【三維設計】2014屆高三物理一輪 課時跟蹤檢測16 萬有引力與航天（一）

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1、課時跟蹤檢測(十六)萬有引力與航天(一)高考?？碱}型：選擇題1下面說法正確的是()A在經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量不隨運動狀態(tài)而改變，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量也不隨運動狀態(tài)而改變B在經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量隨物體運動速度增大而減小，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量隨物體運動速度的增大而增大C在經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量是不變的，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量隨物體速度增大而增大D上述說法都是錯誤的2地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，但彗星的運動軌道則是一個非常扁的橢圓。天文學家哈雷曾經(jīng)在1662年跟蹤過一顆彗星，他算出這顆彗星軌道的半長軸約等于地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍，并預言這顆彗星將每隔一定時間就會再次出現(xiàn)。這顆彗星最近出現(xiàn)的

2、時間是1986年，它下次飛近地球大約是哪一年()圖1A2042年B2052年C2062年 D2072年3. (2012江蘇高考)2011年8月，“嫦娥二號”成功進入了環(huán)繞“日地拉格朗日點”的軌道，我國成為世界上第三個造訪該點的國家。如圖2所示，該拉格朗日點位于太陽和地球連線的延長線上，一飛行器處于該點，在幾乎不消耗燃料的情況下與地球同步繞太陽做圓周運動，則此飛行器的()A線速度大于地球的線速度B向心加速度大于地球的向心加速度 圖2C向心力僅由太陽的引力提供D向心力僅由地球的引力提供4質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行，其運動視為勻速圓周運動。已知月球質(zhì)量為M，月球半徑為R，月球表面

3、重力加速度為g，引力常量為 G，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則航天器的()A線速度 v B角速度C運行周期 T2 D向心加速度 a5我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時軌道”上繞地球運行(即繞地球一圈需要24小時)；然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達“48小時軌道”和“72小時軌道”；最后奔向月球。如果按圓形軌道計算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比()A衛(wèi)星動能增大，引力勢能減小B衛(wèi)星動能增大，引力勢能增大C衛(wèi)星動能減小，引力勢能減小D衛(wèi)星動能減小，引力勢能增大6甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運行高度低于甲的運行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的

4、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甲的加速度大于乙的加速度D甲在運行時能經(jīng)過北極的正上方7(2012安徽高考)我國發(fā)射的“天宮一號”和“神舟八號”在對接前，“天宮一號”的運行軌道高度為350 km，“神舟八號”的運行軌道高度為343 km。它們的運行軌道均視為圓周，則()A“天宮一號”比“神舟八號”速度大B“天宮一號”比“神舟八號”周期長C“天宮一號”比“神舟八號”角速度大D“天宮一號”比“神舟八號”加速度大8. (2012北京順義區(qū)測試)自從1970年4月我國第一顆人造地球衛(wèi)星上天以來，在40多年的時間里，我國的航天事業(yè)取得了舉世矚目的成就，期間成功地發(fā)射了地球同步通信

5、衛(wèi)星和載人航天飛船。2011年11月1日又成功地發(fā)射了“神舟八號”飛船，并在空中與“天宮一號”成功地實現(xiàn)了交會對接，如圖3所示。已知“神舟 圖3八號”飛船運行周期約為90 min，那么“神舟八號”飛船與地球同步通信衛(wèi)星在軌道上正常運轉(zhuǎn)時相比較()A飛船運行的周期較大B飛船離地面的高度較大C飛船運行的加速度較大D二者一定在同一軌道平面內(nèi)9. (2012南通模擬)如圖4所示，發(fā)射某飛船時，先將飛船發(fā)送到一個橢圓軌道上，其近地點M距地面200 km，遠地點N距地面330 km。進入該軌道正常運行時，其周期為T1，通過M、N點時的速率分別是v1、v2。當某次飛船通過N點時，地面指揮部發(fā)出指令，點燃飛船

6、上的發(fā)動機，使飛船在短時間內(nèi)加速后進入離地面330 km的圓形軌道，開始繞地球做勻速圓周運動，周期為T2，這時飛船的速率為v3。比較飛 圖4船在M、N、P三點正常運行時(不包括點火加速階段)的速率大小和加速度大小及在兩個軌道上運行的周期，下列結論正確的是()Av1v3 Bv1v2Ca2a3 DT1T210.探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道到達月球附近，在P點進行第一次“剎車制動”后被月球捕獲，進入橢圓軌道繞月飛行，如圖5所示，若衛(wèi)星的質(zhì)量為m，遠月點Q距月球表面的高度為h，運行到Q點時它的角速度為，加速度為a，月球的質(zhì)量為M、半徑為R，月球表面的重力加速度為g，引力常量為G，則衛(wèi)星在遠月點時，月球?qū)πl(wèi)星

7、的萬有引力大小為()A. Bma 圖5C. Dm(Rh)211(2012湖北七市聯(lián)考)美國宇航局2011年12月5日宣布，他們發(fā)現(xiàn)了太陽系外第一顆類似地球的、可適合居住的行星“開普勒226”，其直徑約為地球的2.4倍。至今其確切質(zhì)量和表面成分仍不清楚，假設該行星的密度和地球相當，根據(jù)以上信息，估算該行星的第一宇宙速度等于()A3.3103 m/s B7.9103 m/sC1.2104 m/s D1.9104 m/s12人造地球衛(wèi)星可以繞地球做勻速圓周運動，也可以沿橢圓軌道繞地球運動。對于沿橢圓軌道繞地球運動的衛(wèi)星，以下說法正確的是()A近地點速度一定等于7.9 km/sB近地點速度一定大于7.

