湖南常德一中2013高考物理专题复习（三）-万有引力与航天

1、常德市一中2013高考复习物理练习（三）万有引力与航天1. 近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2，设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2，则A BD D2. 已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390，月球绕地球旋转的周期约为27天，利用上述数据以及日常的天文知识，估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为A. 0.2B. 2C. 20D. 2003天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的4.7倍，质量是地球的25倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G=6.67×10-11N&#

2、183;m2/kg2，由此估算该行星的平均密度为A. 1.8×103kg/m3 B. 5.6×103kg/m3 C. 1.1×104kg/m3 D. 2.9×104kg/m34. 已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T。仅利用 这三个数据，可以估算出的物理量有A月球的质量B地球的质量C地球的半径 D月球绕地球运行速度的大小5有一宇宙飞船到了某行星上(该行星没有自转运动)，以速度v接近行星表面匀速飞行，测出运动的周期为T，已知引力常量为G，则可得A该行星的半径为B该行星的平均密度为C无法测出该行星的质量D该行星表面的重力加速度为

3、6. 地球质量M可由表达式M=求出，式中G为引力常量，a的单位是m/s，b是a的幂次，c的单位是m/s2，以下判断正确的是A. a是同步卫星绕地球运动的速度，b=4，c是地球表面重力加速度B. a是第一宇宙速度，b=4，c是地球表面重力加速度C. a是赤道上物体的自转速度，b=2，c是地球表面重力加速度D. a是月球绕地球运动的速度，b=4，c是月球表面的自由落体加速度7. 一物体从一行星表面某高度处 自由下落(不计阻力)自开始下落计时，得到物体离行星表面高度h随时间t变化的图象如图所示，则根据题设条件可以计算出A行星表面重力加速度的大小B行星的质量C物体落到行星表面时速度的大小D物体受到行星

4、引力的大小8. 可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道A. 与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆B. 与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C. 与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D. 与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动9. 设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星离地面越高，则卫星的A速度越大B角速度越大C向心加速度越大D周期越长10质量为m的人造地球卫星在地面上的重力为G，它在到地面的距离等于地球半径R的圆形轨道上运动时A. 速度为B. 周期为 C. 动能为 D. 重力为011“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中，设

5、探测器运行的轨道半径为r，运行速率为v，当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时Ar、v 都将略为减小Br、v都将保持不变Cr将略为减小，v将略为增大Dr将略为增大，v将略为减小12. 通常我们把太阳系中行星自转一周的时间称为“1天”，绕太阳公转一周的时间称为“1年”，已知金星的“1天”比它的“1年”还长，与地球相比较，金星的“1天”的时间约是地球“1天”的时间的243倍，由此可知A. 金星自转的角速度约是地球自转角速度的1/243B. 金星的质量约是地球质量的243倍C. 金星的半径约是地球半径的243倍D. 金星表面的“重力加速度”约是地球表面重力加速度的1/24313. 我国于2

6、007年10月24日发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图如图所示。卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，卫星开始对月球进行探测。已知地球与月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b，卫星在停泊轨道与工作轨道上均可视为做匀速圆周运动，则A卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为B卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为C卫星在停泊轨道和工作轨道运行的向心加速度之比为D卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度14. 科学研究表明地球的自转在变慢，四亿年前，地球每年是400天，那时地球每自转一周的时

7、间是21.5小时，比现在要快2.5小时。据科学家分析，地球自转变慢的原因主要有两个：一个是潮汐时海水与海岸碰撞、与海底摩擦而使能量变成内能；另一个是由于潮汐的作用，地球把部分自转能量传给了月球，使月球的机械能增加了(不考虑对月球自转的影响)。由此可以判断，与四亿年前相比月球绕地球公转的A. 半径增大B. 速度增大C. 周期增大D. 角速度增大15. 2006年2月10日，中国航天局将如图所示的标志确定为中国月球探测工程形象标志，它以中国书法的笔触，抽象地勾勒出一轮明月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想.假想人类不断向月球“移民”，经过较长时间后，月球和地球仍可视为均匀球体，地球的总质

8、量仍大于月球的总质量，月球仍按原轨道运行，以下说法正确的是A月球绕地球运动的向心加速度将变大B月球绕地球运动的周期将变小C月球与地球之间的万有引力将变大D月球绕地球运动的线速度将变大16. 假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，则A. 同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的1/n倍B. 同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的C. 同步卫星的运行速度是地球赤道上的物体随地球自转的速度的n2倍D. 同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的1/n倍17. 地球同步卫星质量为m，离地高度为h，若地球半径为R0，地球表面处重力加速度为g0，地球自转角速度为0，则同步卫星所受的地球对它的万有引力的大小为A

9、.0 B.C. m D.以上结果都不正确18. 设同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1;地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列比值正确的是 A. B. C. D. 19要发射一颗人造地球卫星，使它在半径为r2的预定轨道上绕地球做匀速圆周运动，为此先将卫星发射到半径为r1的近地暂行轨道上绕地球做匀速圆周运动如图所示，在A点，使卫星速度增加，从而使卫星进入一个椭圆的转移轨道上，当卫星到达转移轨道的远地点B时，再次改变卫星速度，使它进入预定轨道运行，试求卫星从A点沿椭圆轨道到B点所需的时间已知地球表面的重力加速度大小为g，地球的半径

