高考物理一輪復(fù)習(xí)練習(xí)：4.4《萬有引力與航天》(含答案詳解)

1、 配餐作業(yè)配餐作業(yè) 萬有引力與航天萬有引力與航天 見學(xué)生用書見學(xué)生用書 P333 A 組組 基礎(chǔ)鞏固題基礎(chǔ)鞏固題 1星系由很多繞中心做圓形軌道運(yùn)行的恒星組成?？茖W(xué)家研究星系星系由很多繞中心做圓形軌道運(yùn)行的恒星組成?？茖W(xué)家研究星系的一個(gè)方法是測量恒星在星系中的運(yùn)行速度的一個(gè)方法是測量恒星在星系中的運(yùn)行速度 v 和離星系中心的距離和離星系中心的距離r。用。用 vrn這樣的關(guān)系來表達(dá)，科學(xué)家們特別關(guān)心指數(shù)這樣的關(guān)系來表達(dá)，科學(xué)家們特別關(guān)心指數(shù) n。若作用于。若作用于恒星的引力主要來自星系中心的巨型黑洞，則恒星的引力主要來自星系中心的巨型黑洞，則 n 的值為的值為( ) A1 B2 C12 D.12

2、解析解析 由萬有引力定律得由萬有引力定律得 GMmr2mv2r，整理可得，整理可得 vGMr，可知，可知 n12，C 項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。 答案答案 C 2宇航員站在某一星球距離其表面宇航員站在某一星球距離其表面 h 高度處，以初速度高度處，以初速度 v0沿水平方沿水平方向拋出一個(gè)小球，經(jīng)過時(shí)間向拋出一個(gè)小球，經(jīng)過時(shí)間 t 后小球落到星球表面，已知該星球的半后小球落到星球表面，已知該星球的半徑為徑為 R，引力常量為，引力常量為 G，則該星球的質(zhì)量為，則該星球的質(zhì)量為( ) A.2hR2Gt2 B.2hR2Gt C.2hRGt2 D.Gt22hR2 解析解析 設(shè)該星球表面的重力加速度設(shè)該星球表面的重

3、力加速度 g，小球在星球表面做平，小球在星球表面做平拋運(yùn)動，拋運(yùn)動，h12gt2。設(shè)該星球的質(zhì)量為。設(shè)該星球的質(zhì)量為 M，在星球表面有，在星球表面有 mgGMmR2。由以上。由以上兩式得，該星球的質(zhì)量為兩式得，該星球的質(zhì)量為 M2hR2Gt2，A 項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。 答案答案 A 3太空中進(jìn)行開采礦產(chǎn)資源項(xiàng)目，必須建立太空中進(jìn)行開采礦產(chǎn)資源項(xiàng)目，必須建立“太空加油站太空加油站”。假設(shè)。假設(shè)“太空加油站太空加油站”正在地球赤道平面內(nèi)的圓周軌道上運(yùn)行， 其離地球表正在地球赤道平面內(nèi)的圓周軌道上運(yùn)行， 其離地球表面的高度為同步衛(wèi)星離地球表面高度的十分之一， 且運(yùn)行方向與地球面的高度為同步衛(wèi)星離地球表面

4、高度的十分之一， 且運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致。下列說法正確的是自轉(zhuǎn)方向一致。下列說法正確的是( ) A“太空加油站太空加油站”運(yùn)行的加速度等于其所在高度處的重力加速度運(yùn)行的加速度等于其所在高度處的重力加速度 B“太空加油站太空加油站”運(yùn)運(yùn)行的速度大小等于同步衛(wèi)星運(yùn)行速度大小的行的速度大小等于同步衛(wèi)星運(yùn)行速度大小的10倍倍 C站在地球赤道上的人觀察到站在地球赤道上的人觀察到“太空加油站太空加油站”向西運(yùn)動向西運(yùn)動 D在在“太空加油站太空加油站”工作的宇航員因不受重力而在艙中懸浮或靜止工作的宇航員因不受重力而在艙中懸浮或靜止 解析解析 根據(jù)根據(jù)GMmr2mgma，知，知“太空加油站太空加油站”運(yùn)

