高考物理一轮复习第六章万有引力与航天训练.pdf

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1、精品教案可编辑第六章 万有引力与航天题组一行星的运动及太阳与行星的引力1(2015 2016 诸暨市第一学期期末)如图所示为某行星绕太阳运行的椭圆轨道，其中F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，已知该行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于下列哪一位置()AF1BF2COD在F1与F2之间答案A2关于太阳系中各行星的轨道，以下说法中正确的是()A所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B有的行星绕太阳运动的轨道是圆C不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是相同的D不同的行星绕太阳运动的轨道都相同解析八大行星的轨道都是椭圆，A 正确，B 错误；不同行星离太阳远近不同，轨道不同，半长轴也就不同，C、D 错误。答

2、案A3关于行星的运动，下列说法中不正确的是()A关于行星的运动，早期有“地心说”与“日心说”之争，而“地心说”容易被人们所接受的原因之一是由于相对运动使得人们观察到太阳东升西落精品教案可编辑B所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，且近地点速度小，远地点速度大C开普勒第三定律a3T2k，式中k的值仅与中心天体的质量有关D开普勒三定律也适用于其他星系的行星运动解析根据开普勒第二定律可以推断出近地点速度大，远地点速度小，故选项B 错误。答案B4若认为行星绕太阳做圆周运动，则关于行星对太阳的引力的说法正确的是()A太阳对行星的引力就是行星运动的动力B太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间

3、的距离成反比C太阳对行星的引力是由实验得出的D太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来解析行星运动时引力提供向心力，只改变速度方向，不改变速度大小，所以不能称为动力，选项D 正确。答案D5关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是()A所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处C离太阳越近的行星运动周期越长D所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等解析不同行星运动的椭圆轨道不同，A 错；太阳位于行星椭圆轨道的一个焦点上，B精品教案可编辑错；由a3T2k知，半长轴a越小，公转周期T越小，C 错误，D 正确。答案D

4、6.地球对月球具有相当大的引力，可它们没有靠在一起，这是因为()A不仅地球对月球有引力，而且月球对地球也有引力，这两个力大小相等，方向相反，互相抵消了B不仅地球对月球有引力，而且太阳系中的其他星球对月球也有引力，这些力的合力为零C地球对月球的引力还不算大D地球对月球的引力不断改变月球的运动方向，使得月球围绕地球运动解析地球对月球的引力和月球对地球的引力是相互作用力，作用在两个物体上不能相互抵消，A 错误；地球对月球的引力提供了月球绕地球做圆周运动的向心力，从而不断改变月球的运动方向，所以B、C 错误，D 正确。答案D题组二万有引力定律及其应用7关于万有引力公式FGm1m2r2，以下说法中正确的

5、是()A公式只适用于星球之间的引力计算，不适用于质量较小的物体B当两物体间的距离趋近于0 时，万有引力趋近于无穷大C两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律D公式中引力常量G的值是牛顿规定的解析万有引力公式FGm1m2r2，虽然是牛顿由天体的运动规律得出的，但牛顿又将它精品教案可编辑推广到了宇宙中的任何物体，适用于计算任何两个质点间的引力，故选项A 错误；当两个物体的距离趋近于0 时，两个物体就不能视为质点了，万有引力公式不再适用，选项B 错误；两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律，选项C 正确；公式中引力常量G的值，是卡文迪许在实验室里实验测定的，而不是人为规定的，故选项D 错误。答案C8.如图

6、所示两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，大小分别为m1、m2，半径分别为r1、r2，则两球间的万有引力大小为()AGm1m2r2BGm1m2r21CGm1m2（r1r2）2DGm1m2（r1r2r）2解析两球质量分布均匀，可认为质量集中于球心，所以两球心间距离应为(r1r2r)，由公式知两球间万有引力应为FGm1m2（r1r2r）2，所以 D 选项正确。答案D精品教案可编辑9(2015 2016 诸暨市第一学期期末)如图所示，月球是地球以外人类亲身到过唯一的自然天体。假设月球表面重力加速度为g，月球半径为R，引力常量为G，则月球质量表达式为()AMgR2BMgR2GCMGgRDMgRG答案B

7、10 地球质量大约是月球质量的81 倍，在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为()A127 B 19 C13 D91解析设登月飞船质量为m，由月球和地球对登月飞船的引力大小相等，可得GM月mr2月GM地mr2地，因此r月r地M月M地19，选项 B 正确。答案B11 火星的质量和半径分别约为地球的110和12，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为()A0.2gB 0.4gC2.5gD5g解析星球表面重力等于万有引力，即GMmR2mg，故火星表面的重力加速度与地球表精品教案可编辑面的重力加速度之比为g火g地M火M地

8、R2地R2火 0.4，故选项B 正确。答案B12 有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地球表面处重力加速度的 4 倍，则该星球的质量将是地球质量的(忽略其自转影响)()A.14B 4 倍C16 倍D64 倍解析天体表面的重力加速度gGMR2，又知3M4R3，所以M9g316 22G3，故M星M地g星g地364。答案D13 设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地心4R(R是地球的半径)处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则gg0为()A1 B.19C.14D.116解析地面上，GMmR2mg0离地心 4R处：GMm（4R）2mg由以上两式得：gg0R4R2116答案D14

9、(2015江苏单科，3)过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51peg b”绕其中心恒星做匀速精品教案可编辑圆周运动，周期约为4 天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的120，该中心恒星与太阳的质量比约为()A.110B 1 C5 D10解析根据万有引力提供向心力，有GMmr2m42T2r，可得M42r3GT2，所以恒星质量与太阳质量之比为M恒M太r3恒T2地r3地T2恒(120)3(3654)21，故选项B 正确。答案B题组三宇宙航行15 关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是()A第一宇宙速度又叫环绕速度B第一宇宙

