第四章第四节知能演练强化闯关.docVIP

1．(原创题)2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃消洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究．石墨烯是碳的二维结构，如图4－4－6所示．它是目前世界上已知的强度最高的材料，为“太空电梯”缆线的制造打开了一扇“阿里巴巴”之门，使人类通过“太空电梯”进入太空成为可能．假设有一个从地面赤道上某处连向其正上方地球同步卫星的“太空电梯”．关于“太空电梯”上各处，说法正确的是(　　) 图4－4－6 A．重力加速度相同　　　　　B．线速度相同 C．角速度相同 D．各质点处于完全失重状态 解析：选C.根据重力加速度的决定式g＝G可知，离地面越高，重力加速度越小，A项错误．由于太空电梯相对于地球的位置不变，属于地球上的物体，不处于失重状态，角速度不变，线速度随半径的增加而增加，C项正确，B、D项错误． 图4－4－7 2．(原创题)2011年9月29日21时16分，我国在酒泉成功发射中国首个空间实验室——“天宫一号”，并将与“神舟八号”飞船对接．如图4－4－7所示，发射后的“神舟八号”在动力作用下经椭圆轨道远离地球，与“天宫一号”在A处对接，已知“天宫一号”绕地轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，下列说法中正确的是(　　) A．“神舟八号”在A处由椭圆轨道可直接进入“天宫一号”轨道 B．图中“神舟八号”在飞向A处的过程中，地球引力做负功 C．根据题中条件可算出地球质量 D．根据题中条件可算出“天宫一号”受到地球引力的大小 解析：选BC.“神舟八号”在飞向A处的过程中，飞船受到的引力方向和飞行方向之间的夹角是钝角，地球引力做负功，B项对．由题图可知，“神舟八号”在A处先加速才能由椭圆轨道进入“天宫一号”轨道，A项错．设天宫一号质量为m，地球质为M，即＝mr，可算出地球质量M，C项对．m未知，故不能算出“天宫一号”受到地球引力的大小，D项错． 3．(2011·高考北京卷)由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的(　　) A．质量可以不同 B．轨道半径可以不同 C．轨道平面可以不同 D．速率可以不同 解析：选A.地球同步卫星的运转周期与地球的自转周期相同且与地球自转“同步”，所以它们的轨道平面都必须在赤道平面内，故C项错误；由ω＝、mRω2＝G可得R＝，由此可知所有地球同步卫星的轨道半径都相同，故B项错误；由v＝rω，ω＝可得v＝R.可知所有地球同步卫星的运转速率都相同，故D项错误；而卫星的质量不影响运转周期，故A项正确． 4．(2010·高考安徽卷)为了对火星及其周围的空间环境进行监测，我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”．假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2.火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，引力常量为G.仅利用以上数据，可以计算出(　　) A．火星的密度和火星表面的重力加速度 B．火星的质量和火星对“萤火一号”的引力 C．火星的半径和“萤火一号”的质量 D．火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力 解析：选A.设火星质量为M，半径为R，“萤火一号”的质量为m，则有 G＝m2(R＋h1)① G＝m2(R＋h2)② 联立①②两式可求得M、R，由此可进一步求火星密度，由于mg＝，则g＝，显然火星表面的重力加速度也可求出，正确答案为A. 5．(2011·高考上海卷)人造地球卫星在运行过程中由于受到微小的阻力，轨道半径将缓慢减小，在此运动过程中，卫星所受万有引力大小将________(填“减小”或“增大”)；其动能将________(填“减小”或“增大”)． 解析：由F＝G 知当r减小时万有引力增大．由于卫星轨道半径缓慢减小．短时间内仍可将卫星的运动认为是绕地球的匀速圆周运动．由G＝m及Ek＝mv2可得Ek＝，可见r减小时Ek增大． 答案：增大　增大 一、选择题 1．(原创题)中国探月工程首席科学家欧阳自远透露：将于2013年发射的嫦娥三号卫星将不再采取多次变轨方式，而是直接飞往月球，其降落过程大体是：在距月球大约15公里时，反推发动机就点火工作，到离月球100 m时，卫星将暂时处于悬停状态，此时它已不受地球工程人员的控制，它会自动选择一块平整地降下去，并在离月球表面4 m的时候关闭推进器，卫星呈自由落体降落，确保软着陆成功．下列说法正确的是(　　) A．反推发动机点火后，卫星受到向上的反作用力而减速运动 B．卫星处于悬停状态时，将不受月球的吸引力 C．卫星离月球4 m以内的加速度约为1.63 m/s2 D．卫星着陆速度约为3.6 m/s 解析：选ACD.由题意知反推发动机点火工作就是让卫星减速下降，故应受到向上的反作用力，A对．卫星处于悬停状态时，受月球的吸引力应与反推力平衡，故B错