(天津专用)2020届高考物理一轮复习考点规范练18万有引力定律与航天(含解析)新人教版

1、考点规范练18万有引力定律与航天、单项选择题1 .若取地球的第一宇宙速度为8 km/s,某行星的质量是地球质量的6倍,半径是地球的1.5倍，这颗行星的“第一宇宙速度”约为 （）A.2 km/sB.4 km/sC.16 km/s D.32 km/s2 .假设有一星球的密度与地球相同，但它表面处的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍,则该星球的质量是地球质量的（）A.1B.4 倍C.16 倍D.64 倍43 . （2018 天津红桥二模）银河系的恒星中有一些是双星。某双星由质量不等的星体S和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动。由天文观测得其周期为T, S到

2、O点的距离为1, S和4的距离为r,已知引力常量为 G由此可求出 &的质量为（）A 4% 2?2（?- ?1）B 4% 2?2?1C 4% 2?3D 4兀 2?13二、多项选择题4 . （2018 江西联考）“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命。假设“轨道康复者”的轨道半径为地球同步卫星轨 1道半径的-,其运动万向与地球臼转万向一致，轨道平面与地球赤道平面重合，下列说法正确的是5（）A “轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍B. “轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的黄倍C.站在赤道上的人观察到“

3、轨道康复者”向西运动D.“轨道康复者”可在高轨道上加速，以实现对低轨道上卫星的拯救5 .嫦娥四号成功登陆月球背面 ，这意味着中国成为第一个登陆月球远端的国家。若已知月球质量为?2?022?M半径为R引力常量为 G以下说法正确的是（）?2?02?A.如果在月球上以初速度vo竖直上抛一个物体，则物体上升的最大高度为B.如果在月球上以初速度V。竖直上抛一个物体，则物体落回到抛出点所用时间为. .一 一 ?C.如果有一颗卫星绕月球做匀速圆周运动，则最大环绕运行速度为 F. 一一 一一 .?D.如果在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最小周期为2兀门 三、非选择题6 .宇航员到达某星球后，试图通过

4、相关测量估测该星球的半径。他在该星球上取得一矿石，测得其质量为mo,体积为,重力为W若所取矿石密度等于该星球的平均密度 ，引力常量为G该星球视为 球形，请用以上物理量推导该星球半径的表达式。（球体体积公式为 V=3兀点式中R为球体半径）7 .探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的停泊轨道，在该轨道的P处,通过变速，再进入地月转移轨道，在快要到达月球时，对卫星再次变速，卫星被月球引力俘获后，成为环月卫星 最终在环绕月球的工作轨道上绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测，工作轨道周期为T,距月球表面的高度为h,月球半径为R引力常量为G忽略其他天体对探月卫星在工作轨道上环绕运动的 影响

5、。卫星/1 T 、二匚、地月转移轨道 二金泊轨道工作轨道,f（1）要使探月卫星从地月转移轨道进入工作轨道，应增大速度还是减小速度 ？（2）求探月卫星在工作轨道上环绕的线速度大小；（3）求月球的第一宇宙速度。31. C考点规范练18万有引力定律与航天解析由G?=m得v='-gkm/s，该行星的“第一宇宙速度”为?v'= V.?6?由二16km/s。2. D?rl地解析由？?=mg得 M=?二 所以 p =?=?2?，一，=f ?ff=64。选项D正确。?地？地?23?一.= E，p=p 地，即3?3?地47t ?47t ?,得 R=4R 地, 地3. B解析设星体 S和S的质量分

6、别为 m、m,星体S做圆周运动的向心力由万有引力提供?1?2 标: - ?24.AB解析根据?4 2?2?:?2 1，故B正确,A、C D错误。7?2一 .? 一 . .一 =ma#:a=？R因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径为地25倍，故A正确。根球同步卫星轨道半径的1,则“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的 5?2=m：#：v=jt，因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径为地球同步卫星.1轨道半径的1则“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的黄倍，故B正确。因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动的周期小于同步卫星的周期,则小于地球自转的周期，所以“轨道康

7、复者”的角速度大于地球自转的角速度 ，站在赤道上的人用仪器观察到“轨道康复者”向东运动误。“轨道康复者”要在原轨道上减速5. AC解析当物体在月球的表面上 ：，做近心运动，才能“拯救”更低轨道上的卫星,故C车昔 ，故D错误。,设其质量为 m有GM=gR军彳导:g嚓。在月球上以初速度 V。竖直上抛一个物体，根据速度和位移关系式可得：？?o2=2gh，代入g值解得：h=?2?02,故A正确；根据速 度和时间关系可得：Vo=gt1,而落回到抛出点的时间是 t1的2倍，即t=萼?。，故B错误；卫星的最大环,设卫星的质量绕速度对应的轨道半径最小，也就是当卫星的轨道半径为月球半径时环绕速度最大为m根据万有

8、引力提供向心力可得?2> ?2? ,=m?，代人已知数值解得：v=f,故C正确；由于B星绕月球做匀速圆周运动，当速度最大和半径最小的时候周期最小，所以最小周期为 T=2U=2兀R,?c 0 P 河-0故D错误。6.解析设矿石的密度为p o,由题意易知?该星球表面的重力加速度为g=?-二mg在该星千表面，万有引力等于重力°, G箸;?该星球的平均密度为P =?4 q据题忌：p = p o, v=兀R33?c联立以上各式解得:R= ”以2。4兀?o2较案 R= 3?。口水 R 4兀?0227t (?+?) v=?。7.解析(1)要使探月卫星从地月转移轨道进入工作轨道，应减小速度做近心运动。(2)根据线速度与轨道半径和周期的关系可知探月卫星线速度的大小为(3)设月球的质量为 M探月卫星的质量为m月球对探月卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的,.?47t 2 .向心力，所以有：G?+?)2=mR+ii行。月球的第一宇宙速度V1等于近月卫星的环绕速度，设近月卫?'?22?+ ?)?+ ?星的质量为m'，则有：G?2-=m'?r。由以上两式解得：V1三上三