【物理】2019届二轮复习万有引力与航天课时作业（全国通用）

【物理】2019届二轮复习万有引力与航天课时作业（全国通用）

‎2019届二轮复习 万有引力与航天 课时作业（全国通用）‎ ‎1. 最近,科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星,并测得它围绕该恒星运行一周所用时间为1 200年,它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100 倍,假设该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周,仅利用以上两个数据可以求出的量有( ) A.恒星质量和太阳质量之比 ‎ B.恒星密度和太阳密度之比 ‎ C.行星质量与地球质量之比 ‎ D.行星运行速度与地球公转速度之比 ‎2. 目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是( )‎ A. 卫星的动能逐渐减小 ‎ B. 由于地球引力做正功，引力势能一定减小 C. 由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 D. 卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 ‎ ‎3. 质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来的在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为（ ）‎ A． ‎ B． ‎ C． ‎ D．‎ ‎4. 假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，则同步卫星（ ）‎ A．运行速度是第一宇宙速度的倍 B．运行速度是第一宇宙速的倍 C．运行速度是地球赤道上物体随地球自转速度的n倍 D．向心加速度是地球表面重力加速度的倍 ‎5. 2012年6月18 日，神舟九号飞船与天官一号目标发生器在离地面‎343km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气。下列说法正确的是（ ）‎ A. 为实现对接．两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 B. 如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加 C. 如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低 D. 航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用 ‎ ‎6. 卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8×105km，运行周期约为27天，地球半径约为‎6400km，无线电信号的传播速度为 ‎3×‎108m/s，）( )‎ A.0.1‎s ‎ B.0.25s ‎ C.0.5s ‎ D.1s ‎7. 太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象。图中坐标系的横轴是，纵轴是；这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图中正确的是( ) ‎ ‎8. 双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为 A． T ‎ B． T ‎ C． T ‎ D． T ‎ ‎9. 宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球．经过时间t，小球落到该星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L.若抛出时初速度增大到原来的2倍，则抛出点与落地点之间的距离为L.已知两落地点在同一平面上，该星球的半径为R，万有引力常量为G.求该星球的质量M.和第一宇宙速度v 参考答案 ‎1. AD 解析：已知行星与地球运行周期和半径的关系，所以由得M= ，由此式可看出，若已知行星与地球的周期关系与半径关系，即可求得恒星质量与太阳质量之比，选项A正确.由于不知道恒星的半径和太阳的半径，所以无法求出它们的密度之比,选项B错误.由于行星和地球所围绕运行的中心天体不同，所以不可能求出行星与地球的质量之比,选项C错误.由v=R知，可以求出行星运行速度与地球公转速度之比,选项D正确.‎ ‎2. BD【解析】卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，做近心运动，万有引力做正功，引力势能减小。由于稀薄气体的阻力做负功，故卫星的机械能减小，又稀薄气体的阻力较小，故卫星克服气体阻力做的功小于万有引力做的功，即小于引力势能的减小，由动能定理可知合外力做正功，卫星的动能增加，本题选BD。‎ ‎3. ‎ ‎4. ‎ ‎5. 答案：BC 解析：神舟九号飞船与天官一号目标发生器在离地面‎343km的近圆形轨道上实现交会对接，运行速度大小应小于第一宇宙速度，A选项错误；由于克服空气阻力做功，能量减少，所以高度降低。由万有引力提供向心力，得，线速度增大，动能增加，BC选项正确；航天员在天宫一号中处于失重状态，仍然受到地球的引力，引力全部提供做圆周运动的向心力，D选项错误。‎ ‎6. B 【解析】解答本题时可按以下思路分析：‎ （1） 由开普勒第三定律求出同步卫星的轨道半径；‎ （2） 求出同步卫星距地面的距离；‎ （3） 求出无线电信号往返的时间。‎ 根据开普勒第三定律可得：，则同步卫星的轨道半径为，代入题设已知得，r卫==4.22×‎107m，因此同步卫星到地面的最近距离为L= r卫－r=4.22×‎107m－6.4×‎106m=3.58×‎107m，从发出信号至对方接收到信号所需最短时间∆t==2.4s，即A、C、D错，B正确。‎ ‎7. 【解析】本题以行星绕太阳作圆周运动立意命题，分析行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径说遵从的规律，并转化为图象进行考查，考查考生运用数学知识解答物理问题的能力。解答本题可按以下思路分析：‎ 行星绕太阳做匀速圆周运动 万有引力提供向心力 列方程 取对数转换变量 得新函数分析图像得结果 ‎ ‎ 根据开普勒周期定律：周期平方与轨道半径三次方成正比可知：‎ T2=kR3，两式相除后取对数，得：，整理得：‎ ‎，选项B正确。‎ ‎【答案】：B。‎ ‎【类题拓展】天体运动问题的求解两步法 ‎（1）建立一个模型：天体绕中心天体做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即：‎ ‎（2）写出两组式子：‎ ‎ a.‎ b.代换关系：天体表面 ，空间轨道上 。‎ ‎8. 答案：B 解析：设两恒星中一个恒星的质量为m，围绕其连线上的某一点做匀速圆周运动的半径为r，两星总质量为M，两星之间的距离为R，由G=mr,，G=(M-m)(R-r),，联立解得：T=2π.经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为T’=2π=T。选项B正确。‎ 解析　设抛出点的高度为h，第一次平抛的水平射程为x，当初速度变为原来2倍时，水平射程为2x，如图所示．‎ 由几何关系可知：‎ L2＝h2＋x2 ①‎ ‎(L)2＝h2＋(2x)2 ②‎ ‎①②联立，得：h＝L 设该星球表面的重力加速度为 g 则竖直方向 h＝gt2 ③‎ 又因为＝mg ④‎ 由③④联立，得M＝ 答案