2021年高中物理 6-5 6 宇宙航行 经典力学的局限性课后提升考能 新人教版必修2.doc

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1、【金版教程】2014年高中物理 6-5 6 宇宙航行 经典力学的局限性课后提升考能 新人教版必修2知识点基础中档稍难万有引力作用1、2、49、10、12变轨问题35宇宙速度6、11经典力学局限性7同步卫星81. 2013宣城高一检测2011年8月26日消息，英国曼彻斯特大学的天文学家认为，他们已经在银河系里发现一颗由曾经的庞大恒星转变而成的体积较小的行星，这颗行星完全由钻石构成若已知万有引力常量，还需知道哪些信息可以计算该行星的质量 ( )A. 该行星表面的重力加速度及绕行星运行的卫星的轨道半径B. 该行星的自转周期与星体的半径C. 围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及运行半径D. 围绕该行

2、星做圆周运动的卫星的公转周期及公转线速度答案：CD解析：由万有引力定律和牛顿第二定律可知，卫星绕中心天体运动的向心力由中心天体对卫星的万有引力提供，利用牛顿第二定律得Gmmr2mr；若已知卫星的轨道半径r和卫星的运行周期T或角速度、线速度v，可求得中心天体的质量为M，由于v，所以M，所以选项C、D正确2. 我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展设地球、月球的质量分别为m1、m2，半径分别为R1、R2，人造地球卫星的第一宇宙速度为v，对应的环绕周期为T，则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为 ( )A. v, TB. v, TC. v, T D. v, T答案：A解析

3、：由向心力公式，两式联立，得v2v；由T2，T，两式联立，得T2T，故A项正确3. 2013南京高一检测2011年9月29日晚21时16分，我国将首个目标飞行器“天宫一号”发射升空.2011年11月3日凌晨“神舟八号”“天宫一号”对接成功，完美完成一次天空之吻若对接前两者在同一轨道上运动，下列说法正确的是 ( )A. 对接前“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率B. 对接前“神舟八号”的向心加速度小于“天宫一号”的向心加速度C. “神舟八号”先加速可实现与“天宫一号”在原轨道上对接D. “神舟八号”先减速后加速可实现与“天宫一号”在原轨道上对接答案：D解析：“天宫一号”做圆周运动的轨

4、道半径与“神舟八号”相等，所以由万有引力定律和牛顿第二定律列式可得v，a所在同一轨道上飞行器的速度和加速度相等，选项A、B错误“神舟八号”加速时做离心运动，只能实现低轨道与高轨道对接，所以选项C错误“神舟八号”先减速到低轨道再加速做离心运动，可实现两者在原轨道对接，所以选项D正确4. 2012安徽高考我国发射的“天宫一号”与“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km，“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则 ()A. “天宫一号”比“神舟八号”速度大B. “天宫一号”比“神舟八号”周期长C. “天宫一号”比“神舟八号”角速度大D. “天宫一号”

5、比“神舟八号”加速度大答案：B解析：由Gmmr2mrma得v，T2，a，可知B正确5. 探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比 ( )A. 轨道半径变小 B向心加速度变小C. 线速度变小 D. 角速度变小 答案：A解析：探测器做匀速圆周运动由万有引力提供向心力， 则：Gmr，整理得T2，可知周期T较小的轨道，其半径r也小，A正确；由Gmanmmr2，整理得：anG，v，可知半径变小，向心加速度变大，线速度变大，角速度变大，故B、C、D错误A正确6. 2013哈尔滨高一检测当人造卫星进入轨道做匀速圆周运动后，下列叙述正确的是 ( )A. 在任何

6、轨道上运动时，地球球心都在卫星的轨道平面内B. 卫星运动速度一定等于7.9 km/sC. 卫星内的物体仍受重力作用，并可用弹簧测力计直接测出所受重力的大小D. 因卫星处于完全失重状态，所以在卫星轨道处的重力加速度等于零答案：A解析：由于地球对卫星的万有引力提供向心力，所以球心必然是卫星轨道的圆心，A正确只有贴近地面做匀速圆周运动的卫星的速度才等于7.9 km/s，其他卫星的线速度小于7.9 km/s，B错误卫星绕地球做匀速圆周运动，其内部的物体处于完全失重状态，弹簧测力计无法测出其重力，地球在卫星轨道处产生的重力加速度等于其向心加速度，并不等于零，C、D错误7. 关于经典力学和量子力学，下列说

7、法中正确的是 ( )A. 不论是对宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的B. 量子力学适用于宏观物体的运动；经典力学适用于微观粒子的运动C. 经典力学适用于宏观物体的运动；量子力学适用于微观粒子的运动D. 上述说法都是错误的答案：C解析：经典力学适用于低速运动、宏观物体，不适用于高速、微观粒子量子力学既适用于宏观物体，也适用于微观物体，故选项C正确8. 已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G.有关同步卫星，下列表述正确的是 ()A. 卫星距地面的高度为 B. 卫星的运行速度小于第一宇宙速度C. 卫星运行时受到的向心力大小为GD. 卫星运行的向

8、心加速度小于地球表面的重力加速度答案：BD解析：根据万有引力提供向心力，Gm(HR)，卫星距地面的高度为HR，A错；根据Gm，可得卫星的运行速度v，而第一宇宙速度为 ，故B对；卫星运动时受到的向心力大小为F向G，C错；根据Gma向，可得卫星运行的向心加速度为a向G，而地球表面的重力加速度为gG，D对9. 在轨道上运行的人造地球卫星，若卫星上的天线突然折断，则天线将 ( )A. 做自由落体运动B. 做平抛运动C. 和卫星一起绕地球在同一轨道上运行D. 由于惯性沿轨道切线方向做直线运动答案：C解析：折断的天线由于惯性而具有卫星原来的速度，在地球引力作用下继续在原轨道上运行，故选C.明确折断的天线与

9、卫星具有相同的运动情况和受力情况是解题的关键10. 为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1.随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则 ( )A. X星球的质量为MB. X星球表面的重力加速度为gXC. 登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为D. 登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2T1答案：AD解析：根据Gm1r1()2、Gm2r2()2，可得M，T2T1，故A、D正确；登陆舱在半径为r1的圆轨道上运动的向心加速度ar1.此加速度与X星球表面的重力加速度并不相等

10、，故B错误；根据m，得v，则，故C错误11. 质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的 ( )A. 线速度v B. 角速度C. 运行周期T2 D. 向心加速度a答案：ACD解析：万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，则Gmmr2mrma，rR解得v，T2，故A、C正确，a，故D正确12. 月球的质量约为地球质量的1/81，半径约为地球半径的1/4，地球上第一宇宙速度约为7.9 km/s，则月球上第一宇宙速度约为多少？答案：1.76 km/s解析：对绕地球表面做匀速圆

11、周运动的卫星有得v对绕月球表面做匀速圆周运动的卫星有得v由以上两式代入数据解得v1.76 km/s.13. 恒星演化发展到一定阶段，可能成为横行世界的“侏儒”中子星，中子星的半径很小，一般为7 km20 km，但它的密度大得惊人若某中子星的密度为1.21017 kg/m3，半径为10 km，那么该中子星的第一宇宙速度约为多少？(G6.671011 Nm2/kg2)(结果保留两位有效数字)答案：5.8107 m/s或5.8104 km/s解析：中子星的第一宇宙速度即为它表面卫星的环绕速度，此时卫星的轨道半径可近似认为是中子星的半径，且中子星对卫星的万有引力充当卫星的向心力，由Gm，得：v，又MVR3，解得vR1104 m/s5.8107 m/s5.8104 km/s.6