8、9 km/s，小于11.2 km/sC近地點速度可以小于7.9 km/sD遠地點速度一定小于在同高度圓軌道上的運行速度13(2012新課標全國卷)假設地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體。一礦井深度為d。已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零。礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為()A1 B1C()2 D()214(2013東北三校模擬)如圖6所示，地球球心為O，半徑為R，表面的重力加速度為g。一宇宙飛船繞地球無動力飛行且沿橢圓軌道運動，軌道上P點距地心最遠，距離為3R，則()圖6A飛船在P點的加速度一定是B飛船經(jīng)過P點的速度一定是 C飛船經(jīng)過P點的速度小于 D飛船經(jīng)過P點時，對準地心彈

9、射出的物體一定沿PO直線落向地面答 案課時跟蹤檢測(十六) 萬有引力與航天(一)1選C在經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量是不變的，根據(jù)狹義相對論可知，物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大，二者在速度遠小于光速時是統(tǒng)一的，故選項C正確。2選C根據(jù)開普勒第三定律有1876.4，又T地1年，所以T彗76年，彗星下次飛近地球的大致年份是2062年。3選AB飛行器與地球同步繞太陽運動，說明二者角速度、周期相同，則線速度vr，因飛行器的軌道半徑大，所以飛行器的線速度大于地球的線速度，A正確；因向心加速度a2r，所以飛行器的向心加速度大于地球的向心加速度，B正確；由題意可知飛行器的向心力應由太陽和地球?qū)︼w行器的引力的合力

10、提供，C、D錯誤。4選AC由萬有引力提供向心力可得 Gmamm2RmR，再結合忽略自轉(zhuǎn)后Gmg，在解得相關物理量后可判斷A、C正確。5選D“嫦娥一號”變軌過程中，質(zhì)量變化可忽略不計，由v 可知，軌道越高，衛(wèi)星速度越小，故變軌后衛(wèi)星動能減小，A、B錯誤；軌道變高時，萬有引力對衛(wèi)星做負功，衛(wèi)星引力勢能增大，故C錯誤，D正確。6選A對同一個中心天體而言，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，A正確。第一宇宙速度是環(huán)繞地球運行的最大線速度，B錯。由Gma可得軌道半徑大的天體加速度小，C錯誤。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。7選B用萬有引力定律處理天體問題的基本

11、方法是：把天體的運動看成圓周運動，其做圓周運動的向心力由萬有引力提供。Gmmr2mr()2m(2f)2rma，只有選項B正確。8選C“神舟八號”飛船運行周期約為90 min，而地球同步通信衛(wèi)星運行周期為24 h，所以飛船運行的周期較小，A錯誤。根據(jù)開普勒第三定律可知，周期小的軌道半徑小，所以飛船離地面的高度較小，B錯誤。根據(jù)a可知，軌道半徑越小，加速度越大，所以飛船運行的加速度較大，C正確。地球同步通信衛(wèi)星的運行軌道一定在赤道平面內(nèi)，而飛船的運行軌道中心一定是地心，但不一定要在赤道平面內(nèi)，D錯誤。9選ABC飛船在橢圓軌道運行時，近地點速度大于遠地點速度，B正確。根據(jù)開普勒第三定律，T1v3，A

12、正確。故選A、B、C。10選BC衛(wèi)星在遠月點，月球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供向心力得Gma，故A錯誤，B正確；又在月球表面有：Gmg，得GMR2g，代入F得F，故C正確；又衛(wèi)星繞月球沿橢圓軌道運行，故D錯誤。11選D設地球的密度為，半徑為R，第一宇宙速度為v1，開普勒226的第一宇宙速度為v2，得v22.4v11.9104 m/s，故D正確。12選CD第一宇宙速度是衛(wèi)星在星球表面附近做勻速圓周運動時必須具有的線速度，而對于繞地球沿橢圓軌道運動的衛(wèi)星，在近地點時的線速度與第一宇宙速度無關，可以大于第一宇宙速度，也可以小于第一宇宙速度(此時的“近地點”離地面的距離較大，不能看成是地面附近)，故A、B錯誤

13、，C正確；衛(wèi)星在遠地點的速度一定小于在同高度圓軌道上的運行速度，否則不可能被“拉向”地面，D正確。13選A如圖所示，根據(jù)題意“質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零”，可知：地面與礦井底部之間的環(huán)形部分對放在礦井底部的物體的引力為零，設地面處的重力加速度為g，地球質(zhì)量為M，由地球表面的物體m1受到的重力近似等于萬有引力，故m1gG，再將礦井底部所在的球體抽取出來，設礦井底部處的重力加速度為g，該球體質(zhì)量為M，半徑rRd，同理可得礦井底部處的物體m2受到的重力m2gG，且由MVR3，MV(Rd)3，聯(lián)立解得1，A對。14選AC飛船經(jīng)過P點時的加速度a，在地球表面的物體有mg，又因為r3R，聯(lián)立解得a，A正確。若飛船在P點做勻速圓周運動，則v ，而飛船此時在P點做近心運動，所以vPv ，B錯誤，C正確。飛船經(jīng)過P點時，對準地心彈出的物體參與兩個運動，一個是原有的速度vP，一個是彈射速度vP，如圖所示，合運動并不沿PO直線方向，D錯誤。6