云南省元江民中高一物理暑假作业 （六）.docx

1、云南省元江民中2019-2019学年高一物理暑假作业（六）万有引力一、单选题(共8小题,每小题3.0分,共24分) 1.我国某同步卫星在发射过程中经过四次变轨进入同步轨道如图为第四次变轨的示意图，卫星先沿椭圆轨道飞行，后在远地点P处实现变轨，由椭圆轨道进入同步轨道，则该卫星()A 在轨道上的周期比地球自转周期大B 在轨道上的加速度比在轨道上任意一点的加速度大C 在轨道上经过P点的速度比在轨道上经过P点的速度小D 在轨道上的速度比在轨道上任意一点的速度大2.关于地球的同步卫星，下列说法正确的是()A 同步卫星的轨道和北京所在纬度圈共面B 同步卫星的轨道必须和地球赤道共面C 所有同步卫星距离地面的

2、高度不一定相同D 所有同步卫星的质量一定相同3.冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为71，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动由此可知，冥王星绕O点运动的()A 轨道半径约为卡戎的 B 角速度大小约为卡戎的C 线速度大小约为卡戎的7倍 D 向心力大小约为卡戎的7倍4.某一极地轨道气象卫星a绕地球做圆周运动的平面与赤道平面垂直，其轨道半径为地球同步卫星轨道半径的4倍，某时刻一地球同步卫星b恰好在a的正上方，设经过时间t，卫星b又出现在a的正上方，则t的最小值为()A 12小时 B 24小时 C 60小时 D 72小时5.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创

3、新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述中正确的是()A 丹麦天文学家第谷发现了行星运动三定律B 牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量C 在研究行星运动规律时，开普勒的第三行星运动定律中的k值与地球质量有关D 1798年英国物理学家卡文迪许通过扭秤实验测量出了万有引力常量6.如图所示为北斗导航系统的部分卫星，每颗卫星的运动可视为匀速圆周运动.下列说法错误的是()A 在轨道运行的两颗卫星a、b的周期相等B 在轨道运行的两颗卫星a、c的线速度大小vavcC 在轨道运行的两颗卫星b、c的角速度大小bcD 在轨道运行的两颗卫星a、b的向心加速度大小aaab7.经典力学不能适用于下列哪

4、些运动()A 火箭的发射B 宇宙飞船绕地球的运动C “勇气号”宇宙探测器的运动D 以99%倍光速运行的电子束8.行星绕太阳的运动下列说法中正确的是()A 所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B 行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处C 离太阳越近的行星运动周期越长D 所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分) 9.(多选)如图所示是某卫星绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7 km/s，则下列说法中正确的是()A 卫星在2轨道

5、经过A点时的速率一定大于7.7 km/sB 卫星在2轨道经过B点时的速率可能大于7.7 km/sC 卫星分别在1、2轨道经过A点时的加速度相同D 卫星在3轨道经过A点的时速度小于在2轨道经过A点时的速度10.(多选)我国于2019年12月2日成功发射嫦娥三号探月卫星，并于12月14日在月面的虹湾区成功实现软着陆并释放出“玉兔”号月球车，这标志着中国的探月工程再次取得阶段性的胜利如图所示，在月球椭圆轨道上的已关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，并将在B处变轨进入半径为r、周期为T的环月轨道运行，已知万有引力常量为G.下列说法中正确的是()A 图中探月卫星正减速飞向B处B 探月卫星在B处

6、变轨进入环月轨道时必须点火减速C 由题中条件可以算出月球质量D 由题中条件可以算出探月卫星受到月球引力大小11.(多选)我国曾经发射了一颗“北斗一号”导航定位卫星，预示着我国通讯技术的不断提高该卫星处于地球的同步轨道，其质量为m，假设其离地高度为h，地球半径为R，地面附近重力加速度为g，则有()A 该卫星运行周期为24 hB 该卫星向心加速度是()2gC 该卫星运行线速度是D 该卫星周期与近地卫星周期之比是(1)12.(多选)关于人造地球卫星及其中物体的超重和失重问题，下列说法正确的是()A 在发射过程中向上加速时产生超重现象B 在降落过程中向下减速时产生失重现象C 进入轨道时作匀速圆周运动，

7、卫星内的物体处于完全失重状态D 失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的分卷II三、计算题(共4小题,每小题14.0分,共56分) 13.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(引力常量为G)14.某着陆器完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱，其过程如图1所示.设轨道舱的质量为m，月球表面的重力加速度为g，月球的半径为R，轨道

8、舱到月球中心的距离为r，引力常量为G，试求：轨道舱的速度和周期.15. 我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成，2019年10月24日，“嫦娥一号”绕月探测卫星发射成功.以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：(1)若已知地球质量为M，月球绕地球运动的周期为T，且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动.万有引力常量为G.试求出月球绕地球运动的轨道半径r.(2)若某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球某水平表面上方h高处以速度v0水平抛出一个小球，小球落地点与出发点的水平距离为x.已知月球半径为R，万有引力常量为G.试求出月球的质量M月.16.太

9、阳的质量是2.01030kg，地球的质量是5.891024kg，太阳和地球的平均距离是1.51011m，太阳和地球之间的万有引力是多大？已知拉断横截面积S01 cm2的钢棒需施力F06.68104N，那么太阳吸引地球的力可以拉断横截面积多大的钢棒？答案解析1.【答案】C【解析】轨道是同步轨道，周期等于地球的自转周期，故A错误；在轨道和轨道上经过P点时所受的万有引力相等，所以加速度相等，故B错误在轨道上的P点速度较小，万有引力大于所需的向心力，会做近心运动，要想进入圆轨道，需加速，使万有引力等于所需要的向心力所以在轨道经过P点的速度小于在轨道上经过P点时的速度，故C正确，D错误2.【答案】B【解

