《【備戰(zhàn)2014】二年名校模擬_一年權(quán)威預(yù)測專題五萬有引力與航天》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【備戰(zhàn)2014】二年名校模擬_一年權(quán)威預(yù)測專題五萬有引力與航天（20頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、溫馨提示：此套題為 Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看 比例，答案解析附后。二年名校模擬一年權(quán)威預(yù)測【模擬演練】1.（2012 長春模擬）2011年9月29日，我國自行設(shè)計、制造的“天宮一號”空 間實驗室發(fā)射成功，開創(chuàng)了我國航天事業(yè)的新紀(jì)元.“天宮一號”經(jīng)過變軌后在 距地面355 km近圓軌道運行，關(guān)于“天宮一號”、同步通信衛(wèi)星和赤道上隨地 球自轉(zhuǎn)的物體，下列說法正確的是（）A. “天宮一號”的向心加速度最大B. “天宮一號”的角速度最大C.隨地球自轉(zhuǎn)物體速度最小D. “天宮一號”的速度大于7.9 km/s2.（2012 成都模擬）我國于2010年10月1日成功發(fā)射了月球
2、探測衛(wèi)星“嫦娥二號” CE-2, CE-2在橢圓軌道近月點Q 完成近月拍攝任務(wù)后，到達(dá)橢圓軌道的遠(yuǎn)月點P變軌成圓形軌道，如圖所示.忽略地球?qū)E-2的影響，則CE-2（）A.在由橢圓軌道變成圓形軌道過程中機(jī)械能不變B.在由橢圓軌道變成圓形軌道過程中線速度增大C.在Q點的線速度比沿圓軌道運動的線速度大D.在Q點的加速度比沿圓軌道運動的加速度大-19 -3.（2012 南通模擬）美國國家科學(xué)基金會2010年9月29日宣布，天文學(xué)家發(fā) 現(xiàn)一顆迄今為止與地球最類似的太陽系外行星如圖所示，這顆行星距離地球約20億光年，公轉(zhuǎn)周期約為37年，這顆名叫Gliese581 g的行星位于天秤座星群, 它的半徑大約
3、是地球的1.9倍，重力加速度與地球相近.則下列說法正確的是（）A.在地球上發(fā)射航天器到達(dá)該星球，航天器的發(fā)射速度至少要達(dá)到第三宇宙速 度B.該行星的公轉(zhuǎn)速度比地球大C.該行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的2.61倍D.要在該行星表面發(fā)射人造衛(wèi)星，發(fā)射速度至少要達(dá)到4.（2012 鹽城模擬）如圖所示，在圓軌道上運行的國 際空間站里，一宇航員A靜止（相對于空間艙）“站” 在艙內(nèi)朝向地球一側(cè)的“地面” B上.則下列說法中 正確的是（）A.宇航員A不受重力作用B.宇航員A所受重力與他在該位置所受的萬有引力相等 C.宇航員A與“地面” B之間的彈力大小等于重力D.宇航員A將一小球無初速度（相對空間艙）釋放，該小球
4、將落到“地面” B上7.9 km/s地球空間站/空間玷運J行方向5 .（2012 鄭州模擬）衛(wèi)星電話在搶險救災(zāi)中能發(fā)揮重要作用.第一代、第二代海 事衛(wèi)星只使用地球同步衛(wèi)星，不能覆蓋地球上的高緯度地區(qū).第三代海事衛(wèi)星采 用地球同步衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星結(jié)合的方案，它由 4顆同步衛(wèi)星與12顆中軌道衛(wèi) 星構(gòu)成.中軌道衛(wèi)星高度為10 354千米，分布在幾個軌道平面上（與赤道平面有 一定的夾角），在這個高度上，衛(wèi)星沿軌道旋轉(zhuǎn)一周的時間為 6小時.則下列判 斷正確的是（）A.中軌道衛(wèi)星的線速度小于地球同步衛(wèi)星B.中軌道衛(wèi)星的線速度大于地球同步衛(wèi)星C.在中軌道衛(wèi)星經(jīng)過地面某點正上方的一天后，該衛(wèi)星仍在地面該點的正
