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高三物理一轮复习单元检测万有引力与航天doc高中物理
高三物理一轮复习单元检测万有引力与航天doc高中物理
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万有引力与航天1.我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站.如图1所示,关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近,并将与空间站在B处对接,已知空间站绕月轨道半径为r,周期为T,万有引力常量为G,以下说法中正确的选项是( )A.图中航天飞机正加速飞向B处B.航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速图1C.根据题中条件可以算出月球质量D.根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小解析:月球对航天飞机的引力与其速度的夹角小于90°,故航天飞机飞向B处时速度增大,即加速,A正确;B处根本上是椭圆轨道的近月点,航天飞机在该处所受月球引力小于它所需的向心力,而在圆形轨道上运动时要求月球引力等于所需向心力,故B正确;由G=mr知月球质量可表示为M=,C正确;因空间站的质量未知,故D错误.答案:ABC2.(2022·鲁东南三市四县诊断性测试)为纪念伽利略将望远镜用于天文观测400周年,2022年被定为以“探索我的宇宙”为主题的国际天文年.我国发射的“嫦娥一号”卫星绕月球经过一年多的运行,完成了预定任务,于2022年3月1日16时13分成功撞月.如图2所示为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图,卫星在控制点1开场进入撞月轨道.假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R,周期为T,引力常量为G.根据题中信息,以下说法正确的选项是( )图2A.可以求出月球的质量B.可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力C.“嫦娥一号”卫星在控制点1处应加速D.“嫦娥一号”在地面的发射速度大于11.2km/s解析:由=mR可得月球质量M=,A正确;但因不知“嫦娥一号”卫星的质量,无法求出月球对“嫦娥一号”的引力,B错误;“嫦娥一号”6/6\n从控制点1处开场做向心运动,应在控制点1处减速,C错误;“嫦娥一号”最终未脱离地球束缚和月球一齐绕地球运动.因此在地面的发射速度小于11.2km/s,D错误.答案:A3.(2022·福建高考)“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中,设探测器运行的轨道半径为r,运行速率为v,当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时( )A.r、v都将略为减小B.r、v都将保持不变C.r将略为减小,v将略为增大D.r将略为增大,v将略为减小解析:当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时,受到的万有引力即向心力会变大,故探测器的轨道半径会减小,由v=得出运行速率v将增大,应选C.答案:C4.(2022·广东省汕头市高三摸底考试)一物体从一行星外表某高度处自由下落(不计阻力).自开场下落计时,得到物体离行星外表高度h随时间t变化的图象如图3所示,那么根据题设条件可以计算出( )图1A.行星外表重力加速度的大小图3B.行星的质量C.物体落到行星外表时速度的大小D.物体受到行星引力的大小解析:从题中图象看到,下落的高度和时间已知(初速度为0),所以能够求出行星外表的加速度和落地的速度,因为物体的质量未知,不能求出物体受到行星引力的大小,又因为行星的半径未知,不能求出行星的质量.答案:AC5.(2022·海口模拟)2022年美国宇航员评出了太阳系外10颗最神奇的行星,包括天文学家1990年发现的第一颗太阳系外行星以及最新发现的可能适合居住的行星.在这10颗最神奇的行星中排名第三的是一颗不断缩小的行星,命名为HD209458b,它的一年只有3.5个地球日.这颗行星以极近的距离绕恒星运转,因此它的大气层不断被恒星风吹走.据科学家估计,这颗行星每秒就丧失至少10000吨物质,最终这颗缩小行星将只剩下一个死核.假设该行星是以其球心为中心均匀减小的,且其绕恒星做匀速圆周运动.以下说法正确的选项是( )A.该行星绕恒星运行周期会不断增大B.该行星绕恒星运行的速度大小会不断减小6/6\nC.该行星绕恒星运行周期不变D.该行星绕恒星运行的线速度大小不变解析:由于该行星是以其球心为中心均匀减小的,所以其运行的半径不变,由于该行星的质量改变而恒星的质量不变,由=和=可知,周期和线速度大小均不改变.选项C、D正确.答案:CD6.(2022·青岛三中月考)如图4所示,在同一轨道平面上的三个人造地球卫星A、B、C在某一时刻恰好在同一直线上,以下说法正确的有( )图4A.根据v=,可知vA<vB<vCB.根据万有引力定律,FA>FB>FCC.向心加速度aA>aB>aCD.运动一周后,C先回到原地点解析:由=m=ma可得:v=.故vA>vB>vC,不可用v=比较v的大小,因卫星所在处的g不同,A错误;由a=,可得aA>aB>aC,C正确;万有引力F=,但不知各卫星的质量大小关系,无法比较FA、FB、FC的大小,B错误;由T=可知,C的周期最大,最晚回到原地点,故D错误.答案:C7.宇宙中两个星球可以组成双星,它们只在相互间的万有引力作用下,绕球心连线的某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,那么以下说法错误的选项是( )A.