2019-2020年高中物理 6.5宇宙航行 提高鞏固練習(xí) 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 6.5宇宙航行 提高鞏固練習(xí) 新人教版必修2【鞏固練習(xí)】一、選擇題: 1下列說法正確的是( )A行星的運(yùn)動(dòng)和地球上物體的運(yùn)動(dòng)遵循不同的規(guī)律B物體在轉(zhuǎn)彎時(shí)一定受到力的作用C月球繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到地球的引力和向心力的作用D物體沿光滑斜面下滑時(shí)受到重力、斜面的支持力和下滑力的作用2根據(jù)觀察,在土星外層有一個(gè)環(huán),為了判斷它是土星的一部分還是小衛(wèi)星群,測(cè)出環(huán)中各層的線速度v與該層到土星中心的距離R之間的關(guān)系。下列判斷正確的是( )A若,則該環(huán)是土星的一部分 B若,則該環(huán)是土星的衛(wèi)星群C若,則該環(huán)是土星的一部分 D若,則該環(huán)是土星的衛(wèi)星群3關(guān)于地球同步衛(wèi)星下列說法正確的是( )A地球同步衛(wèi)星和地球同步,因此同步衛(wèi)星的高度和線速度大小是一定的B地球同步衛(wèi)星的地球的角速度雖被確定,但高度和速度可以選擇,高度增加,速度增大,高度降低,速度減小C. 地球同步衛(wèi)星只能定點(diǎn)在赤道上空,相對(duì)地面靜止不動(dòng)D以上均不正確4我國(guó)繞月探測(cè)工程的預(yù)先研究和工程實(shí)施已取得重要進(jìn)展。設(shè)地球、月球的質(zhì)量分別為m1、m2,半徑分別為R1、R2,人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度為,對(duì)應(yīng)的環(huán)繞周期為,則環(huán)繞月球表面附近圓軌道飛行的探測(cè)器的速度和周期分別為( )A, B,C, D ,5土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一是土星的兩顆衛(wèi)星,都沿近似為圓周的軌道繞土星運(yùn)動(dòng)。其參數(shù)如表:衛(wèi)星半徑(m)衛(wèi)星質(zhì)量(kg)軌道半徑(m)土衛(wèi)十8.901042.0110181.51108土衛(wèi)十一5.701045.6010171.51108兩衛(wèi)星相比土衛(wèi)十( )A受土星的萬有引力較大B繞土星的圓周運(yùn)動(dòng)的周期較大C繞土星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度較大D動(dòng)能較大6天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動(dòng),并測(cè)出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期。由此可算出( )A行星的質(zhì)量 B行星的半徑C恒星的質(zhì)量 D恒星的半徑7假設(shè)太陽系中天體的密度不變,天體直徑和天體之間距離都縮小到原來的一半,地球繞太陽公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng),則關(guān)于下列物理量的變化正確的是( )A地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半B地球的向心力變?yōu)榭s小前的C地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同D地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半8. 甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星,其中甲為地球同步衛(wèi)星,乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高度,兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道以下判斷正確的是( ) A甲的周期大于乙的周期 B乙的速度大于第一宇宙速度 C甲的加速度小于乙的加速度D甲在運(yùn)行時(shí)能經(jīng)過北極的正上方9. “嫦娥二號(hào)”是我國(guó)月球探測(cè)第二期工程的先導(dǎo)星若測(cè)得“嫦娥二號(hào)”在月球(可視為密度均勻的球體)表面附近圓形軌道運(yùn)行的周期為T,已知引力常量為G,半徑為R的球體體積公式,則可估算月球的( ) A密度 B質(zhì)量 C半徑 D自轉(zhuǎn)周期10. a是地球赤道上一幢建筑,b是在赤道平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)、距地面9.6106 m的衛(wèi)星,c是地球同步衛(wèi)星,某一時(shí)刻b、c剛好位于a的正上方(如圖甲所示),經(jīng)48h,a、b、c的大致位置是圖乙中的( ) (取地球半徑R6.4106 m,地球表面重力加速度g10m/s2,)11.