5、上方D.如果某一時刻中軌道衛(wèi)星、地球同步衛(wèi)星與地球的球心在同一直線上，那么 經(jīng)過6小時它們?nèi)栽谕恢本€上6 .（2012 長春模擬）兩個人造地球衛(wèi)星分別以vi和V2繞地球做半徑分別為ri和 2的勻速圓周運動，運動周期分別為 T1和T2,運動中所受向心力的大小分別為 F1和F2,其加速度大小分別為a1和a2.若1T2C.aa2D.F1F27 .（2012 青島模擬）不久前歐洲天文學(xué)家在太陽系外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類 居住的行星，命名為“格利斯581c” .該行星的質(zhì)量是地球的5倍，直徑是地球 的1.5倍.設(shè)想在該行星表面附近繞行星沿圓軌道運行的人造衛(wèi)星的動能為國,在地球表面附近繞地球沿圓軌道運行
6、的相同質(zhì)量的人造衛(wèi)星的動能為國,則旦1Ek2為（）A.0.13B.0.3C.3.33D.7.58 .（2011 吉林模擬）星球上的物體脫離星球引力所需要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vi的關(guān)系是V2 = T2vi.已知某星球 的半徑為r,它表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的1/6.不計其他星球的影響.則該星球的第二宇宙速度為（）A.#B.患 C. 3 D.軻9.（2011 桂林模擬）據(jù)報道,2009年4月29日，美國亞利桑娜州一天文觀測機(jī) 構(gòu)發(fā)現(xiàn)一顆與太陽系其他行星逆向運行的小行星，代號為2009HC82該小行星直 徑為23千米，繞太陽一周的時間為 T
7、年，而地球與太陽之間的距離為 R,如果該行星與地球一樣，繞太陽運動可近似看做勻速圓周運動, 運動的半徑約為（）A. R0VTB.RqC. Rj10.（2011 德州模擬）2010年10月1日，“嫦娥二號” 衛(wèi)星發(fā)射成功.作為我國探月工程二期的技術(shù)先導(dǎo)星， “嫦娥二號”的主要任務(wù)是為“嫦娥三號”實現(xiàn)月面則小行星繞太陽D.R03T2軟著陸開展部分關(guān)鍵技術(shù)試驗，并繼續(xù)進(jìn)行月球科學(xué) 探測和研究.如圖所示，“嫦娥二號”衛(wèi)星的工作軌道 是100公里環(huán)月圓軌道I ,為對“嫦娥三號”的預(yù)選著陸區(qū)一一月球虹灣地區(qū)（圖 中B點正下方）進(jìn)行精細(xì)成像，“嫦娥二號”在A點將軌道變?yōu)闄E圓軌道n,使 其近月點在虹灣地區(qū)正上
8、方 B點，距月球表面大約15公里.下列說法正確的是A. “嫦娥二號”衛(wèi)星在A點的勢能大于在B點的勢能B. “嫦娥二號”衛(wèi)星在軌道I上的速度大于月球的第一宇宙速度C. “嫦娥二號”衛(wèi)星變軌前后的機(jī)械能不相等D. “嫦娥二號”衛(wèi)星在軌道n上 A點的加速度大于在軌道I上的加速度 11.（2011 青島模擬）在圓軌道上運動的質(zhì)量為 m的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球半徑R,地面上的重力加速度為g,忽略地球自轉(zhuǎn)影響，則（）A.衛(wèi)星運動的速度大小為q2RB.衛(wèi)星運動的周期為C.衛(wèi)星運動的向心加速度大小為1g2D.衛(wèi)星軌道處的重力加速度為-g412.（2011 佛山模擬）地球赤道上有一物體隨地球自轉(zhuǎn)而
9、做圓周運動，所受到的 向心力為E,向心加速度為線速度為w,角速度為3 1；繞地球表面附近做 圓周運動的人造衛(wèi)星（高度忽略）所受到的向心力為F2,向心加速度為a2,線速 度為V2,角速度為32；地球同步衛(wèi)星所受到的向心力為 F3,向心加速度為a3, 線速度為V3,角速度為3 3；地球表面的重力加速度為g,第一宇宙速度為v,假 設(shè)三者質(zhì)量相等，則（）A.F1=F2F3C.v = V2= vv3B.a = a2=ga3D. 3 1 = 3 31),為了解釋兩者 的不同，目前有一種流行的理論認(rèn)為，在宇宙中可能存在一種望遠(yuǎn)鏡觀測不到 的物質(zhì)一一暗物質(zhì)，作為一種簡化的模型，我們假定在以這兩個星體連線為直徑
