋H)2 故將照片發(fā)回地面的時(shí)間： t＝＝. 【答案】　(1)()2()3 (2) 友情提示：部分文檔來自網(wǎng)絡(luò)整理，供您參考！文檔可復(fù)制、編制，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 9 / 9