2019版高考物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 配餐作业13 万有引力与航天

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1、配餐作业(十三)　万有引力与航天A组·基础巩固题1．星系由很多绕中心做圆形轨道运行的恒星组成。科学家研究星系的一个方法是测量恒星在星系中的运行速度v和离星系中心的距离r。用v∝rn这样的关系来表达，科学家们特别关心指数n。若作用于恒星的引力主要来自星系中心的巨型黑洞，则n的值为(　　)A．1　　　B．2　　　C．－　　　D.解析　由万有引力定律得G＝，整理可得v＝，可知n＝－，C项正确。答案　C　2．宇航员站在某一星球距离其表面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，则该星球

2、的质量为(　　)A.B.C.D.解析　设该星球表面的重力加速度g，小球在星球表面做平抛运动，h＝gt2。设该星球的质量为M，在星球表面有mg＝。由以上两式得，该星球的质量为M＝，A项正确。答案　A　3．太空中进行开采矿产资源项目，必须建立“太空加油站”。假设“太空加油站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致。下列说法正确的是(　　)A．“太空加油站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度B．“太空加油站”运行的速度大小等于同步卫星运行速度大小的倍C．站在地球赤道上

3、的人观察到“太空加油站”向西运动D．在“太空加油站”工作的宇航员因不受重力而在舱中悬浮或静止解析　根据＝mg′＝ma，知“太空加油站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度，A项正确；“太空加油站”绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则有＝，得v＝＝，“太空加油站”距地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一，但“太空加油站”距地球球心的距离不等于同步卫星距地球球心距离的十分之一，B项错误；角速度ω＝，轨道半径越大，角速度越小，同步卫星和地球自转的角速度相同，所以“太空加油站”的角速度大于地球自转的角速度，所以站在地球赤道上

4、的人观察到“太空加油站”向东运动，C项错误；在“太空加油站”工作的宇航员只受重力作用，处于完全失重状态，靠万有引力提供向心力做圆周运动，D项错误。答案　A4．如图为发射某卫星的示意图。卫星在A位置从椭圆轨道Ⅰ进入圆形轨道Ⅱ，B位置在轨道Ⅰ上，C位置在轨道Ⅱ上，D为的中点。以下关于卫星的说法正确的是(　　)A．此卫星的发射速度一定等于7.9km/sB．卫星从B运动到D和从D运动到A的时间相等C．卫星从B到A的过程中动能不断减小，从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需点火加速D．在轨道Ⅰ上经过A位置处的加速度小于在轨道Ⅱ上经过C处的加速度解析　要发射卫星，卫星的发射速

5、度大于第一宇宙速度7.9km/s，A项错误；根据开普勒定律知，在椭圆轨道Ⅰ上，远地点A的速度小于近地点B的速度，故卫星从B运动到D和从D运动到A的时间不相等，B项错误；远地点A的速度小于近地点B的速度，卫星从B到A的过程中动能不断减小，卫星从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需点火加速才行，C项正确；卫星在轨道Ⅰ上的A位置及轨道Ⅱ上的C位置，加速度均为a＝，加速度大小相等，D项错误。答案　C　5．据《科技日报》报道，2020年前我国将发射8颗海洋系列卫星，包括4颗海洋水色卫星、2颗海洋动力环境卫星和2颗海陆雷达卫星，以加强对黄岩岛、钓鱼岛及西沙群岛全部岛屿附近海域

6、的监测。设海陆雷达卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径是海洋动力环境卫星的n倍，则在相同的时间内(　　)A．海陆雷达卫星到地球球心的连线扫过的面积是海洋动力环境卫星的n倍B．海陆雷达卫星和海洋动力环境卫星到地球球心的连线扫过的面积相等C．海陆雷达卫星到地球球心的连线扫过的面积是海洋动力环境卫星的倍D．海陆雷达卫星到地球球心的连线扫过的面积是海洋动力环境卫星的倍解析　根据G＝mrω2，计算得出ω＝，扫过的面积为S＝lr＝r2θ＝r2ωt，因为轨道半径之比为n，则角速度之比为，所以相同时间内扫过的面积之比为，所以C项正确，A、B、D项错误。答案　C　6

7、．2016年10月19日凌晨，“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”对接成功。两者对接后一起绕地球运行的轨道可视为圆轨道，运行周期为T，已知地球半径为R，对接体距地面的高度为kR，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G。下列说法正确的是(　　)A．对接前，飞船通过自身减速使轨道半径变大靠近“天宫二号”实现对接B．对接后，飞船的线速度大小为C．对接后，飞船的加速度大小为D．地球的密度为解析　对接前飞船通过加速使轨道半径增大实现对接，A项错误；对接后飞船的线速度v＝，B项错误；对接后飞船的加速度a＝g＝，C项正确；由万有引力提供向心力得G＝得M＝，

8、地球的体积V＝πR3，地球的密度ρ＝，联立解得ρ＝，D项错误。答案　C　7．在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动的三颗卫星m1、m2、m3，