2019年高考物理一轮复习课时分层集训13万有引力与航天新人教版.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课时分层集训 (十三 ) 万有引力与航天 (限时： 40 分钟 ) 基础对点练 万有引力定律的理解与应用 1 (2016 全国 卷 )关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是 ( ) A开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 C开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 B 开普勒在前人观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，与牛顿定律无联系，选项 A 错误，选项 B 正确；开普勒总结出了行星运动的规律，但没有找出行星按照这些规律

2、运动的原因，选项 C 错误；牛顿发现了万有引力定律，选项 D 错误 2某宇宙飞船绕某个未知星球做圆周运动，在轨道半径为 r1的圆轨道上运动时周期为 T随后飞船变轨到半径为 r2的圆轨道上运动，则飞船变轨后 ( ) 【导学号： 84370190】 A飞船的周期为 ? ?r1r223T B飞船的周期为 ? ?r1r232T C飞船的周期为 ? ?r2r123T D飞船的周期为 ? ?r2r132T D 由开普勒第三定律得r31T2r32T21，则 T1 ?r2r132T 3 (多选 )2015 年 7 月 24 日 0 时，美国宇航局宣布可能发现了 “ 另一个地球 ” 开普勒 452b，它距离地球

3、 1 400 光年如果将开普勒 452b 简化成如图 447 所示的模型：MN 为该星球的自转轴线， A、 B 是该星球表面上的两点，它们与 “ 地心 ” O 的连线 OA、 OB与该星球自转轴线的夹角分别为 30 ， 60 ；在 A、 B 两点放置质量分别为 mA、mB的物体设该星球的自转周期为 T，半径为 R，则下列说法正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 图 447 A若不考虑该星球的自转，在 A 点用弹簧测力计测得质量为 mA的物体的重力为 F，则 B 处的重力加速度为FmA B若不考虑该星球的自转，在 A 点用弹簧测力计测得质量为 mA的物体的重力为 F，则该星球的质量为FR

4、GmA C放在 A、 B 两点的物体随星球自转的向心力之比为 mA( 3mB) D放在 A、 B 两点的物体随星球自转的向心力之比为 ( 3mA) mB AC 若不考虑该星球的自转，在 A点用弹簧测力计测得质量为 mA的物体的重力为 F，则在 A 处的重力加速 度为 gFmA， B 处的重力加速度也为FmA， A 正确；根据重力等于万有引力，即 mg GMmR2，可知该星球的质量 MFR2GmA， B 错误；根据 F m 2r 可知，放在 A、 B 两点的物体随星球自转的向心力之比为FAFBmAmBRsin 30Rsin 60 mA3mB， C 正确，D 错误 天体质量、密度的估算 4 (多选

5、 )1798 年，英国物理 学家卡文迪许测出万有引力常量 G，因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人若已知万有引力常量 G，地球表面处的重力加速度 g，地球半径 R，地球上一个昼夜的时间 T1(地球自转周期 )，一年的时间 T2(地球公转周期 )，地球中心到月球中心的距离 L1，地球中心到太阳中心的距离 L2你能计算出 ( ) 【导学号： 84370191】 A地球的质量 m 地 gR2G B太阳的质量 m 太 4 2L32GT22 C月球的质量 m 月 4 2L31GT21 D可求月球、地球及太阳的密度 AB 对地球表面的一个物体 m0来说，应有 m0gGm地 m0R2 ，所以地球质量 m

6、 地 gR2G ， A项正确对地球绕太阳运动来说，有Gm太 m地L22 m 地4 2T22 L2，则 m 太 4 2L32GT22 ， B 项正确对月球绕地球运动来说，能求地球质量，不知道月球的相关参量及 月球的卫星运动参量，无法求出它的质量和密度， C、 D 项错误 【 精品教育资源文库 】 5 (2018 文登模拟 )如图 448 所示， “ 嫦娥三号 ” 的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察 “ 嫦娥三号 ” 在环月轨道上的运动，发现每经过时间 t 通过的弧长为 l，该弧长对应的圆心角为 弧度已知万有引力常量为 G，则月球的质量是 ( ) 图 448 Al2G 3t B 3Gl2t Cl

7、3Gt 2 Dt2Gl 3 C 因为每经过时间 t 通过的弧长为 l，故卫星的线速度为 vlt，角速度为 t ，卫星的运行半径为 Rv l ，则根据万有引力定律及牛顿第二定律得：GMmR2 mv2R ，则月球的质量 MRv2G l3Gt 2，选项 C 正确 6某同学从网上得到一些信息，如表格中的数据所示，则地球和月球的密度之比为 ( ) 【导学号： 84370192】 地球和月球的半径之比 4 地球表面和 月球表面的重力加速度之比 6 A23 B32 C 4 D 6 B 在地球表面，重力等于万有引力，故 mg GMmR2，解得 MgR2G ，故地球的密度 MVgR2G43 R33g4 GR同理

