高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題講練突破一 力與運(yùn)動(dòng)限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練4

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限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練建議用時(shí)：40分鐘1宇航員王亞平在“天宮一號(hào)”飛船內(nèi)進(jìn)行了我國首次太空授課，演示了一些完全失重狀態(tài)下的物理現(xiàn)象若飛船質(zhì)量為m，距地面高度為h，地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G，則飛船所在處的重力加速度大小為()A0B.C. D.解析：選B.飛船受的萬有引力等于在該處所受的重力，即Gmg，得g，選項(xiàng)B正確2如圖，拉格朗日點(diǎn)L1位于地球和月球連線上，處在該點(diǎn)的物體在地球和月球引力的共同作用下，可與月球一起以相同的周期繞地球運(yùn)動(dòng)據(jù)此，科學(xué)家設(shè)想在拉格朗日點(diǎn)L1建立空間站，使其與月球同周期繞地球運(yùn)動(dòng)以a1、a2分別表示該空間站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步衛(wèi)星向心加速度的大小以下判斷正確的是()Aa2a3a1 Ba2a1a3Ca3a1a2 Da3a2a1解析：選D.空間站和月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期相同，由a2r知，a2a1；對(duì)地球同步衛(wèi)星和月球，由萬有引力定律和牛頓第二定律得Gma，可知a3a2，故選項(xiàng)D正確3據(jù)報(bào)道，科學(xué)家們?cè)诰嚯x地球20萬光年外發(fā)現(xiàn)了首顆系外“宜居”行星假設(shè)該行星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，半徑約為地球半徑的2倍那么，一個(gè)在地球表面能舉起64 kg物體的人在這個(gè)行星表面能舉起的物體的質(zhì)量約為(地球表面重力加速度g10 m/s2)()A40 kg B50 kgC60 kg D30 kg解析：選A.設(shè)地球的半徑為R，質(zhì)量為M，則由萬有引力定律可得：Gmg，F(xiàn)mg，可得：人的舉力FG；同理在“宜居”行星上，人的舉力FG，聯(lián)立可得：m40 kg，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤4(2016湖北武漢二調(diào))一個(gè)國際研究小組借助于智利的甚大望遠(yuǎn)鏡，觀測(cè)到了一組雙星系統(tǒng)，它們繞兩者連線上的某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示此雙星系統(tǒng)中體積較小成員能“吸食”另一顆體積較大星體表面物質(zhì)，達(dá)到質(zhì)量轉(zhuǎn)移的目的，假設(shè)在演變的過程中兩者球心之間的距離保持不變，則在最初演變的過程中(兩星體密度相當(dāng))()A它們做圓周運(yùn)動(dòng)的萬有引力保持不變B它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度不斷變大C體積較大星體圓周運(yùn)動(dòng)軌跡半徑變大，線速度變大D體積較大星體圓周運(yùn)動(dòng)軌跡半徑變大，線速度變小解析：選C.設(shè)體積較小星體質(zhì)量為M，半徑為r2；體積較大星體質(zhì)量為m，半徑為r1，由題意可知由于m減小，M增大，mM改變，由F知，萬有引力F改變，A錯(cuò)由mr12Mr22知，r1r2，由于r1r2r不變，r1r增大，r2r減小，r1代入mr12得G(Mm)2r3，則不變由v1r1可得v1增大，C對(duì)，B、D錯(cuò)5(多選)隨著世界航空事業(yè)的發(fā)展，深太空探測(cè)已逐漸成為各國關(guān)注的熱點(diǎn)假設(shè)深太空中有一顆外星球，質(zhì)量是地球質(zhì)量的2倍，半徑是地球半徑的，則下列判斷正確的是()A該外星球的同步衛(wèi)星周期一定小于地球同步衛(wèi)星周期B某物體在該外星球表面上所受重力是它在地球表面上所受重力的8倍C該外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D繞該外星球的人造衛(wèi)星和以相同軌道半徑繞地球的人造衛(wèi)星運(yùn)行速度相同解析：選BC.