2019-2020年高考物理大一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天课时达标13万有引力与航天

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1、2019-2020年高考物理大一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天课时达标13万有引力与航天[解密考纲]考查解决天体问题的两条基本思路,卫星各参量与半径的关系、天体质量和密度的计算、卫星变轨分析.1.登上火星是人类的梦想,“嫦娥之父”欧阳自远透露:中国计划于2020年登陆火星.地球和火星公转视为匀速圆周运动,忽略行星自转影响.根据下表,火星和地球相比( B )行星半径/m质量/kg轨道半径/m地球6.4×1066.0×10241.5×1011火星3.4×1066.4×10232.3×1011A.火星的公转周期较小B.火星做圆周运动的加速度较小C.

2、火星表面的重力加速度较大D.火星的第一宇宙速度较大解析 设公转半径为r,星球半径为R,太阳的质量为M,由公式=m2r,由题可知火星轨道半径大于地球公转轨道半径,所以火星公转周期大于地球公转周期,所以选项A错误;由公式=ma得a=,所以火星运行时的向心加速度小于地球公转时的加速度,所以选项B正确;由公式=g,表格中数据估算可知m火≈m地,R火≈R地,所以g火≈g地,即火星表面重力加速度小于地球表面重力加速度,所以选项C错误;又由第一宇宙速度公式v=,可得v火≈v地即火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度,所以选项D错误.2.(多选)如图所示,飞行

3、器P绕某星球做匀速圆周运动,星球相对飞行器的张角为θ,下列说法正确的是( AC )A.轨道半径越大,周期越长B.轨道半径越大,速度越大C.若测得周期和张角,可得到星球的平均密度D.若测得周期和轨道半径,可得到星球的平均密度解析 根据G=mR,可知半径越大则周期越大,故选项A正确;根据G=m,可知轨道半径越大则环绕速度越小,故选项B错误;若测得周期T,则有M=,如果知道张角θ,则该星球半径为r=Rsin,所以M==π3ρ,可得到星球的平均密度,故选项C正确,而选项D无法计算星球半径,则无法求出星球的平均密度,选项D错误.3.(xx·吉林长春调研)(

4、多选)我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星-500”的实验活动.假设王跃登陆火星后,测得火星的半径是地球半径的,质量是地球质量的.已知地球表面的重力加速度是g,地球的半径为R,王跃在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h,忽略自转的影响,下列说法正确的是( ABD )A.火星的密度为B.火星表面的重力加速度是gC.火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度相等D.王跃以与在地球上相同的初速度在火星上起跳后,能达到的最大高度是h解析 由G=mg,得到g=,已知火星半径是地球半径的,质量是地球质量的,则火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的,即为

5、g,选项B正确.设火星质量为M′,由万有引力等于重力可得G=mg′,解得M′=,密度为ρ===,故选项A正确;由G=m,得到v=,火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍,故选项C错误;王跃以v0在地球起跳时,根据竖直上抛的运动规律得出可跳的最大高度是h=,由于火星表面的重力加速度是g,王跃以相同的初速度在火星上起跳时,可跳的最大高度h′=h,故选项D正确.4.如图所示,搭载着“嫦娥二号”卫星的“长征三号丙”运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射,卫星由地面发射后,进入地月转移轨道,经多次变轨最终进入距离月球表面100千米、周期约为118分钟的工作轨

6、道,开始对月球进行探测( B )A.卫星在轨道Ⅲ上的运行速度比月球的第一宇宙速度大B.卫星在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅱ上大C.卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时大D.卫星在轨道Ⅲ上经过P点的加速度比在轨道Ⅰ上经过P点时大解析 第一宇宙速度是发射卫星的最小速度,等于近月卫星的速度,大于所有卫星的速度,选项A错误;卫星由Ⅰ轨道进入Ⅱ或Ⅲ轨道,需减速做近心运动,机械能减小,选项B正确,选项C错误;卫星在轨道Ⅲ或Ⅰ上经过P点时,到月心的距离相等,根据=ma可知,加速度应相等,选项D错误.5.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变

7、轨后做匀速圆周运动,动能减小为原来的,不考虑卫星质量的变化,则变轨前后卫星的( C )A.向心加速度大小之比为4∶1B.角速度大小之比为2∶1C.周期之比为1∶8D.轨道半径之比为1∶2解析 由=m可得v=,卫星动能减小为原来的,速度减小为原来的,则轨道半径增加到原来的4倍,故选项D错误;由an=可知向心加速度减小为原来的,故选项A错误;由ω=可知,角速度减小为原来的,故选项B错误;由周期与角速度成反比可知,周期增大到原来的8倍,故选项C正确.6.(多选)已知地球质量为M,半径为R,自转周期为T,地球同步卫星质量为m,引力常量为G.有关同步卫星,

8、下列表述正确的是( BD )A.卫星距地面的高度为B.卫星的运行速度小于第一宇宙速度C.卫星运行时受到的向心力大小为GD.卫星运行的向心

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