2019物理金版大一轮精练:第4章 第4讲 万有引力与航天 Word版含解析.pdf
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1、第 4 讲 万有引力与航天 课时作业 (本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!) 基础巩固练 1某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为月球绕地球运转半径的 ,设 1 9 月球绕地球运动的周期为 27 天,则此卫星的运转周期大约是( ) A. 天 B. 天 1 9 1 3 C1 天 D9 天 解析: 由于 r卫 r月,T月27 天,由开普勒第三定律可得,则 T卫1 天, 1 9 r 3 卫 T 2 卫 r 3 月 T 2 月 故 C 正确。 答案: C 2. 如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星, 关于各物理量的关系, 下列 说法正确的是( ) A线速度 vAFBF
2、C C角速度:ABC D向心加速度 aAvBvC,ABC,aAaBaC,故 A、D 错误,C 正确。 GM r2 答案: C 3 (多选)美国宇航局发射的 “好奇号” 火星车发回的照片显示, 火星表面曾经有水流过, 使这颗星球在人们的心目中更具吸引力。已知火星的质量约为地球质量的 ,火星的半径约 1 9 为地球半径的 。下列关于人类发射的关于火星探测器的说法正确的是( ) 1 2 A发射速度只要大于第一宇宙速度即可 B发射速度只有达到第三宇宙速度才可以 C发射速度应大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度 D火星探测器环绕火星运行的最大速度为地球第一宇宙速度的 2 3 解析 : 根据三个宇宙速度的意
3、义, 可知选项 A、 B 错误, 选项 C 正确 ; 已知 M火, R M地 9 火 ,则 ,选项 D 正确。 R地 2 v火 v地 GM火 R火 GM地 R地 2 3 答案: CD 4 (多选)宇宙中两个相距较近的星球可以看成双星, 它们只在相互间的万有引力作用下, 绕两球心连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动。 根据宇宙大爆炸理论, 双星间的 距离在不断缓慢增加,设双星仍做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( ) A双星相互间的万有引力大小不变 B双星做圆周运动的角速度均增大 C双星做圆周运动的动能均减小 D双星做圆周运动的半径均增大 解析: 双星间的距离在不断缓慢增加,根据万有引力定
4、律,FG,知万有引力 m1m2 L2 大小减小,选项 A 错误;根据万有引力提供向心力得 Gm1r12,Gm2r22,可 m1m2 L2 m1m2 L2 知 m1r1m2r2,知轨道半径比等于质量之反比,双星间的距离变大,则双星的轨道半径都变 大, 根据万有引力提供向心力, 知角速度变小, 选项 B 错误, D 正确 ; 根据 Gm1r12 m1m2 L2 m2r22,可得线速度减小,所以双星做圆周运动的动能均减小,选项 C 正确。 答案: CD 5. (多选)据报道,中国将在 2019 年发射“珞珈一号”02 星。如图所示,设“珞珈一号” 在半径为 R 的圆周轨道上运行,经过时间 t,转过的
5、角度为 。已知引力常量为 G。下列说 法正确的是( ) A“珞珈一号”内的物体处于平衡状态 B“珞珈一号”的运行周期为t 2 C“珞珈一号”的发射速度大于 7.9 km/s D可算出地球质量为 2R3 Gt2 解析: 人造地球卫星内的物体处于完全失重状态,选项 A 错误;地球的第一宇宙速 度为近地卫星的速度 7.9 km/s,发射“珞珈一号”的速度一定大于第一宇宙速度 7.9 km/s, 选项 C 正确;根据 ,可得 Tt,选项 B 正确;根据 Gm,v,解得 M t 2 T 2 Mm R2 v2 R R t ,选项 D 正确。 2R3 Gt2 答案: BCD 6(2018安徽皖南八校联考)一
6、颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星,其轨道半径 上对应的重力加速度为地球表面重力加速度的四分之一, 则某一时刻该卫星观测到地面赤道 最大弧长为(已知地球半径为 R)( ) A. R B. R 2 3 1 2 C. R D R 1 3 1 4 解析: 在轨道上 Gmg,在地球表面 Gmg,因为 g g,解得 r2R, Mm r2 Mm R2 1 4 则某时刻该卫星观测到地面赤道的弧度数为, 则观测到地面赤道最大弧长为 R, 故选 A。 2 3 2 3 答案: A 7. (多选)(2018云南一模)一球形行星对其周围物体的万有引力使物体产生的加速度用 a 表 示,物体到球形行星表面的距离用 h
7、表示,a 随 h 变化的图象如图所示,图中 a1、h1、a2、h2 及引力常量 G 均为已知。根据以上数据可以计算出( ) A该行星的半径 B该行星的质量 C该行星的自转周期 D该行星的同步卫星离行星表面的高度 解析 : 设行星半径为 R, 质量为 M, 物体质量为 m, 在物体到球形行星表面的距离为 h1 时, 由万有引力定律和牛顿运动定律, 有ma1, 在物体到球形行星表面的距离为 h2 GMm Rh12 时,有 Gma2,联立可解得行星半径 R 和质量 M,选项 A、B 正确。不能得出该 Mm Rh22 行星的自转周期,也不能得出该行星同步卫星离行星表面的高度,选项 C、D 错误。 答案
8、: AB 82016 年 10 月 19 日,“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功实现 自动交会对接。两名航天员景海鹏和陈冬成功从“神舟十一号”飞船进入“天宫二号”实验 舱。已知“神州十一号”飞船的运行周期为 T,距地球表面的高度为 h,地球半径为 R,引 力常量为 G。“神州十一号”飞船的运行轨道可视为圆轨道,则( ) A飞船的质量为 m4 2Rh3 GT2 B飞船飞行的速度大小为 v2R T C地球的质量为 M4 2R3 GT2 D地球表面的重力加速度为 g4 2Rh3 R2T2 解析: 飞船绕地球的运动为匀速圆周运动,根据 Gm 2(Rh),解得地球 Mm Rh2 ( 2
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