已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍若某行星的平均密度為地球平均密度的一半,它的同步衛(wèi)星距離表面的高度是其半徑的2.5倍,則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為( ) A6小時(shí) B12小時(shí) C24小時(shí) D36小時(shí)12.如圖所示是“嫦娥一號(hào)”奔月示意圖,衛(wèi)星發(fā)射后通過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在繞月軌道上,衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力二、解答題:1宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球,經(jīng)過時(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)過時(shí)間5t小球落回原處。(取地球表面重力加速度g10m/s2,空氣阻力不計(jì))(1)求該星球表面附近的重力加速度;(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星:R地1:4,求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星:M地。2土星周圍有許多大小不等的巖石顆粒,它們繞土星的運(yùn)動(dòng)可視為圓周運(yùn)動(dòng)。其中有兩個(gè)巖石顆粒A和B與土星中心距離分別位=8.0104km和=1.2105km。忽略所有巖石顆粒間的相互作用。(結(jié)果可用根式表示)(1)求巖石顆粒A和B的線速度之比;(2)求巖石顆粒A和B的周期之比;(3)土星探測(cè)器上有一物體,在地球上重為10N,推算出他在距土星中心3.2105km處受到土星的引力為0.38N。已知地球半徑為6.4103km,請(qǐng)估算土星質(zhì)量是地球質(zhì)量的多少倍?3.我國(guó)發(fā)射的“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星沿近似于圓形的軌道繞月飛行為了獲得月球表面全貌的信息,讓衛(wèi)星軌道平面緩慢變化衛(wèi)星將獲得的信息持續(xù)用微波信號(hào)發(fā)回地球設(shè)地球和月球的質(zhì)量分別為M和m,地球和月球的半徑分別為R和R1,月球繞地球的軌道半徑和衛(wèi)星繞月球的軌道半徑分別為r和r1,月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T假定在衛(wèi)星繞月運(yùn)行的一個(gè)周期內(nèi)衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面,求在該周期內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射的微波信號(hào)因月球遮擋而不能到達(dá)地球的時(shí)間。(用M、m、R、R1、r、r1和r表示,忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)遮擋時(shí)間的影響)【答案與解析】一、選擇題:1B解析:行星運(yùn)動(dòng)和地球上物體的運(yùn)動(dòng)都遵循相同的規(guī)律,故A錯(cuò)誤;物體轉(zhuǎn)彎一定做圓周運(yùn)動(dòng),做圓周運(yùn)動(dòng)必定有外力提供向心力,故B正確;向心力是效果力,受力分析不能分析上,故C錯(cuò)誤;沒有下滑力之說,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。2AD解析:若該環(huán)是土星的一部分,則符合與土星同軸轉(zhuǎn)規(guī)律,即角速度相同周期相同,線速度和半徑成正比。若該環(huán)是衛(wèi)星群則符合萬有引力提供向心力,可得,即。故答案選AD。3AC解析:關(guān)于同步衛(wèi)星高度一定,周期一定,線速度一定,只能在赤道上空,相對(duì)地面靜止,故選項(xiàng)AC正確。4A解析:人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),萬有引力提供向心力,即,同理探測(cè)器繞月球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),聯(lián)立得;人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由,同理探測(cè)器繞月球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),聯(lián)立得。