2011屆課件-高三物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 第4講 萬(wàn)有引力與航課時(shí)作業(yè)天 新人教版

第四章 第4講(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中以活頁(yè)形式分冊(cè)裝訂！)1日本的“月亮女神”沿距月球表面100 km的軌道飛行，我國(guó)的“嫦娥一號(hào)”沿距月球表面的200 km的軌道飛行，下列說(shuō)法正確的是()A“月亮女神”的線速度大于“嫦娥一號(hào)”的線速度B“月亮女神”的周期小于“嫦娥一號(hào)”的周期C“月亮女神”的周期大于“嫦娥一號(hào)”的周期D.“月亮女神”的角速度小于“嫦娥一號(hào)”的角速度【解析】由，故v，r小則v大，故選項(xiàng)A對(duì)；由m2r，故T2，r小則T小，故選項(xiàng)B對(duì)、C錯(cuò)；由，知T小則大，故選項(xiàng)D錯(cuò)【答案】AB2(2009年福建卷)“嫦娥一號(hào)”月球探測(cè)器在環(huán)繞月球運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)探測(cè)器運(yùn)行的軌道半徑為r，運(yùn)行速率為v，當(dāng)探測(cè)器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時(shí)()Ar、v都將略為減小Br、v都將保持不變Cr將略為減小，v將略為增大Dr將略為增大，v將略為減小【解析】當(dāng)探測(cè)器飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)的上空時(shí)，相當(dāng)于探測(cè)器和月球重心間的距離變小了，由萬(wàn)有引力定律F可知，探測(cè)器所受月球的引力將增大，這時(shí)的引力略大于探測(cè)器以原來(lái)軌道半徑運(yùn)行所需要的向心力，探測(cè)器將做靠近圓心的運(yùn)動(dòng)，使軌道半徑略為減小，而且月球的引力對(duì)探測(cè)器做正功，使探測(cè)器的速度略微增加，故ABD選項(xiàng)錯(cuò)誤，C選項(xiàng)正確【答案】C32008年9月27日16時(shí)40分，我國(guó)航天員翟志剛打開“神舟”七號(hào)載人飛船軌道艙艙門，首度實(shí)施空間出艙活動(dòng)，在茫茫太空第一次留下中國(guó)人的足跡翟志剛出艙時(shí)，“神舟”七號(hào)的運(yùn)行軌道可認(rèn)為是圓周軌道下列關(guān)于翟志剛出艙活動(dòng)的說(shuō)法正確的是()A假如翟志剛握著啞鈴，肯定比舉著五星紅旗費(fèi)力B假如翟志剛自由離開“神舟”七號(hào)，他將在同一軌道上運(yùn)行C假如沒(méi)有安全繩束縛且翟志剛使勁向前推“神舟”七號(hào)，他將可能沿豎直線自由落向地球D假如“神舟”七號(hào)上有著和輪船一樣的甲板，翟志剛在上面行走的步幅將比在地面上大【解析】“神舟”七號(hào)上的一切物體都處于完全失重狀態(tài)，受到的萬(wàn)有引力提供向心力，A錯(cuò)B對(duì)；假如沒(méi)有安全繩束縛且翟志剛使勁向前推“神舟”七號(hào)，將使他對(duì)地的速度減小，翟志剛將在較低軌道運(yùn)行，C錯(cuò)誤；由于“神舟”七號(hào)上的一切物體都處于完全失重狀態(tài)，就算“神舟”七號(hào)上有著和輪船一樣的甲板，翟志剛也幾乎不能行走，D錯(cuò)誤【答案】B4質(zhì)量相等的甲、乙兩顆衛(wèi)星分別貼近某星球表面和地球表面圍繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知該星球和地球的密度相同，半徑分別為R和r，則()A甲、乙兩顆衛(wèi)星的加速度之比等于RrB甲、乙兩顆衛(wèi)星所受的向心力之比等于11C甲、乙兩顆衛(wèi)星的線速度之比等于11D甲、乙兩顆衛(wèi)星的周期之比等于Rr【解析】由FG和MR3可得萬(wàn)有引力FGRm，又由牛頓第二定律Fma可得A正確衛(wèi)星繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬(wàn)有引力等于向心力，因此B錯(cuò)誤由FGRm，F(xiàn)m可得，選項(xiàng)C錯(cuò)誤由FGRm，F(xiàn)mR可知，周期之比為11，故D錯(cuò)誤【答案】A52009年2月11日俄羅斯的“宇宙2251”和美國(guó)的“Iridium33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805 