5、行的加速度等于運(yùn)行的加速度等于其所在高度處的重力加速度，其所在高度處的重力加速度，A 項(xiàng)正確；項(xiàng)正確；“太空加油站太空加油站”繞地球做勻繞地球做勻速圓周運(yùn)動，由地球的萬有引力提供向心力，則有速圓周運(yùn)動，由地球的萬有引力提供向心力，則有GMmr2mv2r，得，得 vGMrGMRh，“太空加油站太空加油站”距地球表面的高度為同步衛(wèi)星距地球表面的高度為同步衛(wèi)星離地球表面高度的十分之一， 但離地球表面高度的十分之一， 但“太空加油站太空加油站”距地球球心的距離不距地球球心的距離不等于同步衛(wèi)星距地球球心距離的十分之一，等于同步衛(wèi)星距地球球心距離的十分之一，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；角速度項(xiàng)錯(cuò)誤；角速度 GMr3，軌道

6、半徑越大，角速度越小，同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)的角速度，軌道半徑越大，角速度越小，同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)的角速度相同， 所以相同， 所以“太空加油站太空加油站”的角速度大于地球自轉(zhuǎn)的角速度， 所以站的角速度大于地球自轉(zhuǎn)的角速度， 所以站在地球赤道上的人觀察到在地球赤道上的人觀察到“太空加油站太空加油站”向東運(yùn)動，向東運(yùn)動，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；在項(xiàng)錯(cuò)誤；在“太空加油站太空加油站”工作的宇航員只受重力作用， 處于完全失重狀態(tài)，靠工作的宇航員只受重力作用， 處于完全失重狀態(tài)，靠萬有引力提供向心力做圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力做圓周運(yùn)動，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案答案 A 4如圖為發(fā)射某衛(wèi)如圖為發(fā)射某衛(wèi)星的示意圖。衛(wèi)星

7、在星的示意圖。衛(wèi)星在 A 位置從橢圓軌道位置從橢圓軌道進(jìn)入圓進(jìn)入圓形軌道形軌道，B 位置在軌道位置在軌道上，上，C 位置在軌道位置在軌道上，上，D 為為 AB 的中點(diǎn)。的中點(diǎn)。以下關(guān)于衛(wèi)星的說法正確的是以下關(guān)于衛(wèi)星的說法正確的是( ) A此衛(wèi)星的發(fā)射速度一定等于此衛(wèi)星的發(fā)射速度一定等于 7.9 km/s B衛(wèi)星從衛(wèi)星從 B 運(yùn)動到運(yùn)動到 D 和從和從 D 運(yùn)動到運(yùn)動到 A 的時(shí)間相等的時(shí)間相等 C 衛(wèi)星從 衛(wèi)星從 B 到到 A 的過程中動能不斷減小， 從軌道的過程中動能不斷減小， 從軌道進(jìn)入軌道進(jìn)入軌道需點(diǎn)需點(diǎn)火加速火加速 D 在軌道 在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過 A 位置處的加速度小于在軌道位置處的加

8、速度小于在軌道上經(jīng)過上經(jīng)過 C 處的加處的加速度速度 解析解析 要發(fā)射衛(wèi)星，衛(wèi)星的要發(fā)射衛(wèi)星，衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第一宇宙速度發(fā)射速度大于第一宇宙速度 7.9 km/s，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)開普勒定律知，在橢圓軌道項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)開普勒定律知，在橢圓軌道上，遠(yuǎn)地點(diǎn)上，遠(yuǎn)地點(diǎn) A 的速度小的速度小于近地點(diǎn)于近地點(diǎn) B 的速度， 故衛(wèi)星從的速度， 故衛(wèi)星從 B 運(yùn)動到運(yùn)動到 D 和從和從 D 運(yùn)動到運(yùn)動到 A 的時(shí)間不的時(shí)間不相等，相等，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；遠(yuǎn)地點(diǎn)項(xiàng)錯(cuò)誤；遠(yuǎn)地點(diǎn) A 的速度小于近地點(diǎn)的速度小于近地點(diǎn) B 的速度，衛(wèi)星從的速度，衛(wèi)星從 B到到 A 的過程中動能不斷減小，衛(wèi)星從軌道的過程中動能不斷減小，衛(wèi)

