高中物理第3章萬有引力定律章末分層突破教師用書教科版必修-資料下載頁
2025-06-07 23:27本頁面
【正文】 km/s B． km/sC．104 km/s D．104 km/s【解析】 中子星上的第一宇宙速度即為它表面處的衛(wèi)星的環(huán)繞速度，此時(shí)衛(wèi)星的軌道半徑近似地認(rèn)為是該中子星的球半徑，且中子星對衛(wèi)星的萬有引力充當(dāng)向心力，由G＝m，得v＝，又M＝ρV＝ρ，得v＝r＝1104 m/s＝107 m/s＝104 km/.【答案】 D8．北京時(shí)間2005年7月4日下午1時(shí)52分(美國東部時(shí)間7月4日凌晨1時(shí)52分)探測器成功撞擊“坦普爾一號”彗星，投入彗星的懷抱，實(shí)現(xiàn)了人類歷史上第一次對彗星的“大對撞”，如圖2所示．假設(shè)“坦普爾一號”彗星繞太陽運(yùn)行的軌道是一個(gè)橢圓，則關(guān)于“坦普爾一號”彗星的下列說法中正確的是( )圖2A．繞太陽運(yùn)動的角速度不變B．近日點(diǎn)處線速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處線速度C．近日點(diǎn)處加速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處加速度D．其橢圓軌道半長軸的立方與周期的平方之比是一個(gè)與太陽質(zhì)量有關(guān)的常數(shù)【解析】 由開普勒第二定律知近日點(diǎn)處線速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處線速度，B正確；由開普勒第三定律可知D正確；由萬有引力提供向心力得C正確．【答案】 BCD9．設(shè)宇航員測出自己繞地球做勻速圓周運(yùn)動的周期為T，離地高度為H，地球半徑為R，則根據(jù)T、H、R和引力常量G，能計(jì)算出的物理量是( )圖3A．地球的質(zhì)量B．地球的平均密度C．飛船所需的向心力 D．飛船線速度的大小【解析】 由G＝m(R＋H)，可得：M＝，選項(xiàng)A可求出；又根據(jù)ρ＝，選項(xiàng)B可求出；根據(jù)v＝，選項(xiàng)D可求出；由于飛船的質(zhì)量未知，所以無法確定飛船的向心力．【答案】 ABD10．宇宙中兩個(gè)星球可以組成雙星，它們只在相互間的萬有引力作用下，繞兩星球球心連線的某點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動．根據(jù)宇宙大爆炸理論，雙星間的距離在不斷緩慢增加，設(shè)雙星仍做勻速圓周運(yùn)動，則下列說法正確的是 ( )A．雙星相互間的萬有引力減小B．雙星做圓周運(yùn)動的角速度不變C．雙星做圓周運(yùn)動的周期增大D．雙星做圓周運(yùn)動的速度增大【解析】 雙星間的距離在不斷緩慢增加，根據(jù)萬有引力定律，F(xiàn)＝G，知萬有引力減小，故A正確．根據(jù)G＝m1r1ω2，G＝m2r2ω2，知m1r1＝m2r2，v1＝ωr1，v2＝ωr2，軌道半徑之比等于質(zhì)量的反比，雙星間的距離變大，則雙星的軌道半徑都變大，根據(jù)萬有引力提供向心力，知角速度變小，周期變大，線速度變小，故B、D錯(cuò)誤，C正確．【答案】 AC二、非選擇題(共3小題，共40分．按題目要求作答)11．(12分) 已知太陽的質(zhì)量為M，地球的質(zhì)量為m1，月球的質(zhì)量為m2，當(dāng)發(fā)生日全食時(shí)，太陽、月球、地球幾乎在同一直線上，且月球位于太陽與地球之間，如圖4所示．設(shè)月球到太陽的距離為a，地球到月球的距離為b，則太陽對地球的引力F1和對月球的吸引力F2的大小之比為多少？ 【導(dǎo)學(xué)號：67120063】圖4【解析】 由太陽對行星的引力滿足F∝知，太陽對地球的引力F1＝G，太陽對月球的引力F2＝G，故F1/F2＝.【答案】 12．(12分)2007年10月24日18時(shí)，“嫦娥一號”衛(wèi)星星箭成功分離，衛(wèi)星進(jìn)入繞地軌道．在繞地運(yùn)行時(shí)，要經(jīng)過三次近地變軌：12小時(shí)橢圓軌道①→24小時(shí)橢圓軌道②→48小時(shí)橢圓軌道③→地月轉(zhuǎn)移軌道④.11月5日11時(shí)，當(dāng)衛(wèi)星經(jīng)過距月球表面高度為h的A點(diǎn)時(shí)，再一次實(shí)施變軌，進(jìn)入12小時(shí)橢圓軌道⑤，后又經(jīng)過兩次變軌，最后進(jìn)入周期為T的月球極月圓軌道⑦.如圖5所示．已知月球半徑為R.圖5(1)請回答：“嫦娥一號”在完成三次近地變軌時(shí)需要加速還是減速？(2)寫出月球表面重力加速度的表達(dá)式．【解析】 (1)加速．(2)設(shè)月球表面的重力加速度為g月，在月球表面有G＝mg月，衛(wèi)星在極月圓軌道有G＝m()2(R＋h)，解得g月＝.【答案】 (1)加速 (2)13．(16分)我國志愿者王躍曾與俄羅斯志愿者一起進(jìn)行“火星－500”的實(shí)驗(yàn)活動．假設(shè)王躍登陸火星后，測得火星的半徑是地球半徑的，地球的半徑為R，忽略火星以及地球自轉(zhuǎn)的影響，求：(1)火星表面的重力加速度g′的大小；(2)王躍登陸火星后，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)火星上一晝夜的時(shí)間為t，如果要發(fā)射一顆火星的同步衛(wèi)星，它正常運(yùn)行時(shí)距離火星表面將有多遠(yuǎn)？ 【導(dǎo)學(xué)號：67120064】【解析】 (1)在地球表面，萬有引力與重力相等，＝m0g，對火星＝m0g′，聯(lián)立解得g′＝g.(2)火星的同步衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的向心力由火星的萬有引力提供，且運(yùn)行周期與火星自轉(zhuǎn)周期相同．設(shè)衛(wèi)星離火星表面的高度為h，則＝m0()2(R′＋h)解出同步衛(wèi)星離火星表面高度h＝－R.【答案】 (1)g (2)－R
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