2016-2017高考物理一轮复习强化练习4-4万有引力与航天(人教新课标).doc

课时作业13　万有引力与航天 时间：45分钟 一、单项选择题 1. 如图所示，P、Q为质量相同的两质点，分别置于地球表面的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是(　　) A．P、Q所受地球引力大小相等 B．P、Q做圆周运动的向心力大小相等 C．P、Q做圆周运动的线速度大小相等 D．P所受地球引力大于Q所受地球引力 解析：计算均匀球体与质点间的万有引力时，r为球心到质点的距离，因为P、Q到地球球心的距离相同，根据F＝知，P、Q所受地球引力大小相等，P、Q随地球自转，角速度相同，但轨道半径不同，所以线速度大小不同，根据Fn＝mRω2，P、Q做圆周运动的向心力大小不同．A正确，B、C、D错误． 答案：A 2．(2013·福建高考)设太阳质量为M，某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视作半径为r的圆．已知万有引力常量为G，则描述该行星运动的上述物理量满足(　　) A．GM＝ B．GM＝ C．GM＝ D．GM＝ 解析：设行星质量为m，根据G＝mr得GM＝，A正确． 答案：A 3．(2016·湖州质检) a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道在同一平面上．某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示．下列说法中正确的是(　　) A．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度 B．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度 C．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度 D．a、c存在在P点相撞的危险 解析：由G＝m＝mrω2＝mr＝ma，可知B、C错误，A正确；va＝vc，Ta＝Tc，所以a、c不会相撞，D错误． 答案：A 4．(2016·莆田质检)美国宇航局宣布，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＝≈7.9 km/s，该行星的第一宇宙速度v2＝，联立解得v2＝2.4v1＝1.9×104 m/s，D正确． 答案：D 5．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.2 解析：根据万有引力与重力相等可得，在地面处有G＝mg，在矿井底部有G＝mg′，所以＝＝1－，A正确． 答案：A 二、多项选择题 6．(2014·广东高考) 如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ，下列说法正确的是(　　) A．轨道半径越大，周期越长 B．轨道半径越大，速度越大 C．若测得周期和张角，可得到星球的平均密度 D．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度 解析：由G＝m＝mr2得v＝，T＝2π，可知，轨道半径越大，线速度越小，周期越大，A正确，B错误；若测得周期和轨道半径，由G＝mr2可知，可以测得星球的质量，但由于星球的半径未知，因此不能求得星球的平均密度，D错误；若测得张角θ，可求得星球半径R与轨道半径r的比值为＝sin，由G＝mr2和ρ＝得，ρ＝3＝，C正确． 答案：AC 7．(2016·荆门质检)同重力场作用下的物体具有重力势能一样，万有引力场作用下的物体同样具有引力势能．若取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为r时的引力势能为Ep＝－G(G为引力常量)，设宇宙中有一个半径为R的星球，宇航员在该星球上以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的物体，不计空气阻力，经t s后物体落回手中，则(　　) A．在该星球表面上以 的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面 B．在该星球表面上以2的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面 C．在该星球表面上以 的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面 D．在该星球表面上以2的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面 解析：设该星球表面附近的重力加速度为g′，物体做竖直上抛运动有v0＝，在星球表面有mg′＝G，设绕星球表面做圆周运动的卫星的速度大小为v1，则m＝G，联立解得v1＝，A正确；2，B正确；从星球表面竖直抛出物体至无穷远速度为零的过程，有mv＋Ep＝0，即mv＝G，解得v2＝2，C错误，D正确． 答案：ABD 8．如图所示，在“嫦娥”探月工程中，设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0.飞船在半径为4R的圆形轨道上运动