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2011届高考物理(二轮)专题复习学案:专题4


万有引力定律
1.宇宙中有这样一种三星系统,系统由两个质量为 m 的小星体和一个质量为 M 的大星体组成,两个小星 体围绕大星体在同一圆形轨道上运行,轨道半径为 r.关于该三星系统的说法中正确的是( ) ①在稳定运行情况下,大星体提供两小星体做圆周运动的向心力 ②在稳定运行情况下,星体应在小星体 轨道中心,两小星体在大星体相对的两侧 3 4πr 2 G?4M+m? ③小

星体运行的周期为 T= 3 4πr 2 G?4M+m?

④大星体运行的周期为 T=

A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 2.月球与地球质量之比约为 1:80,有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统,他们 都围绕月球连线上某点 O 做匀速圆周运动。可知月球与地球绕 O 点运动线速度大小之比约为 A.1:6400 B.1:80 C. 80:1 D:6400:1 3.月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为 a ,设月球表面的重力加速度大小为 g1 ,在月球绕地球 运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为 g 2 ,则 (A) g1 ? a (B) g 2 ? a (C) g1 ? g 2 ? a (D) g 2 ? g1 ? a

4.在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道.已知太阳质量约为 月球质量的 2.7×107 倍,地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的 400 倍.关于太阳 和月球对地球上相同质量海水的引力,以下说法正确的是( A.太阳引力远大于月球引力 B.太阳引力与月球引力相差不大 C.月球对不同区域海水的吸引力大小相等 D.月球对不同区域海水的吸引力大小有差异 5.我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站.如图 4-2-2 所示,关闭动力的航天飞机在月球 引力作用下经椭圆轨道向月球靠近,并将与空间站在 B 处对接.已知空间站绕月轨道半径为 r,周期为 T, 万有引力常量为 G,下列说法中正确的是( ) )

1

A.图中航天飞机在飞向 B 处的过程中,月球引力做正功 B.航天飞机在 B 处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速 C.根据题中条件可以算出月球质量 D.根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小 6. 2009 年 2 月 11 日,俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约 805km 处发 生碰撞。 这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。 碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。 假定有甲、乙两块碎片,绕地球运动的轨道都是圆,甲的运行速率比乙的大,则下列说法中正确的是 A. 甲的运行周期一定比乙的长 C. 甲的向心力一定比乙的小 B. 甲距地面的高度一定比乙的高 D. 甲的加速度一定比乙的大

7.2008 年 9 月 25 日至 28 日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船 先沿椭圆轨道飞行,后在远地点 343 千米处点火加速,由椭圆轨道变成高度为 343 千米的圆轨道,在此圆 轨道上飞船运行周期约为 90 分钟。下列判断正确的是 A.飞船变轨前后的机械能相等 B.飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C.飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度 D.飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度
Q 地 球 轨道 2 轨道 1 P
A

8.“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中,设探测器运行的轨道半径为 r,运行速率为 v,当探 测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时 A.r、v 都将略为减小 C.r 将略为减小,v 将略为增大 9.关于万有引力及其应用,下列表述正确的是 A.人造地球卫星运行时不受地球引力作用 B.两物体间的万有引力跟它们质量的乘积成反比 C.两物体间的万有引力跟它们的距离成反比 D.人造卫星在地面附近绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度,称为第一宇宙速度 10.用 m 表示地球同步卫星的质量,h 表示它距地面的高度,R0 表示地球半径,g0 表示地球表面的重力加 速度,ω 0 表示地球自转的角速度,则同步卫星所受地球对它的万有引力的大小是: (
2 mR0 g0 ( R0 ? h ) 2 B、等于

B.r、v 都将保持不变 D. r 将略为增大,v 将略为减小



3

A、等于零

C、等于

m

2 4 R0 g0?0

D、以上均不对

11.某行星的卫星,在靠近行星的轨道上运转。若引力恒量 G 为已知,则计算该行星的密度,唯一需要测出 的物理量是: ( )
2

A、行星的半径

B、卫星轨道的半径

C、卫星运行的线速度 )

D、卫星运行的周期

12.同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星: (

A、它可以在地面上任一点的正上方,且离地心的距离可按需要选择不同的值; B、它可以在地面上任一点的正上方,但离地心的距离是一定的; C、它只能在赤道的正上方,但离地心的距离可按需要选择不同值; D、它只能在赤道的正上方,且离地心的距离是一定的。 13.已知地球半径为 R,地球表面重力加速度为 g,不考虑地球自转的影响。 (1)推导第一宇宙速度 v1 的表达式; (2)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为 h,求卫星的运行周期 T。

14.在月球上以初速度 v0 自高 h 处水平抛出的小球,射程可达 x,已知月球半径为 R,如果在月球上发射一 颗月球的卫星,求它在月球表面附近环绕月球运动的周期是多少?

15.我国的“探月工程”计划于 2017 年宇航员登上月球.“探月工程”总指挥部向全国中学生征集可在月 球完成的航天科技小实验.小军同学设想:宇航员登月前记录贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的飞 船飞行一周的时间 T,登上月球后,以初速度 v0 竖直向上抛出一小球,测出小球从抛出到落回所需的 时间 t,并认为贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的飞船,其向心力近似等于飞船在月球表面时的重 力,由此来近似计算月球的半径 R0.你认为小军能根据他的设想计算出月球的半径吗?若能,请帮小军 算出月球的半径 R0;若不能,请说明理由.

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