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2015-2016高考物理复习万有引力定律及其应用专项练习

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2016-02-15

7. (2015·石家庄高三二模)2014年10月24日,“嫦娥五号”在西昌卫星发射中心发射升空,并在8天后以“跳跃式再入”方式成功返回地面.“跳跃式再入”指航天器在关闭发动机后进入大气层,依靠大气升力再次冲出大气层,降低速度后再进入大气层,如图所示,虚线为大气层的边界.已知地球半径为R,地心到d点距离为r,地球表面重力加速度为g.下列说法正确的是(  )

A.“嫦娥五号”在b点处于完全失重状态

B.“嫦娥五号”在d点的加速度小于

C.“嫦娥五号”在a点速率大于在c点的速率

D.“嫦娥五号”在c点速率大于在e点的速率

解析:选C.由题意,“嫦娥五号”在b点依靠大气升力冲出大气层,有向上的加速度分量,处于超重状态,A错误;“嫦娥五号”在d点只受万有引力作用,由G=ma,GM=gR2知,a=,故B错误;“嫦娥五号”从a到c万有引力不做功,但大气阻力做负功,故动能减小,a点的速率大于c点的速率,C正确;“嫦娥五号”从c到e点,万有引力不做功,该过程中也无大气阻力做功,则动能不变,故在c点速率等于在e点的速率,D错误.

8.(2015·郴州市三模)有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近近地轨道上正常运动.c是地球同步卫星,d是高空探测卫星.设地球自转周期为24 h,所有卫星均视为匀速圆周运动,各卫星排列位置如图所示,则有(  )

A.a的向心加速度等于重力加速度g

B.b在相同时间内转过的弧长最长

C.c在4 h内转过的圆心角是

D.d的运动周期有可能是23 h

解析:选B.由G=mω2r知,ω,则ωb>ωc,由题意,ωa=ωc,则ωb>ωa,因此g=ωR>aa=ωR,A错误;由于c为同步卫星,24 h转过2π,则在4 h内转过的圆心角是,C错误;由于b卫星绕地球运动的线速度最大,因此在相同时间内转过的弧长最长,B正确;由G=mr知,Tr,因此d的运动周期大于c的运动周期,即大于24 h,D错误.

9.(2015·湖南五市十校联考)已知月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0.“嫦娥三号”飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道运动,如图所示,到达轨道的A点变轨进入椭圆轨道,到达轨道的近月点B再次变轨进入近月轨道(距月表面高度忽略不计)绕月球做圆周运动.下列说法正确的是(  )

A.飞船在轨道与轨道的线速度大小之比为12

B.飞船在轨道绕月球运动一周所需的时间为2π

C.飞船在A点刚变轨后和变轨前相比动能增大

D.飞船在轨道上由A点运动到B点的过程中动能增大

解析:选D.由=m知,飞船绕月球做圆周运动的轨道半径r越小,线速度越大,因此飞船在轨道比在轨道上的速度大,A错误;飞船在轨道时,由G=mr,r=4R,GM=g0R2知,T=2π,B错误;由于飞船在A点做近心运动,其速度减小,动能也减小,C错误;飞船在轨道上由A点运动到B点,万有引力做正功,动能增大,D正确.

10.(2015·高考北京卷)假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动,已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离,那么(  )

A.地球公转的周期大于火星公转的周期

B.地球公转的线速度小于火星公转的线速度

C.地球公转的加速度小于火星公转的加速度

D.地球公转的角速度大于火星公转的角速度

解析:选D.根据G=m2r=m=man=mω2r得,公转周期T=2π,故地球公转的周期较小,选项A错误;公转线速度v= ,故地球公转的线速度较大,选项B错误;公转加速度an=,故地球公转的加速度较大,选项C错误;公转角速度ω=,故地球公转的角速度较大,选项D正确.

11.(2015·高考广东卷)(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G=m,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F1=G=,比火星对探测器的引力F2=G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= ,v2

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