2017届高三物理一轮总复习 第4章《曲线运动 万有引力与航天》4 万有引力与航天课时作业 新人教版

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1、万有引力与航天一、选择题1．(多选)(2016·济南模拟)第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律．下列有关说法中正确的是(　　)A．开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆B．太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星C．库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值D．牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识【解析】　太阳与行星之间引力的规律也适用于其他星体之间，因此B选项错误；卡文迪许利用实验

2、较为准确地测出了引力常量G的数值，故C选项错误．【答案】　AD2．(2016·江门调研)如图所示的a、b、c三颗地球卫星，其半径关系为ra＝rbTcC．卫星a、b的角速度一定小于卫星c的角速度D．它们的速度关系为va＝vb>vc【解析】　卫星绕地球做匀速圆周运动，则由万有引力公式可得：G＝＝mr，因ra＝rbvc，选项D正确，周期关系为Ta＝Tb

3、方程中，可以消去卫星的质量，故卫星的质量的大小关系不确定，选项A错误；根据ω＝可知，卫星a、b的角速度大于卫星c的角速度，故C错误．【答案】　D3．已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为(　　)A．3.5km/sB．5.0km/sC．17.7km/sD．35.2km/s【解析】　设地球质量为M，半径为R.由＝m，得v＝，则＝＝，即v火＝≈3.54km/s，选项A正确．【答案】　A4．(多选)(2016·揭阳模拟)已知地球半

4、径为R，质量为M，自转角速度为ω，引力常量为G，地球同步卫星距地面高度为h，则(　　)A．地球赤道上物体随地球自转运动的线速度为ωRB．地球同步卫星的运行速度为ωhC．地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为D．地球近地卫星做匀速圆周运动的周期大于【解析】　因地球的自转角速度为ω，故地球赤道上物体随地球自转运动的线速度v＝ωR，选项A正确；同步卫星的运行角速度等于地球的自转角速度ω，故同步卫星的运行线速度v＝ω(R＋h)，选项B错误；根据万有引力定律可得：＝，可得：地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度v′＝

5、，选项C正确，地球同步卫星的周期T＝，由开普勒第三定律可得：＝，可知：T>T′，选项D错误．【答案】　AC5.2013年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程．某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图，将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到h高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球．设“玉兔”质量为m，月球半径为R，月面的重力速度为g月．以月面为零势能面，“玉兔”在h高度的引力势能可表示为Ep＝，其中G为引力常量，M为月球质量．

6、若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为(　　)A.(h＋2R)B.(h＋R)C.D.【解析】　从开始发射到对接完成，“玉兔”重力势能增加量为ΔEp＝；又mg月＝.解得ΔEp＝.“玉兔”在对接轨道上的速度为v，则由万有引力定律及向心力公式得G＝m，所以v＝＝；其动能为Ek＝mv2＝；对“玉兔”做的功等于其机械能增加量为W＝ΔEp＋ΔEk＝.故选项D正确．【答案】　D6．(多选)(2016·常德模拟)天文学发现一个由A、B两颗星球组成的双星系统，观测到双星A、B间的距离为l，A星的运

7、动周期为T，已知引力常量为G，则可求出(　　)A．B星的运动周期B．B星的线速度C．A星的质量D．A星和B星的总质量【解析】　双星系统中的双星做圆周运动的周期相同，所受万有引力充当向心力，由F＝G知向心力大小相等，对A星有G＝mArA，对B星则有G＝mB(l－rA)，两式分别化简后相加得：G＝(rA＋rB)＝.因此双星总质量和运动周期可求，AD项正确；由于只有两个独立的关系式，无法解出mA、rB，BC项错．【答案】　AD7．(2015·海南卷)若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以

8、相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2∶，已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R.由此可知，该行星的半径约为(　　)A.RB.RC．2RD.R【解析】　平抛运动水平位移x＝v0t＝v0，h、v0相同时，水平方向运动距离之比为2∶，故重力加速度之比为7∶4.由＝mg，得R＝，故＝，即R星＝2R，C正确．【答案】　C8．(多选)(2015·天津卷)P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动．