9、星從軌道進(jìn)入軌道進(jìn)入軌道需點(diǎn)火加速需點(diǎn)火加速才行，才行，C 項(xiàng)正確；衛(wèi)星在軌道項(xiàng)正確；衛(wèi)星在軌道上的上的 A 位置及軌道位置及軌道上的上的 C 位置，位置，加速度均為加速度均為 aGMr2，加速度大小相等，加速度大小相等，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案答案 C 5據(jù)科技日報(bào)報(bào)道，據(jù)科技日報(bào)報(bào)道，2020 年前我國將發(fā)射年前我國將發(fā)射 8 顆海洋系列衛(wèi)星，顆海洋系列衛(wèi)星，包括包括 4 顆海洋水色衛(wèi)星、顆海洋水色衛(wèi)星、 2 顆海顆海洋動力環(huán)境衛(wèi)星和洋動力環(huán)境衛(wèi)星和 2 顆海陸雷達(dá)衛(wèi)星，顆海陸雷達(dá)衛(wèi)星，以加強(qiáng)對黃巖島、釣魚島及西沙群島全部島嶼附近海域的監(jiān)測。 設(shè)海以加強(qiáng)對黃巖島、釣魚島及西沙群島全部島嶼

10、附近海域的監(jiān)測。 設(shè)海陸雷達(dá)衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星陸雷達(dá)衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星的的 n 倍，則在相同的時(shí)間內(nèi)倍，則在相同的時(shí)間內(nèi)( ) A海陸雷達(dá)衛(wèi)星到地球球心的連線掃過的面積是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星海陸雷達(dá)衛(wèi)星到地球球心的連線掃過的面積是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星的的 n 倍倍 B海陸雷達(dá)衛(wèi)星和海洋動力環(huán)境衛(wèi)星到地球球心的連線掃過的面積海陸雷達(dá)衛(wèi)星和海洋動力環(huán)境衛(wèi)星到地球球心的連線掃過的面積相等相等 C海陸雷達(dá)衛(wèi)星到地球球心的連線掃過的面積是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星海陸雷達(dá)衛(wèi)星到地球球心的連線掃過的面積是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星的的 n倍倍 D海陸雷達(dá)衛(wèi)星到地球球

11、心的連線掃過的面積是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星海陸雷達(dá)衛(wèi)星到地球球心的連線掃過的面積是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星的的1n倍倍 解析解析 根據(jù)根據(jù) GMmr2mr2，計(jì)算得出，計(jì)算得出 GMr3，掃過的面積為，掃過的面積為 S12lr12r212r2t，因?yàn)檐壍腊霃街葹?，因?yàn)檐壍腊霃街葹?n，則角速度之比為，則角速度之比為1n3，所以相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積之比為所以相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積之比為 n，所以，所以 C 項(xiàng)正確，項(xiàng)正確，A、B、D 項(xiàng)項(xiàng)錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 答案答案 C 6 2016 年年 10 月月 19 日凌晨，日凌晨， “神舟十一號神舟十一號”載人飛船與載人飛船與“天宮二號天宮二號”對接成功。 兩者對接后一

12、起繞地球運(yùn)行的軌道可視為圓軌對接成功。 兩者對接后一起繞地球運(yùn)行的軌道可視為圓軌道， 運(yùn)行周道， 運(yùn)行周期為期為 T，已知地球半徑為，已知地球半徑為 R，對接體距地面的高度為，對接體距地面的高度為 kR，地球表面，地球表面的重力加速度為的重力加速度為 g，萬有引力常量為，萬有引力常量為 G。下列說法正確的是。下列說法正確的是( ) A對接前，飛船通過自身減速使軌道半徑變大靠近對接前，飛船通過自身減速使軌道半徑變大靠近“天宮二號天宮二號”實(shí)實(shí)現(xiàn)對接現(xiàn)對接 B對接后，飛船的線速度大小為對接后，飛船的線速度大小為2kRT C對接后，飛船的加速度大小為對接后，飛船的加速度大小為g 1k 2 D地球的密