km處發(fā)生碰撞，產(chǎn)生大量碎片，這是歷史上首次發(fā)生的衛(wèi)星碰撞事件相撞衛(wèi)星的碎片形成太空垃圾，并在衛(wèi)星軌道附近繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，國(guó)際空間站的軌道在相撞事故地點(diǎn)下方270英里(434公里)處若把兩顆衛(wèi)星和國(guó)際空間站的軌道看做圓形軌道，上述報(bào)道的事故中，以下說(shuō)法正確的是()A這兩顆相撞衛(wèi)星在同一軌道上B這兩顆相撞衛(wèi)星的周期、向心加速度大小一定相等C兩相撞衛(wèi)星的運(yùn)行速度均大于國(guó)際空間站的速度D兩相撞衛(wèi)星的運(yùn)行周期均大于國(guó)際空間站的運(yùn)行周期【解析】由萬(wàn)有引力定律、牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可得Gmamm2r，解得aG，v，T可見(jiàn)，在相同軌道上的衛(wèi)星線速度大小相等，不會(huì)發(fā)生相撞事故；由于發(fā)生相撞，所以這兩顆衛(wèi)星的軌道半徑一定相同，根據(jù)推導(dǎo)出的表達(dá)式可知，這兩顆相撞衛(wèi)星的周期、向心加速度大小一定相等；由于國(guó)際空間站在相撞地點(diǎn)下方，其軌道半徑較小，所以它的運(yùn)行速度要大于兩衛(wèi)星的運(yùn)行速度，運(yùn)行周期則小于兩衛(wèi)星的運(yùn)行周期故正確選項(xiàng)為BD.【答案】BD6如下圖是“嫦娥一號(hào)”奔月示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過(guò)自帶的小型火箭多次變軌，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開展對(duì)月球的探測(cè)下列說(shuō)法正確的是()A發(fā)射“嫦娥一號(hào)”的速度必須達(dá)到第三宇宙速度B在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)C衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比D在繞月圓軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力【解析】本題考查了與萬(wàn)有引力定律相聯(lián)的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，如萬(wàn)有引力公式、宇宙速度、衛(wèi)星的周期等，設(shè)問(wèn)角度新穎第三宇宙速度是衛(wèi)星脫離太陽(yáng)系的最小發(fā)射速度，所以“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的發(fā)射速度一定小于第三宇宙速度，A項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)衛(wèi)星軌道半徑為r，由萬(wàn)有引力定律知衛(wèi)星受到的引力FG，C項(xiàng)正確；設(shè)衛(wèi)星的周期為T，由Gmr得T2r3，所以衛(wèi)星的周期與月球質(zhì)量有關(guān)，與衛(wèi)星質(zhì)量無(wú)關(guān)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；衛(wèi)星在繞月軌道上運(yùn)行時(shí)，由于離地球很遠(yuǎn)，受到地球引力很小，衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力主要是月球引力提供，D項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】C7宇宙中有這樣一種三星系統(tǒng)，系統(tǒng)由兩個(gè)質(zhì)量為m的小星體和一個(gè)質(zhì)量為M的大星體組成，兩個(gè)小星體圍繞大星體在同一圓形軌道上運(yùn)行，軌道半徑為r.關(guān)于該三星系統(tǒng)的說(shuō)法中正確的是()A在穩(wěn)定運(yùn)行情況下，大星體提供兩小星體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力B在穩(wěn)定運(yùn)行情況下，大星體應(yīng)在小星體軌道中心，兩小星體在大星體相對(duì)的兩側(cè)C小星體運(yùn)行的周期為TD大星體運(yùn)行的周期為T【解析】三星應(yīng)該在同一直線上，并且兩小星在大星體相對(duì)的兩側(cè)，只有這樣才能使某一小星體受到大星體和另一小星體的引力的合力提供向心力由GGmr2解得：小星體的周期T.【答案】BC82008年9月我國(guó)成功發(fā)射“神舟七號(hào)”載人航天飛船如下圖為“神舟七號(hào)”繞地球飛行時(shí)的電視直播畫面，圖中數(shù)據(jù)顯示，飛船距地面的高度約為地球半徑的.