由Gm得T，由于不知道外星球半徑與同步衛(wèi)星軌道半徑的關(guān)系，所以無法比較該外星球的同步衛(wèi)星周期與地球同步衛(wèi)星周期的關(guān)系，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由Gmg得g，所以，選項(xiàng)B正確；由Gm得v，所以，選項(xiàng)C正確；根據(jù)v，軌道半徑r相同，但中心天體質(zhì)量不同，所以速度也不一樣，選項(xiàng)D錯(cuò)誤6使物體脫離星球的引力束縛，不再繞星球運(yùn)行，從星球表面發(fā)射所需的最小速度稱為第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2v1.已知某星球的半徑為地球半徑的4倍，質(zhì)量為地球質(zhì)量的2倍，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g.不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為()A. B.C. D.解析：選C.地球的質(zhì)量為M，半徑為R，繞其飛行的衛(wèi)星質(zhì)量為m，由萬有引力提供向心力得Gm，解得v1，又有Gmg，解得地球的第一宇宙速度為v1；某星球的半徑為地球半徑的4倍，質(zhì)量為地球質(zhì)量的2倍，所以 ；第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2v1，聯(lián)立得該星球的第二宇宙速度為v2，故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，C正確7(多選)嫦娥三號(hào)探測(cè)器由長征三號(hào)乙運(yùn)載火箭發(fā)射，首次實(shí)現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察嫦娥三號(hào)的飛行軌道示意圖如圖所示假設(shè)嫦娥三號(hào)在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受到月球的萬有引力，則()A若已知嫦娥三號(hào)環(huán)月段圓軌道的半徑、運(yùn)動(dòng)周期和引力常量，則可算出月球的密度B嫦娥三號(hào)由環(huán)月段圓軌道變軌進(jìn)入環(huán)月段橢圓軌道時(shí)，應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火使其減速C嫦娥三號(hào)在環(huán)月段橢圓軌道上P點(diǎn)的速度大于Q點(diǎn)的速度D嫦娥三號(hào)在動(dòng)力下降階段，其引力勢(shì)能減小解析：選BD.由于不確定月球的半徑，根據(jù)密度公式，無法求月球的密度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；嫦娥三號(hào)在進(jìn)行變軌時(shí)，改變衛(wèi)星的速度，此時(shí)萬有引力不變，要做向心運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火使其減速，選項(xiàng)B正確；根據(jù)開普勒定律可知：近月點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度，即vQvP，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；嫦娥三號(hào)在動(dòng)力下降階段，引力做正功，引力勢(shì)能減小，選項(xiàng)D正確8(多選)若某衛(wèi)星繞一行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星軌道距行星表面高h(yuǎn)，運(yùn)行周期為T，已知行星的半徑為R，僅利用以上條件能求出的物理量是()A行星表面的重力加速度B行星對(duì)衛(wèi)星的吸引力C衛(wèi)星繞行星運(yùn)行的線速度D行星的質(zhì)量解析：選AC.設(shè)行星質(zhì)量為M，行星表面重力加速度為g，衛(wèi)星質(zhì)量為m，衛(wèi)星繞行星運(yùn)行的線速度為v，引力常量為G，行星對(duì)衛(wèi)星的吸引力為F.