高考物理總復(fù)習(xí) 課時作業(yè)十七 萬有引力定律與航天-人教版高三物理試題

課時作業(yè)十七萬有引力定律與航天(限時：45分鐘)(班級________姓名________)1．(多選)下面說法中正確的是()A．海王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的B．天王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的C．天王星的運動軌道偏離是根據(jù)萬有引力定律計算出來的，其原因是由于天王星受到軌道外面其他行星的引力作用D．冥王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的2．科學(xué)家們推測，太陽系的第十顆行星就在地球的軌道上，從地球上看，它永遠在太陽的背面，人類一直未能發(fā)現(xiàn)它，可以說是“隱居”著的地球的“孿生兄弟”．由以上信息我們可能推知()A．這顆行星的公轉(zhuǎn)周期與地球相等B．這顆行星的自轉(zhuǎn)周期與地球相等C．這顆行星質(zhì)量等于地球的質(zhì)量D．這顆行星的密度等于地球的密度3．(多選)2012年12月27日，我國自行研制的“北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)”(BDS)正式組網(wǎng)投入商用.2012年9月采用一箭雙星的方式發(fā)射了該系統(tǒng)中的兩顆軌道半徑均21332km的“北斗－M5”和“北斗－M第3題圖A．兩顆衛(wèi)星的向心加速度大小相同B．兩顆衛(wèi)星速度大小均大于7.9kmC．北斗－M6的速率大于同步衛(wèi)星的速率D．北斗－M5的運行周期大于地球自轉(zhuǎn)周期4．(多選)馬航客機失聯(lián)牽動全世界人的心．現(xiàn)初步確定失事地點位于南緯31°52′東經(jīng)115°52′的澳大利亞西南城市附近的海域．有一顆繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，每天上午同一時刻在該區(qū)域的正上方對海面照相，則()A．該衛(wèi)星可能通過地球兩極上方的軌道B．該衛(wèi)星平面可能與南緯31°52′所確定的平面共面C．該衛(wèi)星平面一定與東經(jīng)115°52′所確定的平面共面D．地球自轉(zhuǎn)周期一定是該衛(wèi)星運行周期的整數(shù)倍5．過去幾千年來，人類對行星的認(rèn)識與研究僅限于太陽系內(nèi)，行星“51pegb”的發(fā)現(xiàn)拉開了研究太陽系外行星的序幕．“51pegb”繞其中心恒星做勻速圓周運動，周期約為4天，軌道半徑約為地球繞太陽運動半徑的eq\f(1,20).該中心恒星與太陽的質(zhì)量比約為()A.eq\f(1,10)B．1C．5D．106．我國“80后”女航天員王亞平在“天宮一號”里給全國的中小學(xué)生們上一堂實實在在的“太空物理課”．在火箭發(fā)射、飛船運行和回收過程中，王亞平要承受超重或失重的考驗，下列說法正確是()A．飛船在降落時需要打開降落傘進行減速，王亞平處于超重狀態(tài)B．飛船在降落時需要打開降落傘進行減速，王亞平處于失重狀態(tài)C．飛船在繞地球勻速運行時，王亞平處于超重狀態(tài)D．火箭加速上升時，王亞平處于失重狀態(tài)7．2014年5月10日第7題圖A．土星質(zhì)量B．地球質(zhì)量C．土星公轉(zhuǎn)周期D．土星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)速度之比8．如圖所示，甲、乙、丙是位于同一直線上的離其他恒星較遠的三顆恒星，甲、丙圍繞乙在半徑為R的圓軌道上運行，若三顆星質(zhì)量均為M，萬有引力常量為G，則()第8題圖A．甲星所受合外力為eq\f(5GM2,R2)B．乙星所受合外力為eq\f(GM2,R2)C．甲星和丙星的線速度相同D．甲星和丙星的角速度相同9．(多選)繩系衛(wèi)星是由一根繩索栓在一個航天器上的衛(wèi)星，可以在這個航天器的下方或上方一起繞地球運行．如圖所示，繩系衛(wèi)星系在航天器上方，當(dāng)它們一起在赤道上空繞地球作勻速圓周運動時(繩長不可忽略)．下列說法正確的是()第9題圖A．繩系衛(wèi)星在航天器的正上方B．繩系衛(wèi)星在航天器的后上方C．繩系衛(wèi)星的加速度比航天器的大D．繩系衛(wèi)星的加速度比航天器的小10．發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射到距地面高度為h1的近地圓軌道上，在衛(wèi)星經(jīng)過A點時點火實施變軌進入橢圓軌道，最后在橢圓軌道的遠地點B點再次點火將衛(wèi)星送入同步軌道，如圖所示．已知同步衛(wèi)星的運行周期為T，地球的半徑為R，地球表面重力加速度為g，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響．求：(1)衛(wèi)星在近地點A的加速度大?。?2)遠地點B距地面的高度．