已知地球半徑為R，地面附近的重力加速度為g，大西洋星距地面的高度約為地球半徑的6倍設(shè)飛船、大西洋星繞地球均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)則()A“神舟七號(hào)”飛船在軌運(yùn)行的加速度為0.91gB“神舟七號(hào)”飛船在軌運(yùn)行的速度為C大西洋星在軌運(yùn)行的角速度為 D大西洋星在軌運(yùn)行的周期為2【解析】“神舟七號(hào)”飛船在軌運(yùn)行時(shí)，由牛頓第二定律得m1am1，h，由物體在地球表面受到的萬(wàn)有引力近似等于物體重力得：GMgR2，所以有ag0.91g，v，故A正確大西洋星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律得m2(Rh)2m2(Rh)，且h6R，所以有，T2，故C、D正確【答案】ACD9“嫦娥一號(hào)”于2009年3月1日下午4時(shí)13分成功撞月，從發(fā)射到撞月歷時(shí)433天，標(biāo)志我國(guó)一期探月工程圓滿結(jié)束其中，衛(wèi)星發(fā)射過(guò)程先在近地圓軌道繞行3周，再長(zhǎng)途跋涉進(jìn)入近月圓軌道繞月飛行若月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的1/6，月球半徑為地球半徑的1/4，根據(jù)以上信息得()A繞月與繞地飛行周期之比為B繞月與繞地飛行周期之比為C繞月與繞地飛行向心加速度之比為16D月球與地球質(zhì)量之比為196【解析】由Gmg可得月球與地球質(zhì)量之比：×，D正確由于在近地及近月軌道中，“嫦娥一號(hào)”運(yùn)行的半徑分別可近似為地球的半徑與月球的半徑，由Gm2R，可得：，A正確由Gma，可得：，C正確正確答案為A、C、D.易錯(cuò)點(diǎn)：不能正確應(yīng)用相關(guān)的公式求解，對(duì)于各物理量的比值，易出現(xiàn)順序顛倒的情況【答案】ACD10已知太陽(yáng)到地球與地球到月球的距離的比值約為390，月球繞地球旋轉(zhuǎn)的周期約為27天利用上述數(shù)據(jù)以及日常的天文知識(shí)，可估算出太陽(yáng)對(duì)月球與地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力的比值約為()A0.2 B2C20 D200【解析】考查萬(wàn)有引力定律及天體質(zhì)量計(jì)算問(wèn)題月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，即：GM月2R月地，地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，向心力由萬(wàn)有引力提供，即GM地2R日地，太陽(yáng)到月球的距離約等于太陽(yáng)到地球的距離，所以太陽(yáng)對(duì)月球與地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力之比約為：GG2R日地2R月地2.13，故B項(xiàng)正確【答案】B11宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過(guò)時(shí)間5t小球落回原處(取地球表面重力加速度g10 m/s2，阻力不計(jì))(1)求該星球表面附近的重力加速度g；(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星R地14，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星M地【解析】(1)設(shè)豎直上拋初速度為v0，則v0gt/2g·5t/2所以gg2 m/s2.(2)設(shè)小球質(zhì)量為m，則mgM所以M星M地×.【答案】(1)2 m/s2(2)12(2009年北京卷)已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響(1)推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式；(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運(yùn)行周期T.【解析】(1)設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為M在地球表面附近滿足Gmg得GMR2g衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于它受到的萬(wàn)有引力mG式代入式，得到v1.(2)考慮式，衛(wèi)星受到的萬(wàn)有引力為FG由牛頓第二定律Fm(Rh)式聯(lián)立解得T .【答案】(1)(2)