广东2014版高中物理《复习方略》课时提升作业(十二) 第四章 第3讲万有引力 人造卫星.doc

1、优质文档优质文档温馨提示：此套题为 Word 版，请按住 Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭 Word 文档返回原板块。课时提升作业(十二)(40 分钟 100 分)一、选择题(本大题共 10 小题,每小题 7 分,共 70 分。每小题至少一个答案正确,选不全得 3 分)1.(2012安徽高考)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 350km,“神舟八号”的运行轨道高度为 343km。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

2、D.“天宫一号”比“神舟八号”加速度大2.近年来,人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆,正在进行着激动人心的科学探究,为我们将来登上火星、开发和利用火星打下坚实的基础。如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动,并测得该运动的周期为 T,若火星的平均密度为 。下列关系式中正确的是 ( )A.T B. C.T 2 D.1 123.(2013宁波模拟)1798 年,英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量 G,因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人。若已知万有引力常量 G,地球表面处的重力加速度 g,地球半径 R,地球上一个昼夜的时间 T1(地球自转周期),一年的优质文档优质文档时间 T2

3、(地球公转的周期),地球中心到月球中心的距离 L1,地球中心到太阳中心的距离 L2。你能计算出 ( )A.地球的质量 m 地 =g2B.太阳的质量 m 太 =423222C.月球的质量 m 月 =423121D.可求月球、地球及太阳的密度4.(2012新课标全国卷)假设地球是一半径为 R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为 d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为 ( )A.1- B.1+ C.( )2 D.( )2d d R R5.(2013德州模拟)假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的 n 倍,则下列有关地球同步卫星的叙述正确的是 ( )A.运

4、行速度是第一宇宙速度的 倍1B.运行速度是第一宇宙速度的 倍1C.向心加速度是地球赤道上物体随地球自转的向心加速度的 n 倍D.向心加速度是地球赤道上物体随地球自转的向心加速度的 倍16.(2013莱芜模拟)假设月亮和同步卫星都是绕地心做匀速圆周运动的,下列说法正确的是 ( )优质文档优质文档A.同步卫星的线速度大于月亮的线速度B.同步卫星的角速度大于月亮的角速度C.同步卫星的向心加速度大于月亮的向心加速度D.同步卫星的轨道半径大于月亮的轨道半径7.(2013蚌埠模拟)2011 年 9 月 29 日,我国成功发射“天宫一号”飞行器,“天宫一号”绕地球做匀速圆周运动的速度约为 28 000 km

5、/h,地球同步卫星的环绕速度约为 3.1 km/s,比较两者绕地球的运动 ( )A.“天宫一号”的轨道半径大于同步卫星的轨道半径B.“天宫一号”的周期大于同步卫星的周期C.“天宫一号”的角速度小于同步卫星的角速度D.“天宫一号”的向心加速度大于同步卫星的向心加速度8.宇宙中两个星球可以组成双星,它们只在相互间的万有引力作用下,绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动。根据宇宙大爆炸理论,双星间的距离在不断缓慢增加,设双星仍做匀速圆周运动,则下列说法错误的是 ( )A.双星相互间的万有引力减小B.双星做圆周运动的角速度增大C.双星做圆周运动的周期增大D.双星做圆周运动的半径增大9.地球同步卫星离

6、地心距离为 r,运行速度为 v1,加速度为 a1,地球赤道上的物体随地球自转的加速度为 a2,第一宇宙速度为 v2,地球半径为 R,则以下正确的是( )A. = B. =( )2a12ra12 R优质文档优质文档C. = D. =(v12rv12 r)(12)10.(能力挑战题)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 公里、周期为 118 分钟的工作轨道,开始对月球进行探测,则 ( )A.卫星在轨道上的运动速度比月球的第一宇宙速度小B.卫星在轨道上经过 P 点的速度比在轨道上经过 P

7、点时的速度大C.卫星在轨道上运动周期比在轨道上短D.卫星在轨道上的机械能比在轨道上多二、计算题(本大题共 2 小题,共 30 分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(2013南宁模拟)(14 分)侦察卫星在通过地球两极上空的圆形轨道上运动,它的运动轨道距离地面的高度为 h,要使卫星在一天时间内将地面上赤道各处的情况全部都拍摄下来(卫星转一圈拍摄一次),卫星在每次通过赤道上空时,卫星的摄像机至少能拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少?设地球的半径为 R,地面处的重力加速度为 g,地球自转周期为 T。12.(2013桂林模拟)(16 分)我国已启动“嫦娥工程”,并于 2007