13、度為地球的密度為3 1k 2GT2 解析解析 對接前飛船通過加速使對接前飛船通過加速使軌道半徑增大實(shí)現(xiàn)對接，軌道半徑增大實(shí)現(xiàn)對接，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；對項(xiàng)錯(cuò)誤；對接后飛船的線速度接后飛船的線速度 v2 1k RT，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；對接后飛船的加速度項(xiàng)錯(cuò)誤；對接后飛船的加速度 aR2 1k 2R2gg 1k 2，C 項(xiàng)正確；由萬有引力提供向心力得項(xiàng)正確；由萬有引力提供向心力得 GMm 1k 2R242m 1k RT2得得 M42 1k 3R3GT2， 地球的體積， 地球的體積 V43R3，地球的密度地球的密度 MV，聯(lián)立解得，聯(lián)立解得 3 1k 3GT2，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案答案 C 7在赤道平面內(nèi)繞

14、地球做勻速圓周運(yùn)動的三顆衛(wèi)星在赤道平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運(yùn)動的三顆衛(wèi)星 m1、m2、m3，它，它們的軌道半徑分別為們的軌道半徑分別為 r1、r2、r3，且，且 r1r2r3，其中，其中 m2為同步衛(wèi)星，為同步衛(wèi)星，若三顆衛(wèi)星在運(yùn)動過程中受到的向心力大小相等，則若三顆衛(wèi)星在運(yùn)動過程中受到的向心力大小相等，則( ) A相同的時(shí)間內(nèi)，相同的時(shí)間內(nèi)，m1通過的路程最大通過的路程最大 B三顆衛(wèi)星中，三顆衛(wèi)星中，m3的質(zhì)量最大的質(zhì)量最大 C三顆衛(wèi)星中，三顆衛(wèi)星中，m3的速度最大的速度最大 Dm1繞地球運(yùn)動的周期小于繞地球運(yùn)動的周期小于 24 小時(shí)小時(shí) 解析解析 根據(jù)萬有引力提供向心力可得根據(jù)萬有引力提供向

15、心力可得 GMmr2mv2r，解得，解得 vGMr；由于由于 r1r2r3， 故， 故 v1v2v3， 故， 故 m3的速度最大， 在相同的時(shí)間內(nèi)，的速度最大， 在相同的時(shí)間內(nèi)，m3通過的路程最大，通過的路程最大，A 項(xiàng)錯(cuò)誤，項(xiàng)錯(cuò)誤，C 項(xiàng)正確；由項(xiàng)正確；由 F萬萬GMmr2可得，在可得，在向心力大小相等的情況下，由于向心力大小相等的情況下，由于 r1r2r3，則，則 m1m2m3，B 項(xiàng)錯(cuò)項(xiàng)錯(cuò)誤；據(jù)萬有引力提供向心力得誤；據(jù)萬有引力提供向心力得GMmr2m42T2r，衛(wèi)星運(yùn)動的周期，衛(wèi)星運(yùn)動的周期 T2rrGM，顯然軌道半徑越大，衛(wèi)星運(yùn)動的周期越大，故，顯然軌道半徑越大，衛(wèi)星運(yùn)動的周期越大，

16、故 m1的周期的周期大于大于 m2的周期，而衛(wèi)星的周期，而衛(wèi)星 2 的周期為的周期為 24 小時(shí)，小時(shí)，故故 m1的周期大于的周期大于 24小時(shí)，小時(shí)，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案答案 C 8某網(wǎng)站報(bào)道，天文學(xué)家在距離地球某網(wǎng)站報(bào)道，天文學(xué)家在距離地球 127 光年處發(fā)現(xiàn)了一個(gè)擁有光年處發(fā)現(xiàn)了一個(gè)擁有 7顆行星的顆行星的“太陽系太陽系”， 這些行星與其中央恒星之間遵循基本天體運(yùn)行， 這些行星與其中央恒星之間遵循基本天體運(yùn)行規(guī)律，和我們太陽系的規(guī)則相似。這一星系的中央恒星名為規(guī)律，和我們太陽系的規(guī)則相似。這一星系的中央恒星名為“HD10180”。分析顯示， 其中一個(gè)行星繞中央恒星。分析顯示， 其中

17、一個(gè)行星繞中央恒星“HD10180”的公轉(zhuǎn)的公轉(zhuǎn)周期為周期為 584 天，是地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期的天，是地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期的 1.6 倍；與中央恒星倍；與中央恒星“HD10180”的距離是的距離是2.3 億公里， 等于太陽和地球之間平均距離的億公里， 等于太陽和地球之間平均距離的 1.6 倍，將行星與地球的公轉(zhuǎn)軌道視為圓周。 該行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的倍，將行星與地球的公轉(zhuǎn)軌道視為圓周。 該行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的25 倍，半徑是地球半徑倍，半徑是地球半徑的的 16 倍。則下列說法正確的是倍。則下列說法正確的是( ) A恒星恒星“HD10180”的質(zhì)量與太陽的質(zhì)量之比為的質(zhì)量與太陽的質(zhì)量之比為58

