高考物理总复习 课时作业十七 万有引力定律与航天-人教版高三物理试题

课时作业十七万有引力定律与航天(限时：45分钟)(班级________姓名________)1．(多选)下面说法中正确的是()A．海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的B．天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的C．天王星的运动轨道偏离是根据万有引力定律计算出来的，其原因是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用D．冥王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的2．科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”．由以上信息我们可能推知()A．这颗行星的公转周期与地球相等B．这颗行星的自转周期与地球相等C．这颗行星质量等于地球的质量D．这颗行星的密度等于地球的密度3．(多选)2012年12月27日，我国自行研制的“北斗导航卫星系统”(BDS)正式组网投入商用.2012年9月采用一箭双星的方式发射了该系统中的两颗轨道半径均21332km的“北斗－M5”和“北斗－M第3题图A．两颗卫星的向心加速度大小相同B．两颗卫星速度大小均大于7.9kmC．北斗－M6的速率大于同步卫星的速率D．北斗－M5的运行周期大于地球自转周期4．(多选)马航客机失联牵动全世界人的心．现初步确定失事地点位于南纬31°52′东经115°52′的澳大利亚西南城市附近的海域．有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，每天上午同一时刻在该区域的正上方对海面照相，则()A．该卫星可能通过地球两极上方的轨道B．该卫星平面可能与南纬31°52′所确定的平面共面C．该卫星平面一定与东经115°52′所确定的平面共面D．地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍5．过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51pegb”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕．“51pegb”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的eq\f(1,20).该中心恒星与太阳的质量比约为()A.eq\f(1,10)B．1C．5D．106．我国“80后”女航天员王亚平在“天宫一号”里给全国的中小学生们上一堂实实在在的“太空物理课”．在火箭发射、飞船运行和回收过程中，王亚平要承受超重或失重的考验，下列说法正确是()A．飞船在降落时需要打开降落伞进行减速，王亚平处于超重状态B．飞船在降落时需要打开降落伞进行减速，王亚平处于失重状态C．飞船在绕地球匀速运行时，王亚平处于超重状态D．火箭加速上升时，王亚平处于失重状态7．2014年5月10日第7题图A．土星质量B．地球质量C．土星公转周期D．土星和地球绕太阳公转速度之比8．如图所示，甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行，若三颗星质量均为M，万有引力常量为G，则()第8题图A．甲星所受合外力为eq\f(5GM2,R2)B．乙星所受合外力为eq\f(GM2,R2)C．甲星和丙星的线速度相同D．甲星和丙星的角速度相同9．(多选)绳系卫星是由一根绳索栓在一个航天器上的卫星，可以在这个航天器的下方或上方一起绕地球运行．如图所示，绳系卫星系在航天器上方，当它们一起在赤道上空绕地球作匀速圆周运动时(绳长不可忽略)．下列说法正确的是()第9题图A．绳系卫星在航天器的正上方B．绳系卫星在航天器的后上方C．绳系卫星的加速度比航天器的大D．绳系卫星的加速度比航天器的小10．发射地球同步卫星时，先将卫星发射到距地面高度为h1的近地圆轨道上，在卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将卫星送入同步轨道，如图所示．已知同步卫星的运行周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响．求：(1)卫星在近地点A的加速度大小；(2)远地点B距地面的高度．第10题图课时作业(十七)万有引力定律与航天1.ACD【解析】人们通过望远镜发现了天王星，经过仔细的观测发现，天王星的运行轨道与根据万有引力定律计算出来的轨道总有一些偏差，于是认为天王星轨道外面还有一颗未发现的行星，它对天王星的吸引使其轨道产生了偏差．英国的亚当斯和法国的勒维耶根据天王星的观测资料，独立地利用万有引力定律计算出这颗新行星的轨道，后来用类似的方法发现了冥王星．故A、C、D正确，B错误．2．A【解析】由题意知，该行星的公转周期应与地球的公转周期相等，这样，从地球上看，它才能永远在太阳的背面．3．AC【解析】A．根据eq\f(GMm,r2)＝ma知，轨道半径相等，则向心加速度大小相等．故A正确．B.根据v＝eq\r(\f(GM,r))知，轨道半径越大，线速度越小，第一宇宙速度的轨道半径等于地球的半径，是做匀速圆周运动的最大速度，所以两颗卫星的速度均小于7.9km/s.故B错误．C.北斗－M6的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则线速度大于同步卫星的速率．故C正确．D.因为北斗－M6的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据T＝2πeq\r(\f(r3,GM))知，北斗－M6的周期小于同步卫星的周期，即小于地球自转的周期．故D错误．故选AC.4．AD【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动的向心力，地心必在轨道平面内，故该卫星的轨道可能通过两极的上方，A正确；若卫星平面与南纬31°52′所确定的平面共面，则地心不在轨道平面内，不能满足万有引力提供圆周运动向心力的要求，故B错误；由于地球自转作用，该卫星平面一定与东经115°51′所确定的平面不共面，故C错误；由于卫星每天上午同一时刻在该区域的正上方海面照相，故知地球自转一周，则该卫星绕地球做圆周运动N周，即地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍，故D正确．5．B【解析】行星绕中心恒星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，则eq\f(M1,M2)＝(eq\f(r1,r2))3·(eq\f(T1,T2))2≈1，选项B正确．6．A【解析】飞船在降落时需要打开降落伞进行减速时，加速度方向向上，王亚平处于超重状态．故A正确，B错误．C.飞船在绕地球匀速运行时，万有引力定律提供向心力，加速度方向向下，王亚平处于失重状态，故C错误．D.火箭加速上升时，加速度方向向上，王亚平处于超重状态，故D错误．故选A.7．CD【解析】土星、地球都以太阳为中心体做匀速圆周运动，利用已知条件无法求出二者质量，A、B错误；如图所示，A、B作为第一次“相遇”位置，由于地球比土星运动快，地球运动一周365天又到B处，再经过378－365＝13天到B′处，这时土星由A运动到A′处刚好第二次“相遇”，所以土星周期为T＝378×eq\f(365,13)天≈10613天，C正确；对于土星和地球，由万有引力提供向心力Geq\f(Mm,r2)＝mreq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T))))eq\s\up12(2)，用已知地球公转的周期和半径以及土星的周期，可以解得土星半径，代入速度公式v＝eq\f(2πr,T)，即可求得eq\f(vA,vB)，D正确．第7题图8．D【解析】甲星所受合外力为乙、丙对甲星的万有引力的合力：F甲＝eq\f(GM2,R2)＋eq\f(GM2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2R))2)＝eq\f(5GM2,4R2)，A错误；由对称性可知，甲、丙对乙星的万有引力等大反向，乙星所受合外力为0，B错误；由甲、乙、丙位于同一直线上可知，甲星和丙星的角速度相同，由v＝ωR可知，甲星和丙星的线速度大小相同，但方向相反，故C错误，D正确．9．AC【解析】航天器与绳系卫星都是绕地球做圆周运动，绳系卫星所需的向心力由万有引力和绳子的拉力共同提供，所以拉力沿万有引力方向，从而可知绳系卫星在航天器的正上方．故A正确、B错误．航天器和绳系卫星的角速度相同，根据公式a＝rω2知绳系卫星的轨道半径大，所以加速度大．故C正确，D错误．故选AC.10．(1)eq\f(R2g,（R＋h1）2)(2)eq\r(3,\f(gR2T2,4π2))－R【解析】(1)设地球质量为M，卫星质量为m，万有引力常量为G，卫星在A点的加速度为a，根据牛顿第二定律有Geq\f(Mm,（R＋h1）2)＝ma