双星相互间的万有引力减小B.双星做圆周运动的角速度增大C.双星做圆周运动的周期增大D.双星做圆周运动的半径增大解析:距离增大万有引力减小,A正确;由m1r1ω2=m2r2ω2及r1+r2=r得,r1=,r2=,可知D正确;F=G=m1r1ω2=m2r2ω2,r增大F减小,r1增大,故ω减小,B错;由T=知C正确.6/6\n答案:B8.(2022·汕头模拟)有一宇宙飞船到了某行星上(该行星没有自转运动),以速度v接近行星外表匀速飞行,测出运动的周期为T,已知引力常量为G,那么可得( )A.该行星的半径为B.该行星的平均密度为C.无法测出该行星的质量D.该行星外表的重力加速度为解析:由T=可得:R=,A正确;由=m可得:M=,C错误;由M=πR3·ρ得:ρ=,B正确;由=mg得:g=,D正确.答案:ABD9.(2022·浙江十校联考)在2022~2022年短短5年时间内,我国就先后成功发射了三艘载人飞船:“神舟五号”于2022年10月15日9时升空,飞行21小时11分钟,共计14圈后平安返回;“神舟六号”于2022年10月12日9时升空,飞行115小时32分钟,共计77圈后平安返回;“神舟七号”于2022年9月25日21时升空,飞行68小时27分钟,共计45圈后平安返回.三艘载人飞船绕地球运行均可看做匀速圆周运动,那么以下判断正确的选项是( )A.它们绕地球飞行时所受的万有引力一定相等B.可以认为它们绕地球飞行的线速度大小相同C.它们在绕地球飞行的过程中,宇航员处于平衡状态D.飞船中的宇航员可使用弹簧测力计来测量自身所受到的重力解析:通过计算发现三艘载人飞船绕地球运行的周期近似相等,根据开普勒第三定律可知:三艘载人飞船绕地球飞行的半径是相等的.所以它们绕地球飞行的线速度大小相同,但三艘载人飞船的质量不一定相等,因而它们所受的万有引力不一定相等.它们在绕地球飞行的过程中,宇航员不是处于平衡状态,而是处于失重状态,因而宇航员不能使用弹簧测力计来测量自身所受到的重力,故只有B正确.答案:B10.发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同图5步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点(如图5所示).那么当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的选项是( )6/6\nA.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度解析:卫星在半径为r的轨道上运行时,速度v=,可见轨道半径r越大,运行速度越小,由v=ωr可得ω=,r越大,ω越小,A错B正确;卫星的向心加速度由万有引力产生,在不同的轨道上运动时,由a=知,在同一点它们的加速度是相同的,故C错D正确.答案:BD11.(2022·潮州测试)在半径R=5000km的某星球外表,宇航员做了如下实验,实验装置如图6甲所示.竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m=0.2kg的小球,从轨道AB上高H处的某点静止滑下,用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出相应的F大小,F随H的变化关系如图乙所示.求:图6(1)圆轨道的半径及星球外表的重力加速度.(2)该星球的第一宇宙速度.解析:(1)小球过C点时满足F+mg=m又根据mg(H-2r)=mvC2联立解得F=H-5mg由题图可知:H1=0.5m时F1=0;可解得r=0.2mH2=1.0m时F2=5N;可解得g=5m/s2(2)据m=mg6/6\n可得v==5×103m/s.答案:(1)0.2m 5m/s2 (2)5×103m/s12.(2022·德州模拟)中国首个月球探测方案“嫦娥工程”预计在2022年送机器人上月球,实地采样送回地球,为载人登月及月球基地选址做准备.设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行,飞船上备有以下实验仪器:A.计时表一只;B.弹簧测力计一把;C.已知质量为m的物体一个;D.天平一只(附砝码一盒).在飞船贴近月球外表时可近似看成绕月球做匀速圆周运动,宇航员测量出飞船在靠近月球外表的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t.飞船的登月舱在月球上着陆后,遥控机器人利用所携带的仪器又进展了第二次测量,利用上述两次测量的物理量可以推导出月球的半径和质量.(已知引力常量为G,忽略月球的自转的影响)(1)说明机器人是如何进展第二次测量的?(2)试推导用上述测量的物理量表示的月球半径和质量的表达式.解析:(1)机器人在月球上用弹簧测力计竖直悬挂物体,静止时读出弹簧测力计的读数F,即为物体在月球上所受重力的大小.(2)设月球质量为M,半径为R,在月球上(忽略月球的自转的影响)可知G=mg月①又mg月=F②飞船绕月球运行时,因为是靠近月球外表,故近似认为其轨道半径为月球的半径R,由万有引力提供飞船做圆周运动的向心力,可知G=mR③又T=④由①②③④式可知月球的半径R==.月球的质量M=.答案:(1)见解析 (2)R= M=()6/6
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高考 - 一轮复习
发布时间:2022-08-25 11:43:05
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文章作者:U-336598
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