高中物理人教版必修二专题训练3

专题训练三1某科学家估测一个密度约为1.5103 kg/m3的液态星球是否存在，他的主要根据之一就是该星球的自转周期，假若该星球存在，则其自转周期的最小值约为(引力常量G6.671011Nm2/kg2)()A104 s B105 sC2104 s D3104 s解析当液态星球的表面上一质点所受该星球的万有引力大于等于其随星球自转的向心力时，该液态星球才不致瓦解，因此有GmR，又MVR3，联立解得T9 703 s，故该星球自转周期的最小值约为104 s，选项A正确答案A22012年6月16日，我国成功发射了“神舟九号”飞船，随后成功与“天宫一号”实现载人交会对接飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点330 km处点火加速，由椭圆轨道变成高度为350 km的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90 min.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，其内的物体处于失重状态C飞船在此圆轨道上运动的角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解析飞船变轨后机械能大于变轨前的机械能，A错误；飞船在圆轨道上处于完全失重状态，B正确；同步卫星运行周期为24 h，而飞船运行周期约90 min，由可知，C正确；由Gma可知，r相等，a相等，D错误答案BC3火星的半径是地球半径的一半，火星的质量约是地球质量的，那么地球表面50 kg的物体受到地球的吸引力约是火星表面同质量的物体受到火星吸引力的()A2.25倍 B.倍C4倍 D8倍解析用万有引力定律分别列出物体在两星球表面受力的表达式，应用比例关系求解设火星与地球的半径、质量分别为R1、R2、M1、M2，则两星球对同一物体的吸引力分别为F火，F地，所以2.25.答案A4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”的引力解析设火星的质量为M，半径为R，“萤火一号”的质量为m，则有Gm2(Rh1)Gm2(Rh2)联立两式可求得M、R，由此可进一步求火星的密度，由于mg，则g，显然火星表面的重力加速度也可求出，正确选项为A.答案A5据报道，美国航天局已计划建造一座通向太空的升降机，传说中的通天塔即将成为现实据航天局专家称：这座升降机的主体是一条长长的管道，一端系在位于太空的一个巨大的人造卫星上，另一端一直垂到地面并固定在地面上已知地球到月球的距离约为地球半径的60倍，由此可以估算，该管道的长度至少为(已知地球半径为6 400 km)()A360 km B3 600 kmC36 000 km D360 000 km解析据题意知，该卫星一定是地球同步卫星，设管道长为h，应等于卫星高度该卫星的运行周期为T1天，质量为m，设月球质量为m，运行周期为T，地球半径为R6 400 km.对月球：Gm260R对卫星：Gm2(Rh)联立两式求解得：h5.1 R36 000 km.答案C6英国新科学家(New Scientist)杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650500双星系统中发现的最小黑洞位列其中若某黑洞的半径R约45 km，质量M和半径R的关系满足 (其中c为光速，G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为()A108 m/s2 B1010 m/s2C1012 m/s2 D1014 m/s2解析设黑洞表面重力加速度为g，由万有引力定律可得g，又有，联立得g11012 m/s2.选项C正确答案C7.如图3-5所示，根据观测，某行星外围有一模糊不清的圆环，为了判断该圆环是连续物还是卫星群，又测出了环内各层线速度v0的大小与各层至行星中心的距离r，则以下判断正确的是()图3-5A若v与r成正比，则该圆环是连续物B若v与r成反比，则该圆环是连续物C若v2与r成反比，则该圆环是卫星群D若v2与r成正比，则该圆环是卫星群解析连续物是指圆环上各点的角速度都相同由vr，知v与r成正比，故A正确，B错误；而对卫星群来讲，其线速度v ，即v2与r成反比，故C正确，D错误答案AC8.2010年10月1日，“嫦娥二号”在四川西昌发射成功，10月6日实施第一次近月制动，进入周期约为12 h的椭圆环月轨道；10月8日实施第二次近月制动，进入周期约为3.5 h的椭圆环月轨道；10月9日实施第三次近月制动，进入轨道高度约为100 km的圆形环月工作轨道实施近月制动的位置都是在相应的近月点P，如图3-6所示则“嫦娥二号”()图3-6A从不同轨道经过P点时，速度大小相同B从不同轨道经过P点(不制动)时，加速度大小相同C在两条椭圆环月轨道上运行时，机械能不同D在椭圆环月轨道上运行的过程中受到月球的万有引力大小不变解析若从不同轨道经过P点时，速度大小相同，则在P点受到的万有引力FP与向心力的关系总相同，故应该是长轴相同的椭圆轨道，与实际情况不符，故从不同轨道经过P点时，速度大小不相同，而且椭圆轨道越大的速度越大，A选项错误不论从哪个轨道经过P点，“嫦娥二号”受到的月球引力相同，故加速度大小相同，B选项正确在不同轨道上运行时，机械能都守恒，故可以比较在P点的机械能大小，从不同轨道经过P点的速度不同，故动能不同，但重力势能相同，故机械能不同，C选项正确在椭圆轨道上运行的过程中，“嫦娥二号”与月心的距离时刻变化，故受到月球的万有引力大小也在变化，D选项错误答案BC9假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是(球的体积VR3)()A地球的向心力变为缩小前的一半B地球的向心力变为缩小前的C地球绕太阳公转周期与缩小前的相同D地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半解析认为地球绕太阳做匀速圆周运动，太阳对地球的引力充当地球做圆周运动的向心力由FG和MR日mR地可得F.分析得A错B对由Gmr和MR日可得T，分析得C对，D错答案BC10火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为T1，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2，火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为q，则T1与T2之比为()A. B. C. D.解析对火星探测器Gm1R1解得T12.对神舟飞船Gm2R2解得T22，则，选项D正确答案D11(2012四川理综，15)今年4月30日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8107 m它与另一颗同质量的同步轨道卫星(轨道半径为4.2107 m)相比()A向心力较小B动能较大C发射速度都是第一宇宙速度D角速度较小解析由F向F万G知，中圆轨道卫星向心力大于同步轨道卫星(G、M、m相同)，故A错误由Ekmv2，v ，得Ek，且由R中R同知，中圆轨道卫星动能较大，故B正确第一宇宙速度是最小的卫星发射速度，故C错误由可知，中圆轨道卫星角速度大，故D错误答案B12宇航员在某星球表面以初速度v0竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为h.已知该星球的半径为R，且物体只受该星球的引力作用(1)求该星球表面的重力加速度(2)如果要在这个星球上发射一颗贴近它表面运行的卫星，求该卫星做匀速圆周运动的线速度和周期解析(1)设该星球表面的重力加速度为g，物体做竖直上抛运动，由题意得v2gh，得g.(2)卫星贴近星球表面运行，则有mgm，得vv0；由T，得T.答案(1)(2)v0