10、的球體內(nèi)均勻分布著這種暗物質(zhì)，不考慮其他暗物質(zhì)的影響，試根據(jù)這一模型和上述觀測結(jié)果確定該星系間這種暗物質(zhì)的密度 .提示：解答第(2)問時，可以將暗物質(zhì)處理成兩星連線中點的質(zhì)點.答案解析【模擬演練】1.【解析】選A、B、C. “天宮一號”屬于近地衛(wèi)星，其軌道半徑ri小于同步通信 衛(wèi)星的軌道半徑2,由a =粵得aia2,由。=3得 5 32,由v =得viv2,1 .9 km/s是第一宇宙速度，是最大的環(huán)繞速度，所以 viV3,故 C 對.由 a=32得 a2a3, A Xt.2 .【解析】選B、C、D.衛(wèi)星在由橢圓軌道過渡到大圓軌道需要在P點點火加速做離心運動，機(jī)械能增加，A選項錯誤，B選項正確
11、；Q點是衛(wèi)星運行橢圓軌道 的近月點，由開普勒行星運動第二定律可得近月點的線速度大于遠(yuǎn)月點的線速 度，C正確；由牛頓第二運動定律可得：GM； = ma=a=粵，Q點距離月球較rr近，所以加速度大，D選項正確.【方法技巧】變軌問題的兩點提醒關(guān)于衛(wèi)星的變軌問題，我們要結(jié)合圓周運動的知識進(jìn)行分析：(1)衛(wèi)星若要變軌到大圓軌道，則需要點火加速使衛(wèi)星做離心運動.(2)衛(wèi)星若變軌到小圓軌道，則需要點火減速做向心運動.3 .【解析】選A.發(fā)射航天器到達(dá)該行星要飛離太陽系，發(fā)射速度要達(dá)到第三宇 宙速度，A選項正確；該行星的公轉(zhuǎn)速度丫=牛，我們只知道該行星的公轉(zhuǎn)周期 比地球的大，但不知道公轉(zhuǎn)半徑如何，所以無法確定
12、該行星公轉(zhuǎn)速度與地球公 轉(zhuǎn)速度的大小關(guān)系，B選項錯誤；根據(jù)gH =mg行；gR = mg地，解得業(yè)R行R地2M地= 3.61, C選項錯誤；要在該行星表面發(fā)射人造衛(wèi)星，發(fā)射速度至少為v = q環(huán)，該 行星的重力加速度與地球相近，但半徑比地球大，所以發(fā)射速度要大于7.9 km/s, D選項錯誤.4 .【解析】選B.宇航員所受的萬有引力等于該處宇航員的重力，萬有引力提供 該處做圓周運動的向心力，A錯誤，B正確；宇航員處于完全失重狀態(tài)，和“地 面”B間沒有相互作用，C錯誤；將一小球無初速度釋放，小球相對空間艙靜止， 不會落向“地面B上，D錯誤.【誤區(qū)警示】解答運動天體所受重力應(yīng)注意的事項(1)宇航員
13、所在處的萬有引力即為宇航員在該處所受的重力，不能認(rèn)為宇航員不 受重力.(2)宇航員所受的萬有引力完全提供向心力，飛船上的所有物體均如此，所以都 處于完全失重狀態(tài)，從而不存在相互擠壓的彈力.5 .【解析】選B、C.根據(jù)地球衛(wèi)星的特點，越向外的衛(wèi)星，運行速度越小，運行 周期越大，故可判斷出中軌道衛(wèi)星比地球同步衛(wèi)星離地面近，運動的線速度大， A項錯誤，B項正確；在中軌道衛(wèi)星經(jīng)過地面某點正上方的一天后，中軌道衛(wèi)星正好轉(zhuǎn)了四圈，故該衛(wèi)星仍在地面該點的正上方，C項正確；如果某一時刻中軌道衛(wèi)星、地球同步衛(wèi)星與地球的球心在同一直線上，那么經(jīng)過6小時，中軌道衛(wèi)星回到原來位置，而同步衛(wèi)星并沒有回到原來位置，也沒有
14、到同一直線上相反的位置，故D項錯誤.6 .【解析】選A、C.地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的向心力是由萬有引力提供2的，設(shè)地球質(zhì)量為M,衛(wèi)星質(zhì)量為m,可以得到：F=GMn = m，解得運動的 r r速度大小為v=怦，所以半徑越大，線速度越小，所以 A項正確；半徑越大,周長越長，速率越小，運動的周期越長，所以 B項錯誤；因為不知道兩個衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系，所以不能確定出向心力的大小關(guān)系，所以D項錯誤；再根據(jù)向心2加速度公式得到：a =上，所以半徑越大，向心加速度越小，C項正確.r7 .【解析】選C.由萬有引力等于向心力gMm可得v2=誓則獸=?曾R2 RR Ek2 M 地 R行=-=3.33,選項 C