8、年 10 月 24日和 2010 年 10 月 1 日分别将“嫦娥一号”和“嫦娥二号”成功发射,“嫦娥三号”亦有望在 2013 年落月探测 90 天,并已给落月点起了一个富有诗意的名字“广寒宫”。优质文档优质文档(1)若已知地球半径为 R,地球表面的重力加速度为 g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动近似看作匀速圆周运动,请求出月球绕地球运动的轨道半径 r。(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面某处以速度 v0竖直向上抛出一个小球,经过时间 t,小球落回抛出点。已知月球半径为 r 月 ,引力常量为 G,请求出月球的质量 M 月 。答案解析1.【解析】选 B。由 G =mr2=m

9、 =mr =ma,得 v= ,= ,T=2 ,a=M2 v2 422 G G3 r3,由于 r 天 r 神 ,所以 v 天 T 神 ,a 天 月 ,选项 B 正确;由 G =m 得2 M2 422T=2 ,故 r 卫星 v 月 ,选项 Ar3 M2 v2 G正确;由 G =ma 得 a= 可知 a 卫星 a 月 ,选项 C 正确。M2 G2优质文档优质文档7.【解析】选 D。“天宫一号”飞行器和同步卫星 绕地球做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供,由牛顿第二定律得 G =m ,解得 r= ,由于“天宫一号” 绕地球M2 v2 G2做匀速圆周运动的速度大于地球同步卫星的环绕速度,故“天宫一号”

10、的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,选项 A 错误;由 G =m r=m2r=man得 T=M2 4222 ,= ,an= ,故轨道半径越大,周期越长、角速度越小、向心加速度越r3 G3 G2小,选项 B、C 错误,D 正确。8.【解析】选 B。由 m1r12=m2r22及 r1+r2=r 得 ,r1= ,r2= ,可知 D 正m21+2m11+2确;F=G =m1r12=m2r22,r 增大,F 减小,A 正确;r 1增大, 减小,B 错误; 由 T=m122知 T 增大,C 正确。29.【解析】选 A、D。设地球的质量为 M,同步卫星的质量为 m1,地球赤道上的物体质量为 m2,近地卫星的质

11、量为 m2,根据向心加速度和角速度的关系有:a1= r,a2= R,1=2故 = ,可知选项 A 正确,B 错误。a12r由万有引力定律得:对同步卫星:G =m1 ,M12 v21对近地卫星:G =m2M22 v22由以上两式解得: = ,可知选项 D 正确,C 错误。v12 R优质文档优质文档【总结提升】同步卫星、近地卫星和赤道上随地球自转物体的比较(1)近地 卫星是 轨道半径等于地球半径的卫星,卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。同步卫星是在赤道平面内,定点在某一特定高度的卫星,其做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。在赤道上随地球自转做匀速圆周运动的物体是地球的一个部分,它不是地球

12、的卫星,充当向心力的是物体所受万有引力与重力之差。(2)近地 卫星与同步 卫星的共同点是卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供;同步卫星与赤道上随地球自转的物体的共同点是具有相同的角速度。当比较近地卫星和赤道上物体的运动规律时,往往借助同步卫星这条纽带会使问题迎刃而解。10.【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)卫星在 椭圆轨 道近地点做离心运动,在远地点做近心运动。(2)由开普勒定律 为定值,确定卫星在不同轨道上运动的周期。R32(3)卫星在不同轨道上运动时,轨道越高机械能越大。【解析】选 A、C、D。由 G =m 得 v= ,故卫星在轨道上的运动速度比月M2 v2 G球的第一宇宙速度

13、小,选项 A 正确;卫星在轨道上经过 P 点时做离心运动,其速度比在轨道上经过 P 点时小,选项 B 错误;由开普勒定律可知 为定值,故卫星R32在轨道上运动周期比在轨道上短,选项 C 正确; 卫星在轨道上的机械能比在轨道上多,选项 D 正确。11.【解析】卫星运转在地球表面,卫星每转一周经过赤道上空拍摄一次,一天内地球自转一周,卫星每天可在赤道上空拍摄次数设为 n;优质文档优质文档G =m (3M(+)2 42(+)21分)在地球表面:G =mg (3 分)M2由式得:T 1=2 (2 分)(+)32n= = (3 分)T1T2 (+)3每次经过赤道上空要拍摄的赤道弧长 s= = (3 分)2 42(+) +答案：42(+) +12.【解析】(1)根据万有引力定律和向心力公式:G =M 月 (3 分)M月2 422质量为 m 的物体在地球表面时:G =mg (3 分)M2解得:r= (2 分)32242(2)设月球表面处的重力加速度为 g 月 ,根据题意:v0= (3 分)g月 2g 月 = (3 分)G月2月优质文档优质文档解得:M 月 = (2 分)202月答案：(1) (2)32242 202月关闭 Word 文档返回原板块