届高三高考物理一轮复习专题强化卷万有引力定律及应用.docx
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届高三高考物理一轮复习专题强化卷万有引力定律及应用
万有引力定律及应用
一、单选题
1.在位于智利北部阿塔卡马沙漠,由美国,欧洲和日本等国科研机构建设的世界最大陆基天文望远镜阵举行落成典礼。
最近,一个国际研究小组借助该望远镜,观测到了一组双星系统,它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动。
此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质,达到质量转移的目的,假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变,则在最初演变的过程中( )
A.体积较大星体圆周运动轨迹半径变大,线速度变小
B.体积较大星体圆周运动轨迹半径变大,线速度变大
C.体积较大星体圆周运动轨迹半径变小,线速度变大
D.体积较大星体圆周运动轨迹半径变小,线速度变小
2.从吉隆坡飞往北京的马航MH370航班起飞后与地面失去联系,机上有154名中国人.失联后第六天,中国紧急调动了海洋,风云,高分,遥感等4个型号近10颗卫星为地面搜救行动提供技术支持.假设“高分一号”卫星与同步卫星,月球绕地球运行的轨道都是圆,它们在空间的位置示意图如图所示.下列有关“高分一号”的说法正确的是()
A.其发射速度可能小于7.9km/s
B.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的大
C.绕地球运行的周期比同步卫星的大
D.在运行轨道上完全失重,重力加速度为0
3.如图所示,“嫦娥三号”从环月圆轨道I上的P点实施变轨进入椭圆轨道II,再由近月点Q开始进行动力下降,最后成功落月。
下列说法正确的是()
A.沿轨道II运行的周期大于沿轨道I运行的周期
B.沿轨道I运行至P点时,需制动减速才能进人轨道II
C.沿轨道II运行时,在P点的加速度大于在Q点的加速度
D.沿轨道II运行时,由P点到Q点的过程中万有引力对其做负功
4.如图所示,A是放在地球赤道上的一个物体,正在随地球一起转动。
B是赤道上方一颗近地卫星。
A和B的质量相等,忽略B的轨道高度,下列说法正确的是()
A.A和B做圆周运动的向心加速度相等
B.A和B受到的地球的万有引力相等
C.A做圆周运动的线速度比B大
D.B做圆周运动的周期比A长
5.我国探月卫星“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空.此飞行轨道示意图如图所示,卫星从地面发射后奔向月球,现在圆形轨道Ⅰ上运行,在P点从轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,Q为轨道Ⅱ上的近月点,则“嫦娥三号”在轨道Ⅱ上( )
A.运行的周期大于在轨道Ⅰ上运行的周期
B.从P到Q的过程中速率不断增大
C.经过P的速度大于在轨道Ⅰ上经过P的速度
D.经过P的加速度小于在轨道Ⅰ上经过P的加速度
6.马航客机失联后,西安卫星测控中心紧急调动海洋,风云,高分,遥感4个型号近10颗卫星,为地面搜救提供技术支持.特别是“高分一号”突破了空间分辨率,多光谱与大覆盖面积相结合的大量关键技术.如图为“高分一号”与北斗导航系统两颗卫星在空中某一面内运动的示意图.“北斗”系统中两颗卫星“G1”和“G3”以及“高分一号”均可认为绕地心O做匀速圆周运动.卫星“G1”和“G3”的轨道半径为r,某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A,B两位置,“高分一号”在C位置.若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力.则以下说法正确的是( )
A.卫星“G1”和“G3”的加速度大小相等均为
B.如果调动“高分一号”卫星快速到达B位置的下方,必须对其加速
C.卫星“G1”由位置A运动到位置B所需的时间为
D.“高分一号”是低轨道卫星,其所在高度有稀薄气体,运行一段时间后,高度会降低,速度增大,机械能会增大
7.我国首次太空课在距地球300多千米的“天宫一号”上举行,如图所示的是宇航员王亚萍在“天宫一号”上所做的“水球”。
若已知地球的半径为6400km,地球表面的重力加速度为g=9.8m/s2,下列说法正确的是()