15、正確.1.58.【解析】選A.該星球的第一宇宙速度：GMumv2 r r在該星球表面處萬有引力等于重力：G華=m gr 6由以上兩式得Vi=j則第二宇宙速度V2=j1*，故A正確.9 .【解析】選D.小行星和地球繞太陽做圓周運動，都是由萬有引力提供向心力，22有GMm =m（駕2R,則R =0嗎,可知小行星繞太陽運行軌道半徑為R = R1TR2T. 4 二20，12=R行,D正確.10 .【解析】選A、C.衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點的勢能大于近地點的勢能， A正確.衛(wèi)星在軌道I上的速度應(yīng)小于月球的第一宇宙速度，B錯誤.衛(wèi)星變軌前后有其他力對衛(wèi)星做功，故機(jī)械能不守恒，C正確.衛(wèi)星在軌道n上A點受到的萬有引力和
16、在軌道I上受到的萬有引力相同，故加速度相等，D錯誤.11 .【解析】選B、D.地面上萬有引力等于重力，即GM=mg,該衛(wèi)星到地面的 R距離等于地球半徑R,則其軌道半徑r=2R.其做勻速圓周運動的向心力由萬有引22力提供，根據(jù)牛頓第二定律：GM) = m二=mtr = ma = mg可求得衛(wèi)星運動的r r T速度大小v=R，故A不正確.衛(wèi)星運動的周期T =4冗將，所以B正確.衛(wèi)星運動的向心加速度大小a=g =lg,故C不正確,D正確.412 .【解題指南】解答該題應(yīng)注意以下三點：(1)赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體和繞地球表面做圓周運動的衛(wèi)星，所需要的向心力 不同.(2)同步衛(wèi)星和赤道上的物體具有相同的
17、角速度和周期.(3)近地衛(wèi)星的線速度等于第一宇宙速度.【解析】選D.赤道上：a1=R2=R”.同步衛(wèi)星軌道上： a3 = 32 = r422，其中 TJT5=33,可知a3a1.由F=ma得F3F1.又由v=rn則V3V1.繞地球表面附近做 圓周運動的人造衛(wèi)星，由v = 可知V3 33 .由an = G號可知 a2a3,另外 m七-=mg = ma2.由 F =GMm可知 F2F3.總之：F2F3F1,故 RrA錯誤.a2=g a3a1，故B錯誤.V2V3V1,故C錯誤.W2 W3= e，所以D正確.13 .【解析】(1)從題目信息中可知：“天鏈一號02星”是地球的同步衛(wèi)星，處于同步衛(wèi)星的軌道
18、上.它的周期與地球自 轉(zhuǎn)周期相等.Mm41G7 mpr,GM =gR ,r 一,3gR2T24二2,所以= 4父107 m(2) “天鏈一號02星”與同軌道的航天器的運行軌道都是同步衛(wèi)星軌道，所以“天鏈一號02星”與同 軌道的航天器繞地球運轉(zhuǎn)的半徑為r.“天鏈一號02星”與航天器之間最遠(yuǎn)時的示意圖如 圖所示.由幾何知識可知：“天鏈一號02星”與航天 器之間的最遠(yuǎn)距離s=2j2R2 無線電波從發(fā)射到被航天器接收需要分兩步.首先赤道地面基站發(fā)射的信號被“天鏈一號02星”接收，所用時間為l=I；然c后“天鏈一號02星”再把信號傳遞到同軌道的航天器，所用時間為t2=，c正史.所以共用時間：t=ti +
19、t2+紡=cc c答案：1 4 107 m 2 * 2 j2c c14.【解析】對于第一種形式，一個星體在其他三個星體的萬有引力作用下圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動，其軌道半徑為：廣返a.由萬有引力定律、222% _ 2向心力公式和牛頓運動定律得：G2 2G丹cos45 = mri 4T2a2a2T12解得周期：1=2肥匚二2a二.4.2 Gm對于第二種形式，其軌道半徑為：萬二由a3由萬有引力定律、向心力公式和牛頓運動定律得4 二2解得周期T2 =2二a3 1x3 Gm兩種形式下，星體運動的周期之比6 6 34.2TiT2答案：6 613 4 ,222-mmG 2G cos30 ; mr