10、速度又叫脱离速度C第一宇宙速度跟地球的质量无关D第一宇宙速度跟地球的半径无关解析第一宇宙速度又叫环绕速度，故A 正确，B 错误；根据定义有GmMR2mv2R，得vGMR，其中，M为地球质量，R为地球半径，故C、D 错误。答案A16 (2016莆田高三检测)2013 年 6 月 11 日 17 时 38 分，“神舟十号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，航天员王亚平进行了首次太空授课。在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小()A等于 7.9 km/s精品教案可编辑B介于 7.9 km/s和 11.2 km/s之间C小于 7.9 km/sD介于 7.9 km/s和 16.7 km/s之间解

11、析卫星在圆形轨道上运动的速度vGMr。由于rR，所以vGMR7.9 km/s，C 正确。答案C17 (2015 2016诸暨市第一学期期末)我国的“北斗二代”计划在2020年前发射35 颗卫星，形成全球性的定位导航系统，比美国的GPS 还多 5 颗，多出的这5颗是在赤道上空的静止高轨道卫星，主要是完成短信任务的，其他30 颗跟美国GPS 的 30 颗一样，都是中轨道的运动卫星，如图所示，根据以上信息，判断下列说法正确的是()A35 颗卫星之间是保持相对静止的B多出的这5 颗卫星运行周期各不相同C30 颗卫星比多出的5 颗运行速度都要大D35 颗卫星运行速度都大于第一宇宙速度答案C18 下列有关

12、同步卫星的说法正确的是()A所有的地球同步卫星质量可以不同B所有的地球同步卫星半径可以不同C所有的地球同步卫星轨道平面可以不同精品教案可编辑D所有的地球同步卫星速率可以不同解析对于地球同步卫星，万有引力提供卫星的向心力，GMmr2mv2rm(2T)2r，解得周期T2r3GM，环绕速度vGMr，可见周期相同的情况下轨道半径必然相同，B 错误；轨道半径相同，则环绕速度相同，D 错误；同步卫星相对于地面静止在赤道上空，所有的同步卫星都运行在赤道上空同一个圆轨道上，C 错误；同步卫星的质量可以不同，A 正确。答案A19 如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、

13、r2，线速度大小分别为v1、v2，则()A.v1v2r2r1B.v1v2r1r2C.v1v2r2r12D.v1v2r1r22解析由题意知，两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据GMmr2mv2r，得vGMr，所以v1v2r2r1，故 A 正确，B、C、D 错误。答案A20 如图所示，a、b、c三颗卫星在各自的轨道上运行，轨道半径rarbrc，但三个卫星受到地球的万有引力大小相等，则下列说法正确的是()A三个卫星的加速度为aaabacB三个卫星的线速度为vavbmbmcD三个卫星的运行周期为TaTbTc解析卫星的向心加速度aGMr2，轨道半径越小，向心加速度越大，选项A 错误

14、；卫星的速度vGMr，则轨道半径越小，速度越大，选项B 错误；由于三个卫星受到地球的万有引力大小相等，由FGMmr2可知，轨道半径越大，卫星的质量越大，选项C错误；卫星的运行周期T2r3GM，所以轨道半径越大，周期越长，选项D 正确。答案D21 月球与地球质量之比约为1 80。有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕月地连线上某点O做匀速圆周运动。据此观点，可知月球与地球绕O点运动的线速度大小之比约为()A16 400 B 1 80C80 1 D6 400 1解析设地球的质量为M，月球的质量为m。对地球有GMmr2M2r1，对月球有GMmr2m2r2，联立以上两式得r

15、2r1Mm801，由vr，得 C 正确。答案C22“神舟九号”宇宙飞船与“天宫一号”成功对接，在发射时，“神舟九号”宇宙飞船首先要发射到离地面很近的圆轨道，然后经过多次变轨，最终与在距地面高度为H的圆形精品教案可编辑轨道上绕地球飞行的“天宫一号”完成对接，假设之后整体保持在距地面高度仍为H的圆形轨道上绕地球继续运动。已知地球半径为R0，地面附近的重力加速度为g。求：(1)地球的第一宇宙速度；(2)“神舟九号”宇宙飞船在近地圆轨道运行的速度与对接后整体的运行速度之比。(用题中字母表示)解析(1)设地球的第一宇宙速度为v，根据万有引力定律和牛顿第二定律得GMmR20mv2R0，在地面附近有GMm0

16、R20m0g联立以上两式解得vgR0(2)设“神舟九号”在近地圆轨道运行的速度为v1，根据题意可知v1vgR0，对接后，整体的运行速度为v2，根据万有引力定律和牛顿第二定律得GMm（R0H）2mv22R0H则v2gR20R0H，所以v1v2R0HR0答案(1)gR0(2)R0HR0题组四经典时空观和相对论时空观23 关于经典力学，下列说法正确的是()A适用于宏观物体的低速运动B仅适用于微观粒子的运动C经典力学中，物体的质量与其运动速度有关精品教案可编辑D经典力学中，物体的长度与其运动速度有关解析经典力学中物体的质量和长度与其运动速度无关，它适用于宏观物体的低速运动。答案A24 下列关于经典力学的说法不正确的是()A自由落体运动规律属于经典力学B行星运动定律属于经典力学C牛顿运动定律属于经典力学D经典力学没有局限性，适用于所有领域解析经典力学适用于宏观低速物体，而不适用于微观高速粒子。A、B、C 三项中的物体均为宏观物体，且运动速度与光速不能相比，属于低速运动，而D 项粒子以接近光速运动属于高速运动，不能用经典力学研究。答案D