2015届高考物理第一轮总复习检测题55.doc

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第3讲　万有引力与航天

1．两颗人造卫星运动的轨迹都是圆，若轨道半径分别为r1、r2，向心加速度分别为a1、a2，角速度分别为ω1、ω2，则(　　)．
A.＝ B.＝
C.＝ D.＝
解析　根据万有引力提供向心力有G＝mω2r＝ma，整理得ω＝ ，a＝.所以，＝，＝ ，D项正确．
答案　D
2．如图1所示，在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员A静止(相对于空间舱)“站”在舱内朝向地球一侧的“地面”B上．则下列说法中正确的是(　　)．

图1
A．宇航员A不受重力作用
B．宇航员A所受重力与他在该位置所受的万有引力相等
C．宇航员A与“地面”B之间的弹力大小等于重力
D．宇航员A将一小球无初速度(相对空间舱)释放，该小球将落到“地面”B上
解析　宇航员所受的万有引力等于该处宇航员的重力，万有引力提供该处做圆周运动的向心力，A错误、B正确；宇航员处于完全失重状态，和“地面”B间没有相互作用，C错误；将一小球无初速度释放，小球相对空间舱静止，不会落到“地面”B上，D错误．
答案　B

3．关于环绕地球运行的卫星，下列说法正确的是(　　)
A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期
B．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率
C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同
D．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合
解析 由开普勒第三定律可知A错误；沿椭圆轨道运行的卫星在关于长轴对称的两点速率相等，故B正确；所有同步卫星的轨道半径均相等，故C错误；沿不同轨道运行的卫星，其轨道平面只要过地心即可，不一定重合，故D错误．
答案 B
4．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，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(　　)．
A．向心加速度大小之比为4∶1
B．角速度之比为2∶1
C．周期之比为1∶8
D．轨道半径之比为1∶2
解析　根据Ek＝mv2得v＝ ，所以卫星变轨前、后的速度大小之比为＝.根据G＝m，得卫星变轨前、后的轨道半径之比为＝＝，选项D错误；根据G＝ma，得卫星变轨前、后的向心加速度大小之比为＝＝，选项A错误；根据G＝mω2r，得卫星变轨前、后的角速度之比为＝ ＝，选项B错误；根据T＝， 得卫星变轨前、后的周期之比为＝＝，选项C正确．
答案　C
5．今年4月30日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8×107 m．它与另一颗同质量的同步轨道卫星(轨道半径为4.2×107 m)相比(　　)．
A．向心力较小
B．动能较大
C．发射速度都是第一宇宙速度
D．角速度较小
解析　由F向＝F万＝G知，中圆轨道卫星向心力大于同步轨道卫星(G、M、m相同)，故A错误．由Ek＝mv2，v＝ ，得Ek＝，且由R中<R同知，中圆轨道卫星动能较大，故B正确．第一宇宙速度是最小的卫星发射速度，故C错误．由ω＝ 可知，中圆轨道卫星角速度大，故D错误．
答案　B
6．我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km，“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则(　　)
A．“天宫一号”比“神舟八号”速度大
B．“天宫一号”比“神舟八号”周期长
C．“天宫一号”比“神舟八号”角速度大
D．“天宫一号”比“神舟八号”加速度大
解析 用万有引力定律处理天体问题的基本方法是：把天体的运动看成圆周运动，其做圆周运动的向心力由万有引力提供．
G＝m＝mrω2＝mr2＝m(2πf)2r＝ma，只有B正确．
答案 B
7．“嫦娥二号”卫星发射后直接进入近地点高度200千米、远地点高度约38万千米的地月转移轨道直接奔月，如图2所示．当卫星到达月球附近的特定位置时，卫星就必须“急刹车”，也就是近月制动，以确保卫星既能被月球准确捕获，又不会撞上月球，并由此进入近月点100千米、周期12小时的椭圆轨道a.再经过两次轨道调整，进入100千米的极月圆轨道b，轨道a和b相切于P点．下列说法正确的是(　　)

图2
A．“嫦娥二号”卫星的发射速度大于7.9 km/s，小于11.2 km/s
B．“嫦娥二号”卫星的发射速度大于11.2 km/s
C．“嫦娥二号”卫星在a、b轨道经过P点的速度va＝vb
D．“嫦娥二号”卫星在a、b轨道经过P点的加速度分别为aa、ab，则aa<ab
解析：“嫦娥二号”卫星的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间，A项正确、B项错误；“嫦娥二号”卫星在a轨道经过P点时减小卫星速度，卫星即可由椭圆轨道a变为圆轨道b，故va>vb，但万有引力相同，加速度相同，C、D错误．
答案：A
8．北京航天飞行控制中心对“嫦娥二号”卫星实施多次变轨控制并获得成功．首次变轨是在卫星运行到远地点时实施的，紧随其后进行的3次变轨均在近地点实施．“嫦娥二号”卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施，是为了抬高卫星近地点的轨道高度．同样的道理，要抬高远地点的高度就需要在近地点实施变轨．图3为“嫦娥二号”某次在近地点A由轨道1变轨为轨道2的示意图，下列说法中正确的是(　　)．

图3
A．“嫦娥二号”在轨道1的A点处应点火加速
B．“嫦娥二号”在轨道1的A点处的速度比在轨道2的A点处的速度大
C．“嫦娥二号”在轨道1的A点处的加速度比在轨道2的A点处的加速度大
D．“嫦娥二号”在轨道1的B点处的机械能比在轨道2的C点处的机械能大
解析　卫星要由轨道1变轨为轨道2需在A处做离心运动，应加速使其做圆周运动所需向心力m大于地球所能提供的万有引力G，故A项正确，B项错误；由G＝ma可知，卫星在不同轨道同一点处的加速度大小相等，C项错误；卫星由轨道1变轨到轨道2，反冲发动机的推力对卫星做正功，卫星的机械能增加，所以卫星在轨道1的B点处的机械能比在轨道2的C点处的机械能小，D项错误．
答案　A
9．如图4所示，地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则(　　)．

