高考物理一轮复习 课后限时作业17 万有引力与航天（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc

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1、课后限时作业17万有引力与航天时间：45分钟1在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献关于科学家和他们的贡献，下列说法中不正确的是(D)A伽利略首先将实验事实和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来B笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献C开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律D牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量解析：伽利略首先将实验事实和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来，选项A正确；笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献，选项B正确；开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律，选项C正确；引力常量是由卡文迪许测出的，选项D错误2(多选)假设地球和

2、火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，则(CD)A地球的公转周期大于火星的公转周期B地球公转的线速度小于火星公转的线速度C地球公转的向心加速度大于火星公转的向心加速度D地球公转的角速度大于火星公转的角速度解析：地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，它们各自所受的万有引力充当向心力由Gmr可得T2 ，因r地r火，故T地T火，选项A错误；由Gm可得v ，因r地v火，选项B错误；由Gman可得an，因r地a火，选项C正确；由Gm2r可得 ，因r地火，选项D正确3(多选)冥王星的两颗卫星尼克斯和海德拉绕冥王星近似做匀速圆周运动，它们的周期分别约为25天和38天，则尼克斯绕冥

3、王星运动的(AD)A角速度比海德拉的大B向心加速度比海德拉的小C线速度比海德拉的小D轨道半径比海德拉的小解析：由可知，周期小的尼克斯绕冥王星运动的角速度比海德拉的大，选项A正确；由开普勒第三定律可知，周期小的尼克斯绕冥王星运动的轨道半径比海德拉的小，选项D正确；由Gman可得anG，故轨道半径小的尼克斯绕冥王星运动的向心加速度比海德拉的大，选项B错误；由Gm可得v ，故轨道半径小的尼克斯绕冥王星运动的线速度比海德拉的大，选项C错误4一个物体静止在质量均匀的球形星球表面的赤道上已知引力常量为G，星球密度为.若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零，则星球自转的角速度为(A)A. B.CG D

4、.解析：设星球的质量为M，半径为R，自转的角速度为，物体的质量为m，在星球赤道上，若物体对星球表面的压力为零，则由万有引力提供向心力，有GmR2，又知MVR3，联立解得 ，选项A正确5星球上的物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2v1.已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度gE的，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为(A)A. B.C. D.gEr解析：质量为m的物体在星球表面受到的万有引力等于其重力，即Gmgm，得v1 ，故v2v1，选项A正确6机器人“玉兔号”在月球表面做了一个自由落体实验，测

5、得物体从静止自由下落h高度的时间为t.已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G，则(D)A月球表面的重力加速度为B月球的第一宇宙速度为 C月球质量为D月球同步卫星离月球表面的高度为 R解析：由自由落体运动规律得hgt2，所以g，故A错误；月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，根据mgm，得v1 ，故B错误；在月球表面的物体受到的重力等于万有引力，有mgG，所以M，故C错误；月球同步卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有Gm(Rh)，解得h R R，故D正确7两颗互不影响的行星P1、P2各有一颗近地卫星S1、S2绕其做匀速圆周运动图中纵轴表示行星周围空间某位置的引力加速度大小

6、a，横轴表示该位置到行星中心距离r的二次方的倒数，a关系图线如图所示若卫星S1、S2的引力加速度大小均为a0，则(B)AS1的质量比S2的大BP1的质量比P2的大CP1的第一宇宙速度比P2的小DP1的平均密度比P2的大解析：根据万有引力定律可知，引力加速度a，由此可知，图象的斜率kGM，P1对应的a图线的斜率大，故行星P1的质量大，但两卫星的质量关系无法判断，选项A错误，选项B正确；设第一宇宙速度为v，则v，由图象可知，P1的半径比P2的大，故P1的第一宇宙速度比P2的大，选项C错误；行星的平均密度，P1的半径比P2的大，则P1的平均密度比P2的小，选项D错误8(多选)用弹簧测力计称量一个相对

7、于地球静止的小物体的重力，随称量位置的变化可能会有不同的结果已知地球质量为M，引力常量为G.将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体下列说法正确的是(AC)A在北极地面上称量时，弹簧测力计读数为F0GB在赤道地面上称量时，弹簧测力计读数为F1GC在北极上空高出地面h处称量时，弹簧测力计读数为F2GD在赤道上空高出地面h处称量时，弹簧测力计读数为F3G解析：在北极地面上的物体不随地球自转，万有引力等于重力，则有F0G，故A正确；在赤道地面上称量时，万有引力大小等于重力与物体随地球一起自转所需要的向心力大小之和，则有F1G，故B错误；在北极上空高出地面h处称量时，万有引力等于重力，则有F2G，故C正

8、确；在赤道上空高出地面h处称量时，万有引力大于重力，弹簧测力计读数F3G，故D错误9两个质量不同的天体构成双星系统，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动下列说法正确的是(C)A质量大的天体线速度较大B质量小的天体角速度较大C两个天体的向心力大小相等D若在圆心处放一个质点，则它受到的合力为零解析：双星系统中，两个天体以二者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，有m1r12m2r22，故质量大的天体距离该点(圆周运动的圆心)近，即运动的轨道半径r小二者做匀速圆周运动的角速度相等，由vr可知，质量大的天体线速度较小，选项A、B错误；二者绕该点做匀速圆周运动，二者之间的万有引力提供向心力，所以两个