第10題圖課時作業(yè)(十七)萬有引力定律與航天1.ACD【解析】人們通過望遠鏡發(fā)現(xiàn)了天王星，經(jīng)過仔細的觀測發(fā)現(xiàn)，天王星的運行軌道與根據(jù)萬有引力定律計算出來的軌道總有一些偏差，于是認(rèn)為天王星軌道外面還有一顆未發(fā)現(xiàn)的行星，它對天王星的吸引使其軌道產(chǎn)生了偏差．英國的亞當(dāng)斯和法國的勒維耶根據(jù)天王星的觀測資料，獨立地利用萬有引力定律計算出這顆新行星的軌道，后來用類似的方法發(fā)現(xiàn)了冥王星．故A、C、D正確，B錯誤．2．A【解析】由題意知，該行星的公轉(zhuǎn)周期應(yīng)與地球的公轉(zhuǎn)周期相等，這樣，從地球上看，它才能永遠在太陽的背面．3．AC【解析】A．根據(jù)eq\f(GMm,r2)＝ma知，軌道半徑相等，則向心加速度大小相等．故A正確．B.根據(jù)v＝eq\r(\f(GM,r))知，軌道半徑越大，線速度越小，第一宇宙速度的軌道半徑等于地球的半徑，是做勻速圓周運動的最大速度，所以兩顆衛(wèi)星的速度均小于7.9km/s.故B錯誤．C.北斗－M6的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，則線速度大于同步衛(wèi)星的速率．故C正確．D.因為北斗－M6的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)T＝2πeq\r(\f(r3,GM))知，北斗－M6的周期小于同步衛(wèi)星的周期，即小于地球自轉(zhuǎn)的周期．故D錯誤．故選AC.4．AD【解析】衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供圓周運動的向心力，地心必在軌道平面內(nèi)，故該衛(wèi)星的軌道可能通過兩極的上方，A正確；若衛(wèi)星平面與南緯31°52′所確定的平面共面，則地心不在軌道平面內(nèi)，不能滿足萬有引力提供圓周運動向心力的要求，故B錯誤；由于地球自轉(zhuǎn)作用，該衛(wèi)星平面一定與東經(jīng)115°51′所確定的平面不共面，故C錯誤；由于衛(wèi)星每天上午同一時刻在該區(qū)域的正上方海面照相，故知地球自轉(zhuǎn)一周，則該衛(wèi)星繞地球做圓周運動N周，即地球自轉(zhuǎn)周期一定是該衛(wèi)星運行周期的整數(shù)倍，故D正確．5．B【解析】行星繞中心恒星做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，則eq\f(M1,M2)＝(eq\f(r1,r2))3·(eq\f(T1,T2))2≈1，選項B正確．6．A【解析】飛船在降落時需要打開降落傘進行減速時，加速度方向向上，王亞平處于超重狀態(tài)．故A正確，B錯誤．C.飛船在繞地球勻速運行時，萬有引力定律提供向心力，加速度方向向下，王亞平處于失重狀態(tài)，故C錯誤．D.火箭加速上升時，加速度方向向上，王亞平處于超重狀態(tài)，故D錯誤．故選A.7．CD【解析】土星、地球都以太陽為中心體做勻速圓周運動，利用已知條件無法求出二者質(zhì)量，A、B錯誤；如圖所示，A、B作為第一次“相遇”位置，由于地球比土星運動快，地球運動一周365天又到B處，再經(jīng)過378－365＝13天到B′處，這時土星由A運動到A′處剛好第二次“相遇”，所以土星周期為T＝378×eq\f(365,13)天≈10613天，C正確；對于土星和地球，由萬有引力提供向心力Geq\f(Mm,r2)＝mreq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T))))eq\s\up12(2)，用已知地球公轉(zhuǎn)的周期和半徑以及土星的周期，可以解得土星半徑，代入速度公式v＝eq\f(2πr,T)，即可求得eq\f(vA,vB)，D正確．第7題圖8．D【解析】甲星所受合外力為乙、丙對甲星的萬有引力的合力：F甲＝eq\f(GM2,R2)＋eq\f(GM2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2R))2)＝eq\f(5GM2,4R2)，A錯誤；由對稱性可知，甲、丙對乙星的萬有引力等大反向，乙星所受合外力為0，B錯誤；由甲、乙、丙位于同一直線上可知，甲星和丙星的角速度相同，由v＝ωR可知，甲星和丙星的線速度大小相同，但方向相反，故C錯誤，D正確．9．AC【解析】航天器與繩系衛(wèi)星都是繞地球做圓周運動，繩系衛(wèi)星所需的向心力由萬有引力和繩子的拉力共同提供，所以拉力沿萬有引力方向，從而可知繩系衛(wèi)星在航天器的正上方．故A正確、B錯誤．航天器和繩系衛(wèi)星的角速度相同，根據(jù)公式a＝rω2知繩系衛(wèi)星的軌道半徑大，所以加速度大．故C正確，D錯誤．故選AC.10．(1)eq\f(R2g,（R＋h1）2)(2)eq\r(3,\f(gR2T2,4π2))－R【解析】(1)設(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為m，萬有引力常量為G，衛(wèi)星在A點的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有Geq\f(Mm,（R＋h1）2)＝ma