10、析】同步卫星所受向心力指向地心，与地球自转同步，故卫星所在轨道与赤道共面，故A项错误，B项正确；同步卫星距地面高度一定，但卫星的质量不一定相同，故C、D项错误.3.【答案】A【解析】设冥王星和卡戎的质量分别为m1和m2，轨道半径分别为r1和r2，它们之间的距离为L.冥王星和卡戎绕它们连线上的某点做匀速圆周运动，转动周期和角速度相同，选项B错误；对于冥王星有m12r1，对于卡戎有m22r2，可知m12r1m22r2，故，选项A正确；又线速度vr，故线速度大小之比，选项C错误；因两星的向心力均由它们之间的万有引力提供，故大小相等，选项D错误4.【答案】B【解析】根据万有引力提供向心力得周期T2.极

11、地轨道气象卫星轨道半径为地球同步卫星轨道半径的4倍，同步卫星的周期是24 h，所以极地轨道气象卫星的周期是12 h某时刻一地球同步卫星b恰好在a的正上方，设经过时间t，卫星b又出现在a的正上方，则t的最小值为24 h.5.【答案】D【解析】开普勒发现了行星运动三定律，选项A错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，选项B错误；在研究行星运动规律时，开普勒的第三行星运动定律中的k值与太阳的质量有关，而与地球质量无关，选项C错误；1798年英国物理学家卡文迪许通过扭秤实验测量出了万有引力常量，选项D正确6.【答案】D【解析】根据万有引力提供向心力，得T2，因为a、b的轨道半径相等，故a

12、、b的周期相等，选项A正确；因v，c的轨道半径小于a的轨道半径，故线速度大小vavc，选项B正确；因，c的轨道半径小于b的轨道半径，故角速度大小bc，选项C正确.因a，a的轨道半径等于b的轨道半径，故向心加速度大小aaab，选项D错误.7.【答案】D【解析】经典力学在低速运动的广阔领域(包括天体力学的研究)中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就，但在高速领域不再适用，故选项A、B、C适用8.【答案】D【解析】由开普勒第一定律可得，所有行星都绕太阳做椭圆运动，且太阳处在所有椭圆的一个焦点上并不是所有行星的轨道都相同，故A、B错误；由公式k得，离太阳越近的行星的运动周期越短，故C错误；由开普勒第三

13、定律可得，所以行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故D正确9.【答案】AC【解析】卫星在经过A点时，要做离心运动才能沿2轨道运动，卫星在1轨道上的速度为7.7 km/s，故在2轨道上经过A点的速度一定大于7.7 km/s.故A正确；假设有一圆轨道经过B点，根据v，可知此轨道上的速度小于7.7 km/s，卫星在B点速度减小，才会做近心运动进入2轨道运动故卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7 km/s，故B错误；卫星在A点时，距离地球的距离相同，万有引力相同，根据牛顿第二定律，加速度相同故C正确因为卫星在轨道2经过A点要加速做离心运动才能进入轨道3，故卫星在3轨道所具有的最

14、大速率大于2轨道所具有的最大速率故D错误10.【答案】BC【解析】探月卫星关闭动力后只受到月球的吸引力而逐渐靠近月球表面，此过程为加速过程，选项A错进入圆形轨道之前为椭圆轨道，二者相切与B点，相对于圆轨道，原来的运动在B点为离心运动，所以m，而对圆形轨道则有m，可得v2v1，所以进入环月轨道要减速，选项B对在环月轨道运行过程有mr，整理得月球质量M，选项C对由题中条件找不到卫星质量，而且所求的圆周运动公式中卫星质量都消去了，所以无法计算探月卫星受到月球引力大小，选项D错11.【答案】ABC【解析】同步卫星与地球的自转周期相等，故该卫星运行周期为24 h，A正确；由牛顿第二定律得man，又由于G

15、MgR2，故可以得到该卫星的向心加速度是an()2g，故B正确；由m及GMgR2，得该卫星的线速度为，故C正确；由开普勒第三定律k可得该卫星周期与近地卫星周期之比为()，故D错误12.【答案】AC【解析】在发射过程中向上加速时，加速度方向向上，处于超重状态故A正确；在降落过程中减速时，加速度方向向上，处于超重状态故B错误；进入轨道后做匀速圆周运动时，处于完全失重状态故C正确；失重时地球对卫星内物体的作用力不变，是物体对支撑面的压力或对悬挂物的拉力减小了故D错误13.【答案】r3【解析】设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为1，2.根据题意有12r1r2r根据万有引力定律和牛顿定律，有Gm1r1Gm1r2联立以上各式解得r1根据角速度与周期的关系知12联立式解得m1m2r314.【答案】R【解析】轨道舱在月球表面时Gmg轨道舱在半径为r的轨道上做圆周运动时，有GmGmr由得vR由得T15.【答案】(1)由m()2r得r.(2)由xv0t，hgt2得g又mg得M月.【解析】16.【答案】3.51022N5.241013m2【解析】根据万有引力定律FG6.671011N3.51022NScm25.241017cm25.241013m2