【物理】2020届一轮复习人教版 万有引力与航天 课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版 万有引力与航天 课时作业

‎2020届一轮复习人教版 万有引力与航天 课时作业 ‎1．(2018·全国卷Ⅰ)(多选)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星(　　)‎ A．质量之积 B．质量之和 C．速率之和 D．各自的自转角速度 答案　BC 解析　依题意已知两颗中子星的周期T、距离L，各自的自转角速度不可求，D错误；对m1：G＝m1ω2r1，对m2：G＝m2ω2r2，已知几何关系：r1＋r2＝L，ω＝，联立以上各式可解得：r1＝L，r2＝L，m1＋m2＝，B正确；速率之和v1＋v2＝ωr1＋ωr2＝ω(r1＋r2)＝，C正确；质量之积m1m2＝·＝·r1r2，r1r2不可求，故m1m2不可求，A错误。‎ ‎2．(2018·全国卷Ⅱ)2018年2月，我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318＋0253”，其自转周期T＝5.19 ms，假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.67×10－11 N·m2/kg2。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为(　　)‎ A．5×109 kg/m3 B．5×1012 kg/m3‎ C．5×1015 kg/m3 D．5×1018 kg/m3‎ 答案　C 解析　设脉冲星质量为M，密度为ρ，半径为R，星体表面一物块质量为m，根据天体运动规律知：≥m2R，ρ＝＝，代入可得：ρ≥≈5×1015 kg/m3，故C正确。‎ ‎3．(2018·全国卷Ⅲ)为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为(　　)‎ A．2∶1 B．4∶1 C．8∶1 D．16∶1‎ 答案　C 解析　设地球半径为R，根据题述，地球卫星P的轨道半径为RP＝16R，地球卫星Q的轨道半径为RQ＝4R，根据开普勒第三定律，＝＝64，所以P与Q的周期之比为TP∶TQ＝8∶1，C正确。‎ ‎4．(2018·北京高考)若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证(　　)‎ A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 答案　B 解析　设月球质量为M月，地球质量为M，地球半径为r，苹果质量为m，则月球受到的万有引力为F月＝，苹果受到的万有引力为F＝，由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故A错误；根据牛顿第二定律＝M月·a月，＝ma，整理可以得到a月＝a，故B正确；在月球表面处G＝m′g月，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故C错误；苹果在月球表面受到引力为F′＝G，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与在地球表面引力之间的关系，故D错误。‎ ‎5．(2018·天津高考)(多选) 2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看做是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的(　　)‎ A．密度 B．向心力的大小 C．离地高度 D．线速度的大小 答案　CD 解析　根据题意，已知卫星运动的周期T，地球的半径R，地球表面的重力加速度g，卫星受到的万有引力充当向心力，故有G＝mr ‎，等式两边卫星的质量被抵消，则不能计算卫星的密度，更不能计算卫星的向心力大小，A、 B错误；由G＝mr，G＝mg，解得r＝ ，而r＝R＋h，故可计算卫星距离地球表面的高度，C正确；根据公式v＝，轨道半径可以求出，周期已知，故可以计算出卫星绕地球运动的线速度，D正确。‎ 配套课时作业 ‎　　时间：60分钟　满分：100分 一、选择题(本题共12小题，每小题6分，共72分。其中1～7为单选，8～12为多选)‎ ‎1．(2017·全国卷Ⅲ)2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的(　　)‎ A．周期变大 B．速率变大 C．动能变大 D．向心加速度变大 答案　C 解析　天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道运行，根据G＝ma＝＝mr可知，组合体运行的向心加速度、速率、周期不变，质量变大，则动能变大，C正确。‎ ‎2．(2018·江苏高考)我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000 km，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是(　　)‎ A．周期 B．角速度 C．线速度 D．向心加速度 答案　A 解析　设地球质量为M，人造卫星质量为m，人造卫星做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力有G＝m＝mω2r＝m2r＝ma，得v＝，ω＝，T＝2π ，a＝，因为“高分四号”的轨道半径比“高分五号”的轨道半径大，所以A正确，B、C、D错误。‎ ‎3．我国计划2018年12月进行“嫦娥四号”的发射和落月任务，进一步获取月球的相关数据。假设该卫星在月球上空绕月球做匀速圆周运动时，经过时间t，卫星行程为s，卫星与月球中心连线扫过的角度是θ，万有引力常量为G，月球半径为R，则可推知月球密度的表达式是(　　)‎ A. B. C. D. 答案　B 解析　经过时间t卫星行程为s，划过弧对应角度为θ，所以卫星的线速度v＝，角速度ω＝，卫星绕月球做匀速圆周运动，轨道半径为r＝＝，万有引力提供向心力，G＝m，得M＝，月球密度ρ＝＝·＝，故B项正确。‎ ‎4．(2016·四川高考) 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为(　　)‎ A．a2>a1>a3 B．a3>a2>a1‎ C．a3>a1>a2 D．a1>a2>a3‎ 答案　D 解析　对于东方红一号与东方红二号，由G＝ma得：a＝，由此式可知a1>a2。对于地球同步卫星东方红二号和地球赤道上的物体，角速度相同，由a＝ω2r可知，半径大的加速度大即a2>a3。综上可知，a1>a2>a3，故D正确。‎ ‎5．(2018·银川一中第一次模拟)我国预计于2019年发射“嫦娥五号”探月卫星，计划执行月面取样返回任务。“嫦娥五号”从月球返回地球的过程可以简单分成四步，如图所示，第一步将“嫦娥五号”发射至月球表面附近的环月圆轨道Ⅰ，第二步在环月轨道的A处进行变轨进入月地转移轨道Ⅱ，第三步当接近地球表面附近时，又一次变轨，从B点进入绕地圆轨道Ⅲ，第四步再次变轨道后降落至地面，下列说法正确的是(　　)‎ A．将“嫦娥五号”发射至轨道Ⅰ时所需的发射速度为7.9 km/s B．“嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ需要加速 C．“嫦娥五号”从A沿月地转移轨道Ⅱ到达B点的过程中其动能一直增加 D．“嫦娥五号”在第四步变轨时需要加速 ‎ 答案　B 解析　因v＝，知月球上g月TB B．EkA>EkB C．SA＝SB D.＝ 答案　AD 解析　卫星做匀速圆周运动时有＝m＝mRω2＝mR，则T＝2π ∝，故TA>TB，＝，A、D正确；Ek＝mv2＝∝，故EkA

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