10、为RBAr1r220. 某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星.试问，春分那天(太阳光直射赤道)在日落后12小时内有多长时间该观察者看不见此卫星?已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球自转周期为T，不考虑大气对光的折射。21随着现代科学技术的飞速发展，广寒宫中的嫦娥不再寂寞，古老的月球即将留下中华儿女的足迹航天飞机将作为能往返于地球与太空、可以重复使用的太空飞行器，备受人们的喜爱宇航员现欲乘航天飞机对在距月球表面高h处的圆轨道上运行的月球卫星进行维修已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为gm，计算过程中可不计地球引力的影响，计算结果用

11、h、R、gm、T0等表示。试根据你所学的知识回答下列问题：(1)维修卫星时航天飞机的速度应为多大？(2)已知地球自转周期为T0，则该卫星每天可绕月球转几圈？22. “嫦娥一号”探月卫星与稍早前日本的“月亮女神号”探月卫星不同，“嫦娥一号”卫星是在绕月极地轨道上运行的.加上月球的自转，因而“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球的表面.2007年12月11日“嫦娥一号”卫星CCD相机已对月球背面进行成像探测，并获取了月球背面部分区域的影像图.卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H，绕行的周期为TM;月球绕地球公转的周期为TE，半径为R0.地球半径为 RE，月球半径为RM.试解答下列问题：(1)

12、若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响，试求月球与地球质量之比；(2)当绕月极地轨道的平面与月球绕地公转的轨道平面垂直，也与地心到月心的连线垂直(如图所示).此时探月卫星向地球发送所拍摄的照片，此照片由探月卫星传送到地球最少需要多长时间？已知光速为c。23. 发射航天器带来的轨道碎片等被人们称为太空垃圾，太空垃圾给航天事业带来巨大隐患，一颗迎面而来的直径0.5毫米的金属微粒，足以戳穿密封的航天服，太空垃圾不仅给航天事业带来巨大隐患，还污染宇宙空间，尤其是核动力发动机脱落，会造成放射性污染，有些太空垃圾能逐渐落回地面，在重返大气层的过程中烧毁.则这些太空垃圾在逐渐落回地面的过程中A. 角速度逐渐增

13、大B. 线速度逐渐减小C. 向心加速度逐渐减小D. 周期逐渐减小24. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1与2相切于Q点，轨道2与3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是A. 卫星在轨道3上的速率大于它在轨道1上的速率B. 卫星在轨道3上的角速度小于它在轨道1上的角速度C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率D. 卫星在轨道2上经过P点时的速率小于它在轨道3上经过P点时的速率25. 2007年圣诞节我们迎来了“火星冲日”，冲日时，火星和

14、太阳分别位于地球的两边，太阳刚一落山，火星就从东方升起，在子夜时分到达我们的正头顶位置，而等到太阳从东方升起时，火星才在西方落下，如果圣诞夜天空晴朗，整夜都可以看到这颗明亮的红色的行星，火星距离太阳22 794万千米，约为日地距离的1.5倍，如果把地球、火星都近似当作绕太阳做匀速圆周运动，以下说法正确的是A. 火星冲日时刻，火星与地球绕太阳运动的角速度相等B. 火星冲日时刻，火星与地球绕太阳运动的线速度相等C. 火星冲日时刻，火星与地球绕太阳运动的向心加速度相等D. 2008年的圣诞节，肯定不会发生火星冲日26. 设地球的自转角速度为0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。某人造卫星在赤道上

15、空做匀速圆周运动，轨道半径为r，且r<5R，飞行方向与地球的自转方向相同。在某时刻，该人造卫星通过赤道上某建筑物的正上方，则到下一次通过该建筑物正上方所需时间为A B C D27一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度，提出了如下实验方案：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度h，已知月球的半径为R，便可测算出绕月卫星的环绕速度按这位同学的方案，绕月卫星的环绕速度为Av0 Bv0 Cv0 Dv028. 宇宙中恒星的寿命不是无穷的，晚年的恒星将逐渐熄灭，成为“红巨星”，有一部分“红巨星”会发生塌缩，强迫电子同原子核中的质子结合成中子，最后形成物质微

16、粒大多数为中子的一种星体，叫做“中子星”，可以想象，中子星的密度是非常大的，设某一中子星的密度是。若要使探测器绕该中子星做匀速圆周运动以探测中子星，已知万有引力常量G，求探测器的运转周期最小值。29. 天文观测上的脉冲星就是中子星，其密度比原子核还要大，中子星表面有极强的磁场，由于处于高速旋转状态，使得它发出的电磁波辐射都是“集束的”，像一个旋转的“探照灯”，我们在地球上只能周期性地接收到电磁波脉冲(如图所示)，设我们每隔0.1s接收一次中子星发出的电磁波脉冲，万有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，球的体积V =r3(1)为保证该中子星赤道上任意质点不会飞

17、出，求该中子星的最小密度。(2)在(1)中条件下，若该中子星半径为 r=10 km，求中子星上极点A的重力加速度g。30宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是 A双星相互间的万有引力减小B双星做圆周运动的角速度增大C双星做圆周运动的周期增大D双星做圆周运动的半径增大31. 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麦哲伦云时，发现了LMCX­3双星系统，它由可见星A和不

18、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围绕两者的连线上的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之间的关系式练习（三）参考答案1B 2B 3D 4BD 5ABD 6B 7AC 8CD 9D 10BC 11C 12A 13AC 14AC 15C 16B 17BC 18B19.析：卫星在轨道r1时：G=mr1，物体m'在地球表面：G=m'g，可得：GM=gR2，则：T1=当卫星在椭圆轨道运行：其半长轴为：r3=，依开普勒第三定律：=可得：T3=因此，卫星从A到B的时间为：tAB=20. 根据题意画出卫星接不到太阳光的几何图景。设所求时间为t，m、M分别为卫星、地球质量，r为卫星到地心的距离，由万有引力提供向心力，有