发布时间 : 星期二 文章新教材物理高一暑假作业3 万有引力与宇宙航行(含解析)更新完毕开始阅读
答案与解析
1．【答案】C
【解析】卫星绕地球做椭圆运动，类似于行星绕太阳运转，根据开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，则知卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以卫星在距离地球最近的A点速度最大，在距离地球最远的C点速度最小，卫星在B、GM
D两点的速度大小相等，故A错误；在椭圆的各个点上都是引力产生加速度a＝2，因A
r点的距离最小，则A点的加速度最大，故B错误；根据椭圆运动的对称性可知tADC＝tCBA＝TTT，故C正确；椭圆上近地点A附近速度较大，远地点C附近速度较小，则tBAD<，tDCB>，222故D错误。 2．【答案】B
m地mgR2【解析】若不考虑地球自转，根据地球表面万有引力等于重力，有G2＝mg，则m地＝，
RGm太m地4π24π2L23
故A错误；根据太阳对地球的万有引力提供向心力，有G＝m地2L2，则m太＝，
L22T2GT22故B正确；由题中数据无法求出月球的质量，也无法求出月球的密度，故C、D错误。
1．【答案】C
【解析】太阳位于木星运行轨道的一个焦点上，A错误；不同的行星对应不同的运行轨道，运行速度大小也不相同，B错误；同一行星与太阳连线在相等时间内扫过的面积才能相同，r火3r木3T火2r火3
D错误；由开普勒第三定律得2＝2，故2＝3，C正确。
T火T木T木r木2．【答案】D
4
【解析】由M＝πR3·ρ可知，两球半径加倍后，其质量M′＝8M，又r′＝2r，由万有引力定
3GM·MGM′·M′
律：F＝2，F′＝，可得F′＝16F，选项D正确。
rr′23．【答案】BD
GMmv24π2434π2R3
【解析】由2＝m＝m2R，M＝πR·ρ，可得：M＝，v＝
RRT3GT2
GM2πR2π
＝，w＝，RTT
3πρ＝2，可见，因不知未知天体的半径R，故天体的质量不能测出，但天体的密度可以测出，GT飞船的线速度不能测出，但飞船的角速度可以测出，选项B、D均正确，A、C均错误。 4．【答案】D
【解析】由万有引力公式F＝G
Mm
R＋h
2可知，探测器与地球表面距离h越大，F越小，排
除B、C；而F与h不是一次函数关系，排除A。 5．【答案】D
M星Mm3M9g3【解析】天体表面的物体所受重力mg＝G2，又知ρ＝，所以M＝223，故 ＝3
R4πR16πρGM地
?g星?3＝64。D正确。
?g地???
6．【答案】AC
【解析】设彗星的周期为T1，地球的公转周期为T2，这颗彗星轨道的半长轴a1约等于地球a3T1公转半径R的18倍，由开普勒第三定律2＝k得＝
TT2
?a1?3＝183≈76，即T1＝76年，A
?R?正确；从P到Q过程中，需要克服引力做功，动能减小，即速度越来越小，所以从P到M过程中所需时间小于周期的四分之一，即小于19年，B错误，C正确；从P到Q过程中只有引力做功，机械能不变，D错误。 7．【答案】B
mM4π2
【解析】根据G2＝m2R，由于月球的半径R未知，则不能求解月球的质量M，选项A
RTMM3π4π2R
错误；ρ＝＝，解得ρ＝2，则选项B正确；根据a＝2可知，不能求解该探测器
V43GTT
πR3的加速度，选项C错误；根据v＝8．【答案】A
MmGM
【解析】在地球表面，万有引力等于重力G2＝mg，得g＝2，因为行星质量约为地球RR质量的6.4倍，其半径是地球半径的2倍，则行星表面重力加速度是地球表面重力加速度的m064
1.6倍，而人的举力认为是不变的，则人在行星表面所举起的重物质量为：m＝＝ kg
1.61.6＝40 kg，故A正确。 9．【答案】A
R3a3T2【解析】由开普勒第三定律得：2＝2，解得：＝T1T2T1
a3；根据探测器与月球的连线扫过R32πR
可知，不能求解该探测器的运行速率，选项D错误。 T
πR2
vs1T1R2T2R2
的面积与其所用时间的比值定义为面积速率得：＝＝·＝
vs2πababT1ab
T2D错误，A正确。 10．【答案】C
a3aR
＝，故B、C、R3b
【解析】由题目的条件无法求解月球的半径和地球绕太阳做圆周运动的轨道半径，则选项A、GMmg2R2
D错误；对地球表面质量为m的物体有2＝mg2，可得M＝，选项B错误；月球绕
RGMm月
地球运转，有G2＝m月a1，联立解得r＝R
r11．【答案】C
1
【解析】已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，在星球表面，重力等于
6R月g月ρ地11GMm43g
万有引力，有：mg＝2，M＝ρV＝ρ·πR3，则有R＝，所以＝·＝·≈1Ⅰ4，
R34πGρR地g地ρ月60.66故C正确。 12．【答案】AB
Mmv2
【解析】根据万有引力提供向心力得：G2＝m，解得：v＝
rr
GM
，两颗卫星的轨道半r
g2
，选项C正确。 a1
Mm
径相等，所以运动速度大小相等，故A正确；根据万有引力提供向心力得G2＝ma，解得：
rGM
a＝2，两颗卫星的轨道半径相等，所以加速度大小相等，故B正确；根据万有引力提供
rMm
向心力得，向心力F＝G2，由于两颗卫星质量不等，所以向心力大小不等，故C错误；
r若卫星1向后喷气，则其速度会增大，卫星1将做离心运动，所以卫星1不可能追上卫星2，故D错误。 13．【答案】D
【解析】地球同步卫星必须定点于赤道正上方，所以卫星B不是地球同步卫星，故A错误；Mm对同步卫星由万有引力提供向心力得：GR＋h
4π2
由于不知道地球半径，所2＝mT2(R＋h)，
以无法求出同步卫星离地面的高度，故B错误；A是地球同步卫星，其周期为T，A的轨道r3
半径为C的n倍，由开普勒第三定律2＝k，卫星C的周期为
T度公式v＝D正确。
1T，故C错误；由卫星速n3GM得，A、B、C三颗卫星的运行速度大小之比为：vAⅠvBⅠvC＝1Ⅰ1Ⅰn，故r