因某衛(wèi)星繞行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬有引力定律及牛頓第二定律有Gm(Rh)，在行星表面有Gmg，由這兩式可求出行星表面的重力加速度，A項(xiàng)正確；由萬有引力定律知FG，由于不知道也不可求出衛(wèi)星質(zhì)量m，因此，不能求出行星對(duì)衛(wèi)星的吸引力，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由線速度的定義式有v，由此式可求出衛(wèi)星繞行星運(yùn)行的線速度，C項(xiàng)正確；由前面的關(guān)系式只能求出GM的值，因不知引力常量，所以不能求得行星的質(zhì)量，D項(xiàng)錯(cuò)誤9(多選)歐洲天文學(xué)家宣布在太陽系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的類地行星，命名為“格利斯581 c”，其質(zhì)量大約是地球的5倍，直徑大約是地球的1.5倍如果某一天發(fā)射一載人航天器，把一個(gè)在地球表面質(zhì)量為50 kg的人送到該行星表面，已知地球表面處的重力加速度為10 m/s2.根據(jù)上述信息，你認(rèn)為下列說法正確的是()A載人航天器的發(fā)射速度約為7.9 km/sB載人航天器的發(fā)射速度大于16.7 km/sC該行星表面的重力加速度約為22.2 m/s2D人在該行星表面的重量約為500 N解析：選BC.因?yàn)槭翘栂低庑行?，所以發(fā)射速度應(yīng)大于第三宇宙速度，A錯(cuò)誤，B正確；由萬有引力定律知mgG，可得g，所以，代入數(shù)據(jù)解得g行22.2 m/s2，人在該行星表面的重量約為1 110 N，所以C正確、D錯(cuò)誤10(多選)在星球表面發(fā)射探測(cè)器，當(dāng)發(fā)射速度為v時(shí)，探測(cè)器可繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)發(fā)射速度達(dá)到v時(shí)，可擺脫星球引力束縛脫離該星球已知地球、火星兩星球的質(zhì)量比約為101，半徑比約為21，下列說法正確的有()A探測(cè)器的質(zhì)量越大，脫離星球所需要的發(fā)射速度越大B探測(cè)器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C探測(cè)器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等D探測(cè)器脫離星球的過程中，勢(shì)能逐漸增大解析：選BD.探測(cè)器在星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由Gm，得v ，則擺脫星球引力時(shí)的發(fā)射速度v ，與探測(cè)器的質(zhì)量無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)火星的質(zhì)量為M，半徑為R，則地球的質(zhì)量為10M，半徑為2R，地球?qū)μ綔y(cè)器的引力F1G，比火星對(duì)探測(cè)器的引力F2G大，選項(xiàng)B正確；探測(cè)器脫離地球時(shí)的發(fā)射速度v1 ，脫離火星時(shí)的發(fā)射速度v2 ，v21年，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；木星沖日時(shí)間間隔t木年2年，所以選項(xiàng)B正確；由以上公式計(jì)算t土2t天，t海最小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、選項(xiàng)D正確13(2016河北衡水中學(xué)二模)宇宙中存在質(zhì)量相等的四顆星組成的四星系統(tǒng)，這些系統(tǒng)一般離其他恒星較遠(yuǎn)，通常可忽略其他星體對(duì)它們的引力作用四星系統(tǒng)通常有兩種構(gòu)成形式：一是三顆星繞另一顆中心星運(yùn)動(dòng)(三繞一)，二是四顆星穩(wěn)定地分布在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上運(yùn)動(dòng)若每個(gè)星體的質(zhì)量均為m，引力常量為G.(1)分析說明三繞一應(yīng)該具有怎樣的空間結(jié)構(gòu)模式(2)若相鄰星球的最小距離為a，求兩種構(gòu)成形式下天體運(yùn)動(dòng)的周期之比解析：(1)三顆星繞另一顆中心星運(yùn)動(dòng)時(shí)，其中任意一個(gè)繞行的星球受到的另三個(gè)星球的萬有引力的合力提供向心力，三個(gè)繞行星球的向心力一定指向同一點(diǎn)，且中心星受力平衡，由于星球質(zhì)量相等，具有對(duì)稱關(guān)系，因此向心力一定指向中心星，繞行星一定分布在以中心星為中心的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，如圖甲所示(2)對(duì)三繞一模式，三顆星繞行軌道半徑均為a，所受合力等于向心力，因此有2Gcos 30Gma解得T對(duì)正方形模式，如圖乙所示，四星的軌道半徑均為a，同理有2Gcos 45Gma解得T故 答案：見解析