高考物理二轮复习 第1部分 专题讲练突破一 力与运动限时规范训练4

限时规范训练建议用时：40分钟1宇航员王亚平在“天宫一号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为()A0B.C. D.解析：选B.飞船受的万有引力等于在该处所受的重力，即Gmg，得g，选项B正确2如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小以下判断正确的是()Aa2a3a1 Ba2a1a3Ca3a1a2 Da3a2a1解析：选D.空间站和月球绕地球运动的周期相同，由a2r知，a2a1；对地球同步卫星和月球，由万有引力定律和牛顿第二定律得Gma，可知a3a2，故选项D正确3据报道，科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星假设该行星质量约为地球质量的6.4倍，半径约为地球半径的2倍那么，一个在地球表面能举起64 kg物体的人在这个行星表面能举起的物体的质量约为(地球表面重力加速度g10 m/s2)()A40 kg B50 kgC60 kg D30 kg解析：选A.设地球的半径为R，质量为M，则由万有引力定律可得：Gmg，Fmg，可得：人的举力FG；同理在“宜居”行星上，人的举力FG，联立可得：m40 kg，选项A正确，B、C、D错误4(2016湖北武汉二调)一个国际研究小组借助于智利的甚大望远镜，观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的，假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中(两星体密度相当)()A它们做圆周运动的万有引力保持不变B它们做圆周运动的角速度不断变大C体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度变大D体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度变小解析：选C.设体积较小星体质量为M，半径为r2；体积较大星体质量为m，半径为r1，由题意可知由于m减小，M增大，mM改变，由F知，万有引力F改变，A错由mr12Mr22知，r1r2，由于r1r2r不变，r1r增大，r2r减小，r1代入mr12得G(Mm)2r3，则不变由v1r1可得v1增大，C对，B、D错5(多选)随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点假设深太空中有一颗外星球，质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的，则下列判断正确的是()A该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期B某物体在该外星球表面上所受重力是它在地球表面上所受重力的8倍C该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同解析：选BC.由Gm得T，由于不知道外星球半径与同步卫星轨道半径的关系，所以无法比较该外星球的同步卫星周期与地球同步卫星周期的关系，选项A错误；由Gmg得g，所以，选项B正确；由Gm得v，所以，选项C正确；根据v，轨道半径r相同，但中心天体质量不同，所以速度也不一样，选项D错误6使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星球运行，从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2v1.已知某星球的半径为地球半径的4倍，质量为地球质量的2倍，地球半径为R，地球表面重力加速度为g.不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为()A. B.C. D.解析：选C.地球的质量为M，半径为R，绕其飞行的卫星质量为m，由万有引力提供向心力得Gm，解得v1，又有Gmg，解得地球的第一宇宙速度为v1；某星球的半径为地球半径的4倍，质量为地球质量的2倍，所以 ；第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2v1，联立得该星球的第二宇宙速度为v2，故选项A、B、D错误，C正确7(多选)嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力，则()A若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可算出月球的密度B嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，应让发动机点火使其减速C嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度D嫦娥三号在动力下降阶段，其引力势能减小解析：选BD.由于不确定月球的半径，根据密度公式，无法求月球的密度，选项A错误；嫦娥三号在进行变轨时，改变卫星的速度，此时万有引力不变，要做向心运动，故应让发动机点火使其减速，选项B正确；根据开普勒定律可知：近月点的速度大于远月点的速度，即vQvP，选项C错误；嫦娥三号在动力下降阶段，引力做正功，引力势能减小，选项D正确8(多选)若某卫星绕一行星做匀速圆周运动，卫星轨道距行星表面高h，运行周期为T，已知行星的半径为R，仅利用以上条件能求出的物理量是()A行星表面的重力加速度B行星对卫星的吸引力C卫星绕行星运行的线速度D行星的质量解析：选AC.设行星质量为M，行星表面重力加速度为g，卫星质量为m，卫星绕行星运行的线速度为v，引力常量为G，行星对卫星的吸引力为F.因某卫星绕行星做匀速圆周运动，由万有引力定律及牛顿第二定律有Gm(Rh)，在行星表面有Gmg，由这两式可求出行星表面的重力加速度，A项正确；由万有引力定律知FG，由于不知道也不可求出卫星质量m，因此，不能求出行星对卫星的吸引力，B项错误；由线速度的定义式有v，由此式可求出卫星绕行星运行的线速度，C项正确；由前面的关系式只能求出GM的值，因不知引力常量，所以不能求得行星的质量，D项错误9(多选)欧洲天文学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星，命名为“格利斯581 c”，其质量大约是地球的5倍，直径大约是地球的1.5倍如果某一天发射一载人航天器，把一个在地球表面质量为50 kg的人送到该行星表面，已知地球表面处的重力加速度为10 m/s2.根据上述信息，你认为下列说法正确的是()A载人航天器的发射速度约为7.9 km/sB载人航天器的发射速度大于16.7 km/sC该行星表面的重力加速度约为22.2 m/s2D人在该行星表面的重量约为500 N解析：选BC.因为是太阳系外行星，所以发射速度应大于第三宇宙速度，A错误，B正确；由万有引力定律知mgG，可得g，所以，代入数据解得g行22.2 m/s2，人在该行星表面的重量约为1 110 N，所以C正确、D错误10(多选)在星球表面发射探测器，当发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度达到v时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球已知地球、火星两星球的质量比约为101，半径比约为21，下列说法正确的有()A探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大B探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等D探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大解析：选BD.探测器在星球表面做匀速圆周运动时，由Gm，得v ，则摆脱星球引力时的发射速度v ，与探测器的质量无关，选项A错误；设火星的质量为M，半径为R，则地球的质量为10M，半径为2R，地球对探测器的引力F1G，比火星对探测器的引力F2G大，选项B正确；探测器脱离地球时的发射速度v1 ，脱离火星时的发射速度v2 ，v21年，故选项A错误；木星冲日时间间隔t木年2年，所以选项B正确；由以上公式计算t土2t天，t海最小，选项C错误、选项D正确13(2016河北衡水中学二模)宇宙中存在质量相等的四颗星组成的四星系统，这些系统一般离其他恒星较远，通常可忽略其他星体对它们的引力作用四星系统通常有两种构成形式：一是三颗星绕另一颗中心星运动(三绕一)，二是四颗星稳定地分布在正方形的四个顶点上运动若每个星体的质量均为m，引力常量为G.(1)分析说明三绕一应该具有怎样的空间结构模式(2)若相邻星球的最小距离为a，求两种构成形式下天体运动的周期之比解析：(1)三颗星绕另一颗中心星运动时，其中任意一个绕行的星球受到的另三个星球的万有引力的合力提供向心力，三个绕行星球的向心力一定指向同一点，且中心星受力平衡，由于星球质量相等，具有对称关系，因此向心力一定指向中心星，绕行星一定分布在以中心星为中心的等边三角形的三个顶点上，如图甲所示(2)对三绕一模式，三颗星绕行轨道半径均为a，所受合力等于向心力，因此有2Gcos 30Gma解得T对正方形模式，如图乙所示，四星的轨道半径均为a，同理有2Gcos 45Gma解得T故 答案：见解析