20、2 r0a15.【解析】(1)設(shè)同步衛(wèi)星距行星表面高度為 h,則GMm24 二T-R以第一宇宙速度運行的衛(wèi)星其軌道半徑為R,則GMm2二 mR23由得：h二生M-RT v(2)行星自轉(zhuǎn)周期等于同步衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期2二 R h8 二3R3【高考預(yù)測】1 .【解析】選B、C.由于C和A周期相同，即角速度相同，由v=(or知，vcva,A錯，B對.衛(wèi)星B和C的加速度都是由萬有引力提供的，由牛頓第二定律可得G，m =ma,故 aB=ac , C 對 D 錯. r2 .【解析】選A、C、D.據(jù)日= 6t=，t可得3水：畬=01 ： 2 T水T金二色：1Q選項24A正確；據(jù)GMm =m 2 r = man可
21、得以3 r金3=T,k2： T金2=堂：42, an-4,選項C、D正 r Tr確；水星和金星繞太陽做勻速圓周運動，只可能求出中心天體的質(zhì)量，而不能 求出環(huán)繞星體水星和金星的質(zhì)量，水星和金星密度間的關(guān)系無法求出，選項 B 錯誤.3 .【解析】選B.同步衛(wèi)星在赤道的正上方，不可能在北京的正上方，A錯.對衛(wèi)2星 G m=ma, W a =2, 又 GM=gR2, 故2=2g g,B 對.第 i 宇宙速度R hR hR h等于近地衛(wèi)星的線速度，由v=，M得，同步衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度，C錯.由于同步衛(wèi)星的周期小于月球的公轉(zhuǎn)周期，故同步衛(wèi)星的角速度大于月球 繞地球的角速度，D錯.24 .【解析】
22、選A、C、D.由GMmMma知，r變大，a變小.A對.由6粵=m/知 rr r變大，v變小，B錯C對.“天宮一號”要“抬腿”r費大，必須做離心運動，故必 須加速，D對.5 .【解析】選A、C.木星繞太陽做勻速圓周運動所需向心力由萬有引力提供：G M5辱=mri；衛(wèi)星繞木星做勻速圓周運動所需向心力由萬有引力提供： ri2Ti22Gm2rm = m4Vr2,由此式可求得木星的質(zhì)量，兩式聯(lián)立即可求出太陽與木星間的 222丁2萬有引力，所以A、C正確.由于不知道衛(wèi)星的質(zhì)量，不能求得木星與衛(wèi)星間的萬有引力，故B不正確.又三= GMA #工=普，故D不正確.T； 4 二T2 4 二6 .【解析】選C.由于
23、Ti=T2,故0=個相同，A錯.根據(jù)FF向，對mi得Gm瞥 2= mi=mi即2ri對m2得G2m1m2v22-m2一 =m2r2 Lro又 ri+r2=L由得幺=* =吧=2下錯=人 v2 r2 m135= 3L, C 對 D 錯.57.【解析】（1）求解兩星體做圓周運動的周期.兩星體圍繞同一點O做勻速圓周運動，其角速度一樣，周期也一樣，其所需向心力由兩者間的萬有引力提供，可知： 對于雙星系統(tǒng)每個星體M:22c M 4 二G -2- = M 2- rL2 T2其中：=1由以上兩式可得:2r213= GM設(shè)暗物質(zhì)的密度為P,質(zhì)量為m,則:,4I Q I 3m =：一4二(一)=二:-_-32
24、一622由萬有引力提供向心力有：咚 GMm二mlljL （2）22 T解得：=（匚）2M 4m T N又：m=兀必3,代入上式解得：6p=3（N-1）M/（2 兀L3）答案：（1）店;GM(2)3(N-1)M/(2 兀L3)【方法技巧】 解答雙星問題的“兩等”與“兩不等”(1)雙星問題的“兩等”分別是：它們的角速度相等.雙星做勻速圓周運動的向心力由它們之間的萬有引力提供,即它們運動的向心力大小總是相等的 .(2) “兩不等”分別是：雙星做勻速圓周運動的圓心是它們連線上的一點 ,所以雙星做勻速圓周運動的半徑與雙星間的距離是不相等的 ,它們的軌道半徑之和才等于它們間的距離.由mi 32r尸m2 32r2知由于mi與m2一般不相等，故ri與2一般也不相等.- i8 -
【備戰(zhàn)2014】二年名校模擬_一年權(quán)威預(yù)測專題五萬有引力與航天