8、，月球的密度 03g04 GR0故地球和月球的密度之比 0gR0g0R32， B 正确 (2018 台州模拟 )如图所示是美国的 “ 卡西尼 ” 号探测器经过长达 7 年的 “ 艰苦 ”【 精品教育资源文库 】 旅行，进入绕土星飞行的轨道若 “ 卡西尼 ” 号探测器在半径为 R 的土星上空离土星表面高 h 的圆形轨道上绕土星飞行，环绕 n 周飞行时间为 t，已知万有引力常量为 G，则下列关于土星质量 M 和平均密度 的表达式正确的是 ( ) A M4 2 R h 3Gt2 ， R h 3Gt2R3 B M4 2 R h 2Gt2 ， R h 2Gt2R3 C M4 2t2 R h 3Gn2

9、， 3 t2 R h 3Gn2R3 D M4 2n2 R h 3Gt2 ， 3 n2 R h 3Gt2R3 D 设 “ 卡西尼 ” 号的质量为 m， “ 卡西尼 ” 号围绕土星的中心做匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供， GMmR h 2 m(R h)?2T 2，其中 Ttn，解得 M4 2n2 R h 3Gt2 又土星体积 V43 R3，所以 MV3 n2 R h 3Gt2R3 卫星运行参数的分析与计算 7 (2017 全国 卷 )2017 年 4 月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道 (可视为圆轨道 )运行与天宫

10、二号单独运行时相比，组合体运行的 ( ) 【导学号： 84370193】 A周期变大 B速率变大 C动能变大 D向心加速度变大 C 天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道运行，根据 GMmr2 mamv2r mr4 2T2 可知，组合体运行的向心加速度、速率、周期不变，质量变大，则动能变大，选项 C 正确 8 (2018 浙江名校联考 )我国首颗量子科学实验卫星 “ 墨子 ” 已于酒泉成功发射，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信 “ 墨子 ” 将由火箭发射至高度为 500 千米的预定圆形轨道 此前 6月在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫

11、星 G7 G7属地球静止轨道卫星 (高度约为 36 000 千米 )，它将使北斗系统的可靠性进一步提高关【 精品教育资源文库 】 于卫星以下说法中正确的是 ( ) A这两颗卫星的运行速度可能大于 7 9 km/s B通过地面控制可以将北斗 G7 定点于西昌正上方 C量子科学实验卫星 “ 墨子 ” 的周期比北斗 G7 小 D量子科学实验卫星 “ 墨子 ” 的向心加速度比北斗 G7 小 C 根据 GmMr2 mv2r，知道轨道半径越大，线速度越小，第一宇宙速度的轨道半 径为地球的半径，所以第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动最大的环绕速度，所以静止轨道卫星和中轨卫星的线速度均小于地球的第一宇宙速度

12、，故 A 错误；地球静止轨道卫星即同步卫星，只能定点于赤道正上方，故 B 错误；根据 GmMr2 mr4 2T2 ，得 T4 2r3GM ，所以量子科学实验卫星 “ 墨子 ” 的周期比北斗 G7 小，故 C 正确；卫星的向心加速度 aGMr2，半径小的量子科学实验卫星 “ 墨子 ” 的向心加速度比北斗 G7大，故 D 错误 9 “ 马航 MH370” 客机失联后，我国紧急调动多颗卫星 (均做匀速圆周运动 )，利用高分辨率对地成像、可见光拍照等技术对搜寻失联客机提供支持关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是 ( ) 【导学号： 84370194】 A低轨卫星 (环绕半径远小于地球同步卫星的环绕

13、半径 )都是相对地球运动的，其环绕速率可能大于 7 9 km/s B地球同步卫星相对地球是静止的，可以固定对一个区域拍照 C低轨卫星和地球同步卫星可能具有相同的速率 D低轨卫星和地球同步卫星可能具有相同的周期 B 同步卫星相对地球静止，低轨卫星相对 地球是运动的，根据 GMmr2 mv2r得， vGMr ，轨道半径等于地球的半径时卫星的速度为第一宇宙速度，所以低轨卫星的线速度小于第一宇宙速度，故 A 错误；同步卫星的周期与地球自转的周期相同，相对地球静止，可以固定对一个区域拍照，故 B正确；根据 GMmr2 mv2r m4 2T2 r得， vGMr ，T4 2r3GM ，低轨卫星的轨道半 径小

14、于同步卫星的轨道半径，则低轨卫星的速率大于同步卫星，周期小于同步卫星，故 C、 D 错误 【 精品教育资源文库 】 10 (多选 )(2018 重庆模拟 )冥王星的两颗卫星尼克斯 (Nix)和海德拉 (Hydra)绕冥王星近似做匀速圆周运动，它们的周期分别约为 25 天和 38 天，则尼克斯绕冥王星运动的 ( ) A角速度比海德拉的大 B向心加速度比海德拉的小 C线速度比海德拉的小 D轨道半径比海德拉的小 AD 由 2T 可知，周期小的尼克斯绕冥王星运动的角速度较大，选项 A 正确由开普勒第三定律可知，周期小的尼 克斯绕冥王星运动的轨道半径小，选项 D 正确由GmMr2 ma 可得，向心加速度 a GMr2，轨道半径小的尼克斯的向心加速度比海德拉的大，选项 B 错误由 GmMr2 mv2r可得， vGMr ，轨道半径小的尼克斯绕冥王星运动的线速度比海德拉的大，选项 C 错误 (多选 )(2017 桂林模拟 )截止到 2016年 2月全球定位系统 GPS已运行了整整 27年，是现代世界的奇迹之一 GPS 全球定位系统