18、B恒星恒星“HD10180”的質(zhì)量與太陽的質(zhì)量之比為的質(zhì)量與太陽的質(zhì)量之比為54 C該行星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為該行星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為34 D該行星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為該行星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為54 解析解析 設(shè)中央恒星質(zhì)量為設(shè)中央恒星質(zhì)量為 M1，行星質(zhì)量為，行星質(zhì)量為 m1，繞恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半，繞恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑為徑為 r1，周期為，周期為 T1，太陽質(zhì)量為，太陽質(zhì)量為 M2，地球質(zhì)量為，地球質(zhì)量為 m2，地球繞太陽運(yùn)，地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑為轉(zhuǎn)的軌道半徑為 r2， 周期為， 周期為 T2。 對。 對行星

19、：行星： GM1m1r21m1r1 2T12； 對地球：； 對地球：GM2m2r22m2r2 2T22，聯(lián)立解得，聯(lián)立解得M1M2T22r31T21r3285，AB 項(xiàng)項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)該行星的錯(cuò)誤；設(shè)該行星的第一宇宙速度為第一宇宙速度為 v1，行星半徑為，行星半徑為 R1，則有，則有 Gm1mR21 mv21 R1，解得，解得 v1Gm1R1， 設(shè)地球的第一宇宙速度為， 設(shè)地球的第一宇宙速度為 v2， 地球半徑為， 地球半徑為 R2， 則有， 則有 Gm2 mR22 mv22 R2 ，解得，解得 v2Gm2R2，聯(lián)立可得，聯(lián)立可得v1v254，C 項(xiàng)錯(cuò)誤，項(xiàng)錯(cuò)誤，D 項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。 答案答案 D

20、B 組組 能力提升題能力提升題 9假設(shè)宇宙中有兩顆相距無限遠(yuǎn)的行星假設(shè)宇宙中有兩顆相距無限遠(yuǎn)的行星 A 和和 B，半徑分別為，半徑分別為 RA和和RB。這兩顆行星周圍衛(wèi)星的軌道半徑的三次方。這兩顆行星周圍衛(wèi)星的軌道半徑的三次方(r3)與運(yùn)行周期的平方與運(yùn)行周期的平方(T2)的關(guān)系如圖所示，的關(guān)系如圖所示，T0為衛(wèi)星環(huán)繞行星表面運(yùn)行的周期。則為衛(wèi)星環(huán)繞行星表面運(yùn)行的周期。則( ) A行星行星 A 的質(zhì)量大于行星的質(zhì)量大于行星 B 的質(zhì)量的質(zhì)量 B行星行星 A 的密度小于行星的密度小于行星 B 的密度的密度 C行星行星 A 的第一宇宙速度小于行星的第一宇宙速度小于行星 B 的第一宇宙速度的第一宇宙

21、速度 D當(dāng)兩行星的衛(wèi)星軌道半徑相同時(shí)，行星當(dāng)兩行星的衛(wèi)星軌道半徑相同時(shí)，行星 A 的衛(wèi)星向心加速度小于的衛(wèi)星向心加速度小于行行星星 B 的衛(wèi)星向心加速度的衛(wèi)星向心加速度 解析解析 根據(jù)根據(jù)GMmr2m42rT2，可得，可得 M42r3GT2，r3GM42T2，由圖象可知，由圖象可知，A 的斜率大，所以的斜率大，所以 A 的質(zhì)量大，的質(zhì)量大，A 項(xiàng)正確；由圖象可知當(dāng)衛(wèi)星在兩行項(xiàng)正確；由圖象可知當(dāng)衛(wèi)星在兩行星表面運(yùn)行時(shí)，周期相同，將星表面運(yùn)行時(shí)，周期相同，將 MV43R3代入上式可知兩行星代入上式可知兩行星密度相同，密度相同，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)萬有引力提供向心力，則項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)萬有引力提供向心力，則