A.“水球”在太空中不受地球引力作用
B.“水球’’相对地球运动的加速度为零
C.若王亚萍的质量为m,则她在“天宫一号”中受到地球的引力为mg
D.“天宫一号”的运行周期约为1.5h
8.我国发射“嫦娥三号”探测卫星,“嫦娥三号”在绕月球做匀速圆周运动的过程中,其轨道半径为r1,运行周期为T1;“天宫一号”在绕地球做匀速圆周运动的过程中,其轨道半径为r2,周期为T2。
根据以上条件可求出()
A.“嫦娥三号”与“天宫一号”所受的引力之比
B.“嫦娥三号”与“天宫一号”环绕时的动能之比
C.月球的质量与地球的质量之比
D.月球表面与地球表面的重力加速度之比
9.“嫦娥三号”探月卫星于2013年12月2日1点30分在西昌卫星发射中心发射,并成功实现了“落月”。
若已知引力常量为G,月球绕地球做圆周运动的半径为r1,周期为T1,“嫦娥三号”探月卫星绕月球做圆周运动的环月轨道半径为r2,周期为T2,不计其他天体的影响,则根据题目条件可以()
A.求出地球的密度
B.求出“嫦娥三号”探月卫星的质量
C.求出地球与月球之间的万有引力
D.得出
10.天文学家发现一个由A,B两颗星球组成的双星系统,观测到双星A,B间的距离为l,A星的运动周期为T,已知万有引力常量为G,则可求出( )
A.A星的密度
B.A星的轨道半径
C.A星的质量
D.A星和B星的总质量
11.“嫦娥三号”任务是我国探月工程“绕、落、回”三步走中的第二步,“嫦娥三号”分三步实现了在月球表面平稳着陆。
一、从100公里×100公里的绕月圆轨道上,通过变轨进入100公里×15公里的绕月椭圆轨道;二、着陆器在15公里高度开启发动机反推减速,进入缓慢的下降状态,到100米左右着陆器悬停,着陆器自动判断合适的着陆点;三、缓慢下降到距离月面4米高度时无初速自由下落着陆。
下图是“嫦娥三号”飞行轨道示意图(悬停阶段示意图未画出)。
下列说法错误的是()
A.“嫦娥三号”在椭圆轨道上的周期小于圆轨道上的周期
B.“嫦娥三号”在圆轨道和椭圆轨道经过相切点时的加速度相等
C.着陆器在100米左右悬停时处于失重状态
D.着陆瞬间的速度一定小于9m/s
12.我国第16颗北斗导航卫星升空,北斗卫星导航系统是继美GPS和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。
这些卫星中含有地球轨道卫星,地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星,其中地球静止轨道卫星是位于赤道上空的同步卫星,倾斜地球同步轨道卫星的轨道平面与赤道平面有一定的夹角,其周期与地球自转周期相同。
这些卫星的轨道均可看做圆。
以下关于倾斜地球同步轨道卫星的说法正确的是()
A.如果它受到意外撞击速度变小,其轨道将变大
B.它的运行速度比第一宇宙速度大
C.它的向心加速度大小和位于赤道上空的同步卫星的向心加速度大小相等
D.若倾斜角度适当,该卫星可以始终位于河南郑州的正上方
13.已成为我国首个人造太阳系小行星的嫦娥二号卫星,2月再次刷新我国深空探测最远距离纪录,超过7000万公里。
嫦娥二号是我国探月工程二期的先导星,它先在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动,运行周期为T;然后从月球轨道出发飞赴日地拉格朗日L2点进行科学探测。
若以R表示月球的半径,引力常量为G,则()
A.嫦娥二号卫星绕月运行时的线速度为
B.月球的质量为
C.物体在月球表面自由下落的加速度为
D.嫦娥二号卫星在月球轨道经过减速才能飞赴拉格朗日L2点
14.“嫦娥三号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球,在距月球表面100km的P点进行第一次变轨后被月球捕获,先进入距月球表面100km圆轨道绕月飞行,如图所示。
之后“嫦娥三号”叉经过一次变轨,进入近月表面15km、远月表面100km的椭圆轨道飞行,下列说法正确的是()
A.“嫦娥三号”在距月球表面100km圆轨道上运行的速度大于月球的第一宇宙速度
B.“嫦娥三号’’在距月球表面100km圆轨道上运行周期比在椭圆轨道上的周期小
C.“嫦娥三号’’在圆轨道上经过P点时开动发动机加速才能进人椭圆轨道
D.“嫦娥三号’’在圆轨道上经过P点时刹车减速才能进入椭圆轨道
15.如图所示,人造卫星A,B在同一平面内绕地心O做匀速圆周运动。
已知A,B连线与A,O连线间的夹角最大为
,则卫星A,B的角速度之比等于
A.
