教科版高中物理必修2第三章第3节万有引力定律的应用2万有引力定律在天文学上的应用.docx

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1、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯名校名推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（答题时间：30分钟）1.我国发射的“神舟”六号载人飞船，与“神舟”五号载人飞船相比，它在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示，下列说法中正确的是（）A.“神舟”六号的速度与“神舟”五号的相同B.“神舟”六号的速度较小C.“神舟”六号的周期与“神舟”五号的相同D.“神舟”六号的周期更短2.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，实施变轨后卫星的线速度减小到原来的1，2此时卫星仍做匀速圆周运动，则（）1B.卫星的角速度减小到原来的1A.卫星的向心加速度减小到原来的24C.卫星的周期增大到原来的8

2、倍D.卫星的半径增大到原来的2倍3.一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动，半径是地球环绕半径的4倍，则它的环绕周期是（）A.2年B.4年C.8年D.16年4.若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的（）A.pq倍B.q倍C.p倍D.pq3倍pq5.2009年被确定为国际天文年，以此纪念伽利略首次用望远镜观测星空400周年。从伽利略的“窥天”创举，到20世纪发射太空望远镜——天文卫星，天文学发生了巨大飞跃。2009年5月14日，欧洲航天局又发射了两颗天文卫星，它们飞往距离地球约160万千米的第二拉格朗日点（图中L2）。L2点处在太阳

3、与地球连线的外侧，在太阳和地球的引力共同作用下，卫星在该点能与地球同步绕太阳运动（视为圆周运动），且时刻保持背对太阳和地球的姿势，不受太阳的干扰而进行天文观测。不考虑其他星球影响，下列关于工作在L2点的天文卫星的说法中，正确的是（）A.它绕太阳运行的周期比地球绕太阳运行的周期大1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯名校名推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯B.它绕太阳运行的角速度比地球绕太阳运行的角速度小C.它绕太阳运行的线速度与地球绕太阳运行的线速度相等D.它绕太阳运行的向心加速度比地球绕太阳运行的向心加速度大6.我国首次执行载人航天飞行的“神舟”六号飞船于2005年1

4、0月12日在中国酒泉卫星发射中心发射升空，由“长征—2F”运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上。近地点A距地面高度为h1。实施变轨后，进入预定圆轨道，如图所示。在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，之后返回。已知引力常量为G，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，求：（1）飞船在预定圆轨道上运动的周期为多大？（2）预定圆轨道距地面的高度为多大？（3）飞船在近地点A的加速度为多大？7.某颗人造地球卫星在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球飞行，其运动可视为匀速圆周运动。已知地球半径为R，地面附近的重力加速度为g。请推导：（1）卫星在圆形轨道上运行的速度；（2）运行周期的表达式。2

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯名校名推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1.B解析：根据公式GMmmv2，解得：vGM，可得轨道半径越大，速度越r2rr小，故B正确，A错误；根据公式T2r2r3v可得，轨道半径越大，周期越大，GM所以“神舟”六号的周期大，C、D错误。2.C解析：根据GMmmv2，解得vGM，线速度变为原来的1，知轨道半径r2rr2变为原来的4倍。根据av21r，知向心加速度变为原来的16，故A、D错误；根据vr知，线速度变为原来的1，知轨道半径变为原来的4倍，则角速度变为原来的1，故B错221，则周期变为原来的8误；根据周期T，角速度变为原来的

6、8倍，故C正确。83.C解析：根据万有引力提供向心力得：GMmm42r，解得：T2r3，r2T2GM小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，T行r行3＝8，所以这颗T地r地3小行星的运转周期是8年。4.C解析：根据万有引力提供向心力GMmmv2，可得卫星的环绕速度vGM，R2RRv行M行R地p故M地R行，选项C正确。v地q5.D解析：由题意知，工作在L2点的天文卫星能与地球同步绕太阳运动，它们绕太阳运动的周期、角速度相同，故A、B错误；ω相同，由v＝ωr分析可知，在L2点的天文卫星的线速度大于地球绕太阳运行的线速度，故C错误；ω相同，由2an＝ωr，可知，它绕太阳运行的向

7、心加速度比地球绕太阳运行的向心加速度大，故D正确。6.解：（1）由题设飞船做匀速圆周运动，在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，因周期为转一圈的时间，所以飞船在预定圆轨道上运动的周期为t。Tn（2）设预定圆轨道距地面的高度为h，飞船在预定圆轨道上做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律及万有引力定律得：GMmm42RhRh2T2当飞船在地球表面时有mgGMm，R2以上各式联立解得：预定圆轨道距地面的高度为h3gR2t2R