22、GMmR2mv2R，所，所以以 vGMR43GR2，行星，行星 A 的半徑大，所以行星的半徑大，所以行星 A 的第一宇的第一宇宙速度也大，宙速度也大，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；兩衛(wèi)星的軌道半徑相同時(shí)，它們的向心加速項(xiàng)錯(cuò)誤；兩衛(wèi)星的軌道半徑相同時(shí)，它們的向心加速度度 aGMr2，由于，由于 A 的質(zhì)量大于的質(zhì)量大于 B 的質(zhì)量，所以行星的質(zhì)量，所以行星 A 的衛(wèi)星向心加的衛(wèi)星向心加速度大，速度大，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案答案 A 10(日照校際聯(lián)合期中考試日照校際聯(lián)合期中考試)2017 年年 6 月月 15 日，中國空間科學(xué)衛(wèi)星日，中國空間科學(xué)衛(wèi)星“慧眼慧眼”被成功送入軌道，衛(wèi)星軌道所處的空間存在極其稀薄的

23、空被成功送入軌道，衛(wèi)星軌道所處的空間存在極其稀薄的空氣。氣?！盎垩刍垩邸笔俏覈最w大型是我國首顆大型 X 射線天文衛(wèi)星，這意味著我國在射線天文衛(wèi)星，這意味著我國在 X射線空間觀測方面具有國際先進(jìn)的暗弱變源巡天能力、 獨(dú)特的多波段射線空間觀測方面具有國際先進(jìn)的暗弱變源巡天能力、 獨(dú)特的多波段快速光快速光觀測能力等。下列關(guān)于觀測能力等。下列關(guān)于“慧眼慧眼”衛(wèi)星的說法正確的是衛(wèi)星的說法正確的是( ) A如果不加干預(yù)，如果不加干預(yù)，“慧眼慧眼”衛(wèi)星的動能可能會緩慢減小衛(wèi)星的動能可能會緩慢減小 B如果不加干預(yù)，如果不加干預(yù)，“慧眼慧眼”衛(wèi)星的軌道高度可能會緩慢降低衛(wèi)星的軌道高度可能會緩慢降低 C“慧眼慧

24、眼”衛(wèi)星在軌道上處于失重狀態(tài)，所以不受地球的引力作用衛(wèi)星在軌道上處于失重狀態(tài)，所以不受地球的引力作用 D由于技術(shù)的進(jìn)步，由于技術(shù)的進(jìn)步，“慧眼慧眼”衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行的線速度可能會大衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行的線速度可能會大于第一宇宙速度于第一宇宙速度 解析解析 衛(wèi)星軌道所處的空間存在極其稀薄的空氣， 如果不加干預(yù)，衛(wèi)衛(wèi)星軌道所處的空間存在極其稀薄的空氣， 如果不加干預(yù)，衛(wèi) 星的機(jī)械能減小， 衛(wèi)星的軌道高度會緩慢降低， 據(jù)星的機(jī)械能減小， 衛(wèi)星的軌道高度會緩慢降低， 據(jù) GMmr2mv2r可得可得 vGMr，衛(wèi)星的軌道高度降低，其線速度增大，衛(wèi)星的動能增大，衛(wèi)星的軌道高度降低，其線速度增大，衛(wèi)星的動能增大

25、，故故 A 項(xiàng)錯(cuò)誤，項(xiàng)錯(cuò)誤，B 項(xiàng)正確；衛(wèi)星在軌道上，受到的地球引力產(chǎn)生向心項(xiàng)正確；衛(wèi)星在軌道上，受到的地球引力產(chǎn)生向心加速度，處于失重狀態(tài)，故加速度，處于失重狀態(tài)，故 C 項(xiàng)錯(cuò)誤；據(jù)項(xiàng)錯(cuò)誤；據(jù) vGMr得，衛(wèi)星在軌道得，衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行的線速度小于第一宇宙速度，故上運(yùn)行的線速度小于第一宇宙速度，故 D 項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案答案 B 【解題技巧】【解題技巧】 雙星系統(tǒng)靠相互間的萬有引力提供向心力，角速度的大小相等， 周期雙星系統(tǒng)靠相互間的萬有引力提供向心力，角速度的大小相等， 周期相等。相等。 11. (九江一中月考九江一中月考)2017 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予美國科學(xué)家雷納年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授