故A選項(xiàng)正確。5AD解析:萬有引力,由得:向心加速度,周期,動(dòng)能,其中以M為土星的質(zhì)量,m為衛(wèi)星的質(zhì)量,r為衛(wèi)星的軌道半徑,代入數(shù)值比較可得AD是正確的。6C解析:根據(jù)得,因此可以計(jì)算中心天體的質(zhì)量,即恒星的質(zhì)量,故C正確。7BC解析:設(shè)太陽和地球的密度分別為、,太陽的直徑、地球的直徑、太陽與地球間的距離分別變?yōu)?,地球受到太陽的萬有引力:變化前:,變化后:可得由萬有引力提供向心力有,得,所以。故選項(xiàng)BC正確。8. AC解析:本題考查萬有引力與航天中的衛(wèi)星問題,意在考查考生對(duì)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律、第一宇宙速度的理解和同步衛(wèi)星的認(rèn)識(shí)對(duì)同一個(gè)中心天體而言,根據(jù)開普勒第三定律可知,衛(wèi)星的軌道半徑越大,周期就越長(zhǎng),A正確第一宇宙速度是環(huán)繞地球運(yùn)行的最大線速度,B錯(cuò)由可得軌道半徑大的天體加速度小,C正確同步衛(wèi)星只能在赤道的正上空,不可能過北極的正上方,D錯(cuò)9. A解析:本題考查萬有引力的應(yīng)用,意在考查考生應(yīng)用萬有引力解決宇宙航天問題的能力“嫦娥二號(hào)”在近月表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知周期T,有故無法求出月球半徑R及質(zhì)量M,但結(jié)合球體體積公式可估算出密度,A正確10. B解析:由于a、c具有相同的周期,均為24小時(shí),a、c同步,故c仍在a的正上方,故A錯(cuò);由已知條件,對(duì)b:和,可以求得b做圓周運(yùn)動(dòng)的周期b轉(zhuǎn)的圈數(shù):,故B正確11. B解析:設(shè)地球半徑為R0,密度為,自轉(zhuǎn)周期為T0,對(duì)地球同步衛(wèi)星, 某行星半徑為R,密度為,自轉(zhuǎn)周期為T,其同步衛(wèi)星, 兩式聯(lián)立有:,代入數(shù)據(jù)可求T12小時(shí),故選擇B選項(xiàng)12. C解析:“嫦娥一號(hào)”發(fā)射時(shí)因通過自帶的火箭加速多次變軌所以其發(fā)射速度應(yīng)達(dá)到第一宇宙速度,A錯(cuò);在繞月圓軌道上,由得與衛(wèi)星質(zhì)量無關(guān),B錯(cuò);在繞月軌道上,衛(wèi)星受月球的引力大于地球?qū)λ囊?,D錯(cuò);由萬有引力得C正確二、解答題:1解析:(1)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體落回原處的時(shí)間t,所以g/g2m/s2,(2)根據(jù),所以所以2解析:(1)設(shè)土星質(zhì)量為M0,顆粒質(zhì)量為m,顆粒距土星中心距離為r,線速度為v,根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律:解得:對(duì)于A、B兩顆粒分別有: 和得:(2)設(shè)顆粒繞土星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T,根據(jù)得對(duì)于A、B兩顆粒分別有: 和所以(3)設(shè)地球質(zhì)量為M,地球半徑為r0,地球上物體的重力可視為萬有引力,探測(cè)器上物體質(zhì)量為m0,在地球表面重力為G0,距土星中心r0/=km處的引力為G0/,根據(jù)萬有引力定律:,所以 (倍) 3. 解析:如圖所示,O和O分別表示地球和月球的中心在衛(wèi)星軌道平面上,A是地月連心線OO與地月球面的公切線ACD的交點(diǎn),D、C和B分別是該公切線與地球表面、月球表面和探月衛(wèi)星圓軌道的交點(diǎn)根據(jù)對(duì)稱性,過A點(diǎn)在另一側(cè)作地月球面的公切線,交探月衛(wèi)星軌道于E點(diǎn)探月衛(wèi)星在BE上運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的信號(hào)被遮擋 設(shè)探月衛(wèi)星的質(zhì)量為m0,萬有引力常量為G, 根據(jù)萬有引力定律有, , 式中,T1是探月衛(wèi)星繞月球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期由式得: , 設(shè)探月衛(wèi)星的微波信號(hào)被遮擋的時(shí)間為t,則由于探月衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),應(yīng)有, 式中,COA,COB由幾何關(guān)系得: r cosR-R1, r1 cosR1, 由式得:- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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