B.
C.
D.
16.长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星,它的公转轨道半径r1=19600km,公转周期T1=6.39天。
天文学家新发现两颗冥王星的小卫星,其中一颗的公转轨道半径r2=48000km,则它的公转周期T2最接近于()
A.15天
B.25天
C.35天
D.45天
17.已知近地卫星线速度大小为v1,向心加速度大小为a1,地球同步卫星线速度大小为v2,向心加速度大小为a2。
设近地卫星距地面高度不计,同步卫星距地面高度约为地球半径的6倍。
则以下结论正确的是()
A.
B.
C.
D.
18.人们设想建造一部悬挂于太空中的电梯,乘着电梯直上太空,这样就省去了发射卫星的麻烦,科学家曾论证这种设想在理论上是可行的,如果真的在赤道上空有一个绳系空间站可以随地球同步运行,绳的一端固定在地面上,另一端连着空间站,且使绳上存在拉力,不计绳的质量,则( )
A.该空间站比地球同步通讯卫星离地面更近
B.该空间站比地球同步通讯卫星离地面更远
C.该空间站的周期小于24h
D.该空间站的周期大于24h
19.“嫦娥三号”月球探测器与“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行不同,“嫦娥三号”实现了落月目标。
“嫦娥三号”发射升空后,着陆器携带巡视器,经过奔月,环月最后着陆于月球表面,由巡视器(月球车)进行巡视探测。
假设月球的半径为R,月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的
,“嫦娥三号”月球探测器的总质量为m,地球表面的重力加速度为g,“环月”运动过程可近似为匀速圆周运动,那么在“环月”运动过程中它的动能可能为()
A.
B.
C.
D.
20.搭载聂海胜、张晓光、王亚平3名航天员的“神舟十号”飞船与“天宫一号”目标飞行器在离地面343km的圆轨道上成功进行了我国第5次载人空间交会对接。
下列说法正确的是()
A.为实现对接,两者运行速率都应大于第一宇宙速度
B.“神舟十号”欲追上“天宫一号”,必须在同一轨道上点火加速
C.对接完成后,当王亚平站在“天宫一号”内讲课“不动”时,她处于平衡状态
D.对接完成后,当王亚平站在“天宫一号”内讲课“不动”时,她处于失重状态
二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.天文学家将相距较近,仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T,两颗恒星之间的距离为r,试推算这个双星系统的总质量.(万有引力常量为G)
22.神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律.天文学家观测河外星系大麦哲伦云时,发现了LMCX-3双星系统,它由可见星A和不可见的暗星B构成.两星视为质点,不考虑其他天体的影响,A,B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,如图所示.引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T.
(1)可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m′的星体(视
为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1,m2,试求m′(用m1,m2表示);
(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v,运行周期T和质量m1之间的关系式;
(3)恒星演化到末期,如果其质量大于太阳质量ms的2倍,它将有可能成为黑洞.若可见星A的速率v=2.7×105m/s,运行周期T=4.7π×104s,质量m1=6ms,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗?
(G=6.67×10-11N·m2/kg2,ms=2.0×1030kg)
23.如右图,质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速周运动,星球A和B两者中心之间距离为L。
已知A,B的中心和O三点始终共线,A和B分别在O的两侧。
引力常数为G。
⑴求两星球做圆周运动的周期。
⑵在地月系统中,若忽略其它星球的影响,可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行为的周期记为T1。
但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周期T2。
已知地球和月球的质量分别为5.98×1024kg和7.35×1022kg。
求T2与T1两者平方之比。
(结果保留3位小数)
24.如下图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图.首先在发动机作用下,探测器受到推力在距月球高度为
处悬停(速度为0,
远小于月球半径);接着推力改变,探测器开始竖直下降,到达距月面高度为
处的速度为
,此后发动机关闭,探测器仅受重力下落至月面.已知探测器总质量为
(不包括燃料),地球和月球的半径比为
,质量比为
,地球表面附近的重力加速度为
,求:
(1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小;
(2)从开始竖直下降到刚接触月面时,探测器机械能的变化。
答案
1-20:
BBBBBCDCCDCCBDCBBBDD
21.【答案】
22.【答案】
(1)
(2)
(3)暗星B有可能是黑洞
23.【答案】⑴
⑵1.01
24.【答案】
(1)
(2)
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- 三高 物理 一轮 复习 专题 强化 万有引力定律 应用