26、予美國科學(xué)家雷納 韋韋斯、斯、巴里巴里 巴里什和基普巴里什和基普 索恩，以表彰他們?yōu)樗鞫?，以表彰他們?yōu)椤凹す飧缮嬉Σㄌ煳募す飧缮嬉Σㄌ煳呐_臺”(LIGO)項(xiàng)目和發(fā)現(xiàn)引力波所做的貢獻(xiàn)，引力波的發(fā)現(xiàn)將為人類項(xiàng)目和發(fā)現(xiàn)引力波所做的貢獻(xiàn)，引力波的發(fā)現(xiàn)將為人類探索宇宙提供新視角，這是一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)。 在如圖所示的脈沖雙探索宇宙提供新視角，這是一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)。 在如圖所示的脈沖雙星系統(tǒng)中，星系統(tǒng)中， A、 B 兩個(gè)恒星靠著相互之間的引力正在做勻速圓周運(yùn)動，兩個(gè)恒星靠著相互之間的引力正在做勻速圓周運(yùn)動，已知恒星已知恒星 A 的質(zhì)量為太陽質(zhì)量的的質(zhì)量為太陽質(zhì)量的 29 倍， 恒星倍， 恒星 B 的質(zhì)量

27、為太陽質(zhì)量的的質(zhì)量為太陽質(zhì)量的36 倍，兩星之間的距離倍，兩星之間的距離 L2105 m，太陽質(zhì)量，太陽質(zhì)量 M21030 kg，萬，萬有引力常量有引力常量 G6.671011 N m2/kg2。 若兩星在環(huán)繞過程中會輻射出。 若兩星在環(huán)繞過程中會輻射出引力波，該引力波的頻率與兩星做圓周運(yùn)動的頻率具有相同引力波，該引力波的頻率與兩星做圓周運(yùn)動的頻率具有相同的數(shù)量的數(shù)量級，則根據(jù)題目所給信息估算該引力波頻率的數(shù)量級是級，則根據(jù)題目所給信息估算該引力波頻率的數(shù)量級是( ) A102 Hz B104 Hz C106 Hz D108 Hz 解析解析 A、B 的周期相同，角速度相等，靠相互的引力提供向心

28、力，的周期相同，角速度相等，靠相互的引力提供向心力，GMAMBL2MArA42T2， GMAMBL2MBrB42T2， 有有 MArAMBrB，rArBL，解得，解得 rAMBMAMBL363629L3665L，由由 得 ，得 ， T 42L33665GMB， 則， 則f 1TGMB42L336656.6710113621030410 2105 3366516102 Hz，故選，故選 A 項(xiàng)。項(xiàng)。 答案答案 A 12. (多選多選)如圖所示，有甲、乙兩顆衛(wèi)星分別在不如圖所示，有甲、乙兩顆衛(wèi)星分別在不同的軌道圍繞一個(gè)同的軌道圍繞一個(gè)半徑為半徑為 R、表面重力加速度為、表面重力加速度為 g 的行星

29、運(yùn)動，衛(wèi)星甲、衛(wèi)星乙各自所的行星運(yùn)動，衛(wèi)星甲、衛(wèi)星乙各自所在的軌道平面相互垂直， 衛(wèi)星甲的軌道為圓，距離行星表面的高度為在的軌道平面相互垂直， 衛(wèi)星甲的軌道為圓，距離行星表面的高度為R，衛(wèi)星乙的軌道為橢圓，衛(wèi)星乙的軌道為橢圓，M、N 兩點(diǎn)的連線為其橢圓軌道的長軸且兩點(diǎn)的連線為其橢圓軌道的長軸且M、N 兩點(diǎn)間的距離為兩點(diǎn)間的距離為 4R。則以下說法正確的是。則以下說法正確的是( ) A衛(wèi)星甲的線速度大小為衛(wèi)星甲的線速度大小為 2gR B衛(wèi)星乙運(yùn)行的周期為衛(wèi)星乙運(yùn)行的周期為 4 2Rg C衛(wèi)星乙沿橢圓軌道運(yùn)行經(jīng)過衛(wèi)星乙沿橢圓軌道運(yùn)行經(jīng)過 M 點(diǎn)時(shí)的速度點(diǎn)時(shí)的速度大于衛(wèi)星甲沿圓軌道大于衛(wèi)星甲沿圓軌道