9、天体的向心力大小相等，选项C正确；若在圆心处放一个质量为m的质点，则质量为m1的天体对它的万有引力为F1G，质量为m2的天体对它的万有引力为F2G，因m1r1m2r2，故F2F1，即圆心处放的质点受到的合力不为零，选项D错误10.引力波的发现证实了爱因斯坦100年前所做的预测.1974年发现了脉冲双星间的距离在减小就已间接地证明了引力波的存在如果将该双星系统简化为理想的圆周运动模型，如图所示，两星球在相互的万有引力作用下，绕O点做匀速圆周运动由于双星间的距离减小，则(A)A两星运动的周期均逐渐减小B两星运动的角速度均逐渐减小C两星的向心加速度均逐渐减小D两星运动的线速度均逐渐减小解析：设双星之

10、间的距离为L，质量较大的星球与O点距离为r，质量为M，另一星球质量为m，由万有引力定律和匀速圆周运动知识得GMr2，Gm(Lr)2，联立解得 ，由于双星之间的距离L减小，故两星运动的角速度增大，选项B错误；由周期T可知，两星的运动周期减小，选项A正确；由GMan可知，由于双星之间的距离L减小，故两星运动的向心加速度增大，选项C错误；由GM可知，v ，因两星质量不变，故此值不变，又由于双星之间的距离L减小，故两星运动的线速度增大，选项D错误11(多选)“超级地球”是指围绕恒星公转的类地行星科学家们发现有3颗不同质量的“超级地球”环绕一颗体积比太阳略小的恒星公转，公转周期分别为4天、10天和20天

11、根据上述信息可以计算(AB)A3颗“超级地球”运动的线速度之比B3颗“超级地球”运动的向心加速度之比C3颗“超级地球”所受的引力之比D该恒星的质量解析：3颗“超级地球”的中心天体相同，根据万有引力提供向心力，即mr，可求得3颗“超级地球”的轨道半径之比，已知周期之比、轨道半径之比，根据v可求得3颗“超级地球”运动的线速度之比，故A正确；已知周期之比、轨道半径之比，根据anr，可求得3颗“超级地球”运动的向心加速度之比，故B正确；根据F，由于3颗“超级地球”的质量之比未知，所以无法求得所受的引力之比，故C错误；因为不知道具体的轨道半径，所以无法求得中心天体的质量，故D错误12由于地球的自转，物体

12、在地球上不同纬度处随地球自转所需向心力的大小不同，因此同一个物体在地球上不同纬度处重力大小也不同，在地球赤道上的物体受到的重力与其在地球两极点受到的重力大小之比约为299300，因此我们通常忽略两者的差异，可认为两者相等而有些星球，却不能忽略假如某星球因为自转的原因，一物体在该星球赤道上的重力与其在两极点受到的重力大小之比为78，已知该星球的半径为R.(引力常量为G)(1)求绕该星球运动的同步卫星的轨道半径r；(2)若已知该星球赤道上的重力加速度大小为g，求该星球的密度.解析：(1)设物体质量为m，星球质量为M，星球的自转周期为T，物体在星球两极时，万有引力等于重力，即F万GG极物体在星球赤道

13、上随星球自转时，向心力由万有引力的一个分力提供，另一个分力就是重力G赤，有F万G赤Fn因为G赤G极，所以FnGm2R该星球的同步卫星的周期等于星球的自转周期T，则有Gmr联立解得r2R.(2)在星球赤道上，有Gmg解得M又因星球的体积VR3所以该星球的密度.答案：(1)2R(2)13我国发射的“嫦娥一号”卫星发射后首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，通过加速再进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地心最近距离为L1，最远距离为L2，卫星快要到达月球时，依靠火箭的反向助推器减速，被月球引力“俘获”后，成为环月球卫星，最终在离月心距离L3的“绕月轨道”上飞行已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度

14、为g，月球表面的重力加速度为g/6，求：(1)卫星在“停泊轨道”上运行的线速度；(2)卫星在“绕月轨道”上运行的线速度；(3)假定卫星在“绕月轨道”上运行的周期为T，卫星轨道平面与地月连心线共面，求在该一个周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间(忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响)解析：(1)根据万有引力提供向心力Gm根据地球表面的物体受到的重力等于万有引力，Gmg得v1(2)根据万有引力提供向心力Gm，根据在月球表面的物体受到的重力等于万有引力Gmg月得v2.(3)如图，O和O分别表示地球和月球的中心在卫星轨道平面上，A是地月连心线OO与地月球面的公切线ACD的交点，D、C和B分别是该公切线与地球表面、月球表面和卫星圆轨道的交点，根据对称性，过A点在另一侧作地月球面的公切线，交卫星轨道于E点卫星在圆弧BE上运动时发出的信号被遮挡coscosCOB，coscosDOA，tT(arccosarccos).答案：(1)(2)(3)(arccosarccos)