高考物理一轮复习 4.5万有引力与航天课时作业 新人教版必修1.docVIP

第5课时　万有引力与航天 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　基本技能练 1．(多选)美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星—“开普勒－22b”，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一周。若引力常量已知，下列选项中的信息能求出该行星的轨道半径的是(　　) A．该行星表面的重力加速度 B．该行星的密度 C．该行星的线速度 D．被该行星环绕的恒星的质量 解析　行星做圆周运动的向心力由万有引力提供：＝mr2，v＝，其中M为被该行星环绕的恒星的质量，v为该行星的线速度，T为该行星的运动周期。 答案　CD 2．人造卫星离地面距离等于地球半径R，卫星以速度v沿圆轨道运动。设地面的重力加速度为g，则有(　　) A．v＝ B．v＝ C．v＝ D．v＝ 解析　物体在地面由万有引力定律知mg＝，地面重力加速度g＝，由于卫星做匀速圆周运动，且卫星轨道半径为2R，有G＝m，v＝＝＝。 答案　D 3．美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星—“开普勒－22b”，其直径约为地球的2.4倍。至今其确切质量和表面成分仍不清楚，假设该行星的密度和地球相当，根据以上信息，估算该行星的第一宇宙速度等于(　　) A．3.3×103 m/s B．7.9×103 m/s C．1.2×104 m/s D．1.9×104 m/s 解析　由该行星的密度和地球相当可得＝，地球第一宇宙速度v1＝，该行星的第一宇宙速度v2＝，联立解得v2＝2.4v1＝1.9×104 m/s，选项D正确。 答案　D 4．嫦娥二号是我国月球探测第二期工程的先导星。若测得嫦娥二号在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期T，已知引力常量为G，半径为R的球体体积公式V＝πR3，则可估算月球的(　　) A．密度 B．质量 C．半径 D．自转周期 解析　嫦娥二号在近月轨道运行，其轨道半径约为月球半径，由＝mR及ρ＝，V＝πR3可求得月球密度ρ＝，但不能求出质量和半径，A项正确，B、C项错误；公式中T为嫦娥二号绕月运行周期，月球自转周期无法求出，D项错误。 答案　A 5．(多选)美国航空航天局2009年6月发射了“月球勘测轨道器”(LRO)，LRO每天在离月球表面50 km的高度穿越月球两极上空10次。若以T表示LRO在离月球表面高度h处的轨道上做匀速圆周运动的周期，以R表示月球的半径，则(　　) A．LRO运行时的向心加速度为 B．LRO运行时的向心加速度为 C．月球表面的重力加速度为 D．月球表面的重力加速度为 解析　LRO运行时的向心加速度为a＝ω2r＝2(R＋h)，A错误、B正确；根据G＝m2(R＋h)，又G＝m′g，两式联立得g＝，D正确。 答案　BD 6．(多选)如图1所示，地球球心为O，半径为R，表面的重力加速度为g。一宇宙飞船绕地球无动力飞行且做椭圆运动，恰好经过距地心2R的P点，为研究方便，假设地球不自转且表面没有空气，则(　　) 图1A．飞船在P点的加速度一定是 B．飞船经过P点的速度一定是 C．飞船内的物体处于完全失重状态 D．飞船经过P点时，对准地心弹射出的物体一定沿PO直线落向地面 解析　若飞船绕地球做匀速圆周运动，则可知经过P点的速度为，因飞船做椭圆运动，在P点的曲率半径不确定，所以B错误；由运动的合成与分解知D项错误；宇宙飞船运动时万有引力提供向心力，飞船处于完全失重状态，C正确；飞船在P点时，只有万有引力提供加速度，则g′＝＝＝g，A正确。 答案　AC 7．(多选)2006年国际天文学联合会大会投票通过了新的行星定义，冥王星被排除在行星行列之外，而将其列入“矮行星”。冥王星是这九颗星球中离太阳最远的星球，轨道最扁，冥王星的质量远比行星小，表面温度很低，因而它上面绝大多数物质只能是固态或液态。根据以上信息可以确定(　　) A．冥王星绕太阳运行的周期一定大于地球的公转周期 B．冥王星绕太阳运行的最小加速度一定小于地球绕太阳运行的最小加速度 C．冥王星的密度一定小于地球的密度 D．冥王星表面的重力加速度一定小于地球表面的重力加速度 解析　由开普勒第三定律可知，冥王星与地球都绕太阳运动，故有＝k，由于冥王星绕太阳运行的半径大于地球绕太阳运行的半径，所以冥王星绕太阳运行的周期一定大于地球的公转周期，A正确；因为冥王星绕太阳运行的最大轨道半径大于地球的最大轨道半径，由＝ma可得，a＝，故冥王星绕太阳运行的最小加速度小于地球绕太阳运行的最小加速度，B正确；由于冥王星和地球的质量、半径均未知，所以不能比较两者的密度大小，C错误；星球表面的重力加速度g＝，所以也无法比较两者的重力加速度大小，D错误。 答案　AB 8．(多选)一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