高中物理必修二万有引力与宇宙航行考点大全笔记.pdf

1 (每日一练每日一练)高中物理必修二万有引力与宇宙航行考点大全笔记高中物理必修二万有引力与宇宙航行考点大全笔记 单选题 1、有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，一位观测员在北纬 38线对该卫星观测时发现：每天晚上相同时刻该卫星总能出现在天空正上方同一位置，则卫星的轨道必须满足下列哪些条件（已知地球质量为M，地球自转的周期为T，地球半径为R，引力常量为G）（）A该卫星一定在同步卫星轨道上 B卫星轨道平面与地球在北纬 38线所确定的平面共面 C满足轨道半径r24223（n1,2,3）的全部轨道都可以 D满足轨道半径r2422（n1,2,3）的部分轨道都可以 答案：C 解析：A.该卫星总能出现在北纬 38线天空正上方，说明该卫星一定不是同步卫星，不在同步卫星轨道上，A 错误；B.该卫星的轨道平面必须过地心，不可能与地球在北纬 38线所确定的平面共面，B 错误；CD.由于每天晚上相同时刻该卫星总能出现在天空正上方同一位置，说明地球转动一周时，卫星可能转动周，故卫星的周期可能为=（=1，2，3）卫星受到的万有引力提供向心力，则有 2=422 2 解得 =2423=24223（=1，2，3）C 正确，D 错误；故选 C。2、以下关于宇宙速度的说法中正确的是（）A第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最小速度 B对于沿椭圆轨道绕地球运动的卫星，远地点速度一定小于在同高度圆轨道上的运行速度 C对于沿椭圆轨道绕地球运动的卫星，近地点速度一定在 7.9km/s 一 11.2km/s 之间 D在地球表面发射一颗绕月卫星，发射速度必须大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度 答案：B 解析：A根据万有引力提供向心力=2 解得 =可知，第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大环绕速度，故 A 错误；B对于沿椭圆轨道绕地球运动的卫星，到达远地点时必须要加速才能进入同高度的圆轨道，故远地点速度一定小于在同高度圆轨道上的运行速度，故 B 正确；C对于沿椭圆轨道绕地球运动的卫星，如果近地点在地球表面附近时，则卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s 而小于 11.2 km/s，如果其近地点不在地球表面附近，则在近地点的速度要小于 7.9km/s，故 C 错误；3 D地球表面发射一个卫星并使它绕月球运动，则飞行器仍然在地球的引力范围以内，则在地面的发射速度不能大于第二宇宙速度（11.2km/s），否则摆脱地球的束缚，故 D 错误。故选 B。3、嫦娥五号探测器将由长征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空。如果嫦娥五号经过若干次轨道调整后，先在距离月球表面h的高度处绕月球做匀速圆周运动，然后开启反冲发动机，嫦娥五号着陆器暂时处于悬停状态，最后实现软着陆，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。月球的半径为R且小于地球的半径，月球表面的重力加速度为g0且小于地球表面的重力加速度，引力常量为G，不考虑月球的自转，则下列说法正确的是（）A嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度 B月球的平均密度 304 C嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的t时间内，绕月球运转圈数n2(+)+0 D根据题给数据可求出月球的第二宇宙速度 答案：B 解析：B设月球的质量为M，对于在月球表面处质量为m0的物体有 m0g0G02 又因为 433 所以 304 选项 B 正确；4 C嫦娥五号探测器在圆轨道上运动时，有 G+2m(2)（Rh）解得 T2(+)+0 故绕月球运转圈数 n2(+)0+选项 C 错误；D根据 mg0m2 得月球的第一宇宙速度 v0 选项 D 错误；A因为月球的半径小于地球的半径，月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，所以月球的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，故嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度小于地球的第一宇宙速度，选项 A 错误。故选 B。4、已知地球同步卫星到地球中心的距离为 4.24107m，地球自转的角速度为 7.29105rad/s，地面的重力加速度为 9.8m/s2，月球到地球中心的距离为 3.84108m，假设地球上有一棵苹果树笔直长到了接近月球那么高，则当苹果脱离苹果树后，将（）A沿着树干落向地面 B将远离地球，飞向宇宙 5 C成为地球的“苹果月亮”D成为地球的同步“苹果卫星”答案：B 解析：苹果刚脱落瞬间，与地球由相同的角速度，此时的线速度为 =月=7.29 105 3.84 108m/s 2.8 104m/s1.67 104m/s 故苹果将飞向宇宙。故选 B。5、万有引力理论的成就之一是发现未知天体，在 18 世纪，人们已经知道太阳系有 7 颗行星，其中 1781 年发现的第七颗行星天王星的运动轨道有些“古怪”：根据万有引力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有一些偏差。是天文观测数据不准确？是万有引力定律的准确性有问题？是天王星轨道外面还有一颗未发现的行星？英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶相信未知行星的存在。他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846 年 9 月 23 日晚，德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星，人们称其为“笔尖下发现的行星”。后来，这颗行星被命名为海王星。如果你也知天王星的观测资料（所有的行星都沿一个方向绕太阳近似做圆周运动，且天王星的绕太阳运动圆轨道半径R和公转周期T，并且还知道每隔时间t天王星出现一次明显偏离圆轨道的“古怪”，假设“古怪”是受是天王星轨道外面还有一颗未发现的行星近距离时的引力的影响）你能计算出（）A天王星轨道外面未发现的行星的质量 B天王星轨道外面未发现的行星的自转周期 6 C天王星轨道外面还未发现的行星的半径 D天王星轨道外面还未发现的行星与太阳的距离 答案：D 解析：D由题意可知，每隔时间t天王星和海王星相距最近，设海王星绕太阳运行的周期为T1，圆轨道半径为R1，则有(221)2 解得 1=根据开普勒第三定律 1312=32 解得 1()23 故可以计算出天王星轨道外面未发现的行星的公转周期和到太阳的距离，D 正确；ABC天王星轨道外面未发现的行星的质量、半径、自转周期无法从题中条件计算出，ABC 错误。故选 D。