30、運(yùn)行的速度運(yùn)行的速度 D 衛(wèi)星乙沿橢圓軌道運(yùn)行經(jīng)過 衛(wèi)星乙沿橢圓軌道運(yùn)行經(jīng)過 N 點(diǎn)時(shí)的加速度小于衛(wèi)星甲沿圓軌道點(diǎn)時(shí)的加速度小于衛(wèi)星甲沿圓軌道運(yùn)行的加速度運(yùn)行的加速度 解析解析 衛(wèi)星甲繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動，由萬有引力提供向心力，衛(wèi)星甲繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動，由萬有引力提供向心力， 可計(jì)算出衛(wèi)星甲環(huán)繞中心天體運(yùn)動的線速度大小為可計(jì)算出衛(wèi)星甲環(huán)繞中心天體運(yùn)動的線速度大小為 vgR2，A 項(xiàng)項(xiàng)錯(cuò)誤；同理可計(jì)算出衛(wèi)星甲環(huán)繞的周期為錯(cuò)誤；同理可計(jì)算出衛(wèi)星甲環(huán)繞的周期為 T甲甲4 2Rg，由衛(wèi)星乙，由衛(wèi)星乙橢圓軌道的半長軸等于衛(wèi)星甲圓軌道的半徑， 根據(jù)開普勒第三定律可橢圓軌道的半長軸等于衛(wèi)星甲圓軌道

31、的半徑， 根據(jù)開普勒第三定律可知，衛(wèi)星乙運(yùn)行的周期和衛(wèi)星甲運(yùn)行的周期相等，則知，衛(wèi)星乙運(yùn)行的周期和衛(wèi)星甲運(yùn)行的周期相等，則 T乙乙T甲甲4 2Rg，B 項(xiàng)正確；衛(wèi)星乙沿橢圓軌道經(jīng)過項(xiàng)正確；衛(wèi)星乙沿橢圓軌道經(jīng)過 M 點(diǎn)時(shí)的速度大于沿軌道點(diǎn)時(shí)的速度大于沿軌道半徑為半徑為 M 至行星中心距離的圓軌道的衛(wèi)星的線速度，而軌道半徑為至行星中心距離的圓軌道的衛(wèi)星的線速度，而軌道半徑為M 至行星中心距離的圓軌道的衛(wèi)星的線速度大于衛(wèi)星甲在圓軌道上至行星中心距離的圓軌道的衛(wèi)星的線速度大于衛(wèi)星甲在圓軌道上的線速度，的線速度， C 項(xiàng)正確； 衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)只受萬有引力， 向心加速度項(xiàng)正確； 衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)只受萬有引力， 向心

32、加速度 aGMr2，r 越大，越大，a 越小，越小，D 項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。 答案答案 BCD 13.石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強(qiáng)度及超強(qiáng)導(dǎo)電、導(dǎo)石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強(qiáng)度及超強(qiáng)導(dǎo)電、導(dǎo)熱等非凡的物理化學(xué)性質(zhì)有望使熱等非凡的物理化學(xué)性質(zhì)有望使 21 世紀(jì)的世界發(fā)生革命性的變化，世紀(jì)的世界發(fā)生革命性的變化，其發(fā)現(xiàn)者由此獲得其發(fā)現(xiàn)者由此獲得 2010 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 用石墨烯制作超級纜繩，年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 用石墨烯制作超級纜繩，人類搭建人類搭建“太空電梯太空電梯”的夢想的夢想有望在有望在 21 世紀(jì)實(shí)現(xiàn)?？茖W(xué)家們設(shè)想，世紀(jì)實(shí)現(xiàn)?？茖W(xué)家們設(shè)想，通過地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站， 電梯倉沿著這通過地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站， 電梯倉沿著這條纜繩運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換。條纜繩運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換。 (1)若若“太空電梯太空電梯”將貨物從赤道基站運(yùn)到距地面高度為將貨物從赤道基站運(yùn)到距地面高度為 h1的同步軌的同步軌道站，求軌道站內(nèi)質(zhì)量為道站，求軌道站內(nèi)質(zhì)量為 m1的貨物相