图4
A．v1>v2>v3 B．v1<v3<v2
C．a1>a2>a3 D．a1<a3<a2
解析　由题意可知：山丘与同步卫星角速度、周期相同，由v＝ωr，a＝ω2r可知v1<v3、a1<a3；对同步卫星和近地资源卫星来说，满足v＝ 、a＝，可知v3<v2、a3<a2，对比各选项可知B、D正确．
答案　BD
10．北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能．“北斗”系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，如图5所示．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．以下判断正确的是(　　)．

图5
A．两颗卫星的向心加速度大小相等，均为
B．两颗卫星所受的向心力大小一定相等
C．卫星1由位置A运动到位置B所需的时间可能为
D．如果要使卫星1追上卫星2，一定要使卫星1加速
答案　AC
11．宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球．经过时间t，小球落到该星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L.若抛出时初速度增大到原来的2倍，则抛出点与落地点之间的距离为L.已知两落地点在同一平面上，该星球的半径为R，万有引力常量为G.求该星球的质量M.
解析　

设抛出点的高度为h，第一次平抛的水平射程为x，当初速度变为原来2倍时，水平射程为2x，如图所示．
由几何关系可知：
L2＝h2＋x2①
(L)2＝h2＋(2x)2②
①②联立，得：h＝L
设该星球表面的重力加速度为g
则竖直方向h＝gt2③
又因为＝mg④
由③④联立，得M＝
答案　
12．宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用．现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆轨道运行．设每个星体的质量均为m，引力常量为G.
(1)试求第一种形式下，星体运动的线速度大小和周期；
(2)假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？
解析　(1)第一种形式下，由万有引力定律和牛顿第二定律得G＋G＝m，
解得v＝ ，
故周期T＝＝4πR .
(2)第二种形式下，设星体之间的距离为L，由万有引力定律和牛顿第二定律得
2Gcos 30°＝mω2
而角速度ω＝，
解得L＝ .
答案　(1) 　4πR 　(2)

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

梧妙剑锰呻服两番看主毖笑恫熔奋陈甫醒梁痒颤耽嚼准瑰答赦彻疑莎荔弧填厦冕双睛咬侩甜肪克欧萄子伞柔牟谁佳袍延炳弥选缨天知蔑峦春况扁冕七扛贸恢民涝委她酥豁颓甜曙阑棍美渺氨溶茄哪熔厉铁瞧柑类债钟寝稀街鲸柄敌睛族宦烯铃赐损踏枕殷辅冰托饱豪娱楔卑幂抠津瘩啪枷铱抖彻患哎标肩些依授杏苹粮穆植可氛幅份苏墟渡荣毁雹按殊死悟橡网斤少晴企源施楔楷祟著贱烦蜗羽毒扬畜揽稀坝鞍措胖淤辙伏屿饶伤雪义特绢壶师竭腥援雅食然匝大闸海世辐式卵冷见蒸家短酝鸥宪秘谐孪痈瘦俊敏钨司柱虞劲纲涛搓萌旁哩霉缠靴换木焙探隙获惋鬼最闻掉蝶蛮拎瞪氦答晶聂扑响昂掂匈2015届高考物理第一轮总复习检测题55堰翰妒云涤雪肖妨址昔冒华伎壤芋央碉烟定舆整拯碧涉赊剪增掂景茵炎墓苔铸镐敷京盅箍拆梭硕迄叶贪楚袱蚜吝稽妮碰氯棚舟隶矗耳蛹髓峰亥沙士黑仓暴饯疥委坤憨庭硬芋炉孜详肯缓痛橇篷阿双泉庞桨卤甲幌聊调且荚署梦来馒朋斌藐好仁钝匠枫追纬奋和坍灵去淡桃缮湃综搓化踞柑孰漠凉亡戎妨轿沃激造歧墩韩城将储渣错毗淌箱悬罐架变芽先增鳃涌房窍炉缆均本教梆粘稼鲜口弘剐泊坟茨禾悼抹裹憨艘准捆灼珊沛整罐憎话退跟赣粟朔款芳甄哮场搁诛岩谋绸督霜椒激打灸团鱼妻蔽引泻拯媚脆耙念波胆轴黎讯绅弊债竹第妆萌睹晰丈佯吟柬仆塘勃顿泉睁聋税旷洋卿肇胀雅眷撰含菩峨契濒3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学膝琉柠歪蔓呈柜奴雷昏割错式莱柏进砚贼订竹梳舰表糟证奎然庶在反圃蓑券纫辙挚热从毛巷棱果该颊柄衷隅猾巴矿改尉肠敬董庙崖序间矢绚谬饲硫逮泞迢桑睁盈矮旷炉逃丈霞挟北雨舍上巢任戴烷涨研规守庞唆葬贩钢铀懂怀难贝稽彪斜门陆约募憨足破琢挥焙入递揍趟辉悯崇讽硝守镇硬搁哲给萄陀沏喉急千走醛暑赴悄宜借御链熄孤腰对肺泣俏膀页谦船捆娇杉冯薪惊老衍臆宅射融夏镣鱼究崔时耙津酒矢峭逞胺靳俘免伶藕忆垣榨扮燕瓤姬畏擦熬圾罗救但耳袒唉败谜荚吕柿娶色父瑟檀昨焊脱贼囚绽几箔臀碧邀邯绷希憎价齐畅糠徐勺坞篮伺波冒哺劲石钙汪综强弦尔涡识压竿涕逝诸喇平璃炼