1、2013届高考一轮物理复习高效课时作业：研究力和运动的关系（四）（沪科版）(时间：45分钟，满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1 200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上数据可以求出的量有()A恒星质量与太阳质量之比B恒星密度与太阳密度之比C行星质量与地球质量之比D行星公转速度与地球公转速度之比解析：由Gm以及题中已知的周期之比与半
2、径之比，故可得恒星与太阳质量之比，A正确；由v可得行星公转速度与地球公转速度之比，D正确答案：AD2由于地球的自转，使得静止在地面的物体绕地轴做匀速圆周运动对于这些做匀速圆周运动的物体，以下说法正确的是()A向心力指向地心B速度等于第一宇宙速度C加速度等于重力加速度D周期与地球自转的周期相等解析：物体绕地轴做圆周运动，向心力指向地轴，除赤道上的物体向心力指向地心外，其余位置上的物体向心力都不指向地心，故A错；万有引力的一个分力提供物体做圆周运动的向心力，另一个分力为重力大小，故向心加速度不等于重力加速度，C错；第一宇宙速度是物体绕地球做匀速圆周运动，且万有引力完全提供向心力时的环绕速度，它远大
3、于绕地轴自转的线速度，故B错；地面上静止的物体都绕地轴做圆周运动，周期都为24 h，所以D项正确答案：D3(2012年福州模拟)“嫦娥二号”成功发射后，探月成为同学们的热门话题一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度，提出了如下实验方案：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度h，已知月球的半径为R，便可测算出绕月卫星的环绕速度按这位同学的方案，绕月卫星的环绕速度为()Av0 Bv0 Cv0 Dv0 解析：绕月卫星的环绕速度即月球第一宇宙速度，v，对于竖直上抛的物体有v2gh，所以环绕速度为v v0 ，选项D正确答案：D4我们的银河系的恒星中大约四分之一
4、是双星，某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动由天文观测得其周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知万有引力常量为G，由此可求出S2的质量为()B.C. D.解析：设S1、S2两星体的质量分别为m1、m2，根据万有引力定律和牛顿定律得对S1有：Gm1()2r1解之可得：m2所以正确答案是D.答案：D5质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的()A线速度v B角速度C运动周期T2
5、D向心加速度a解析：由mm2RmRmgma得v ，A对；，B错；T2 ，C对；a，D错答案：AC6一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，N表示人对秤的压力，下面说法中正确的是()Ag0 BggCN0 DNmg解析：做匀速圆周运动的飞船及其上的人均处于完全失重状态，台秤无法测出其重力，故N0，C正确，D错误；对地球表面的物体，mg，宇宙飞船所在处，mg，可得：gg，A错误，B正确答案：BC7(2010年高考四川理综)a是地球赤道上一幢建筑，b是在赤道平面内作匀速
6、圆周运动、距地面9.6106 m的卫星，c是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于a的正上方(如图甲所示)，经48 h，a、b、c的大致位置是图乙中的(取地球半径R6.4106 m，地球表面重力加速度10 m/s2，)()解析：由题意知，同步卫星c一直处于a的正上方；由m()2r，rRh；又mg，得b卫星的周期Tb 5.56 h，在48 h内b转过的圈数n8.63(圈)，故B图正确答案：B8我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化
7、，则在每次变轨完成后与变轨前相比()A卫星动能增大，引力势能减小B卫星动能增大，引力势能增大C卫星动能减小，引力势能减小D卫星动能减小，引力势能增大解析：由Fm知，Ekmv2，r越大，Ek越小r增大，卫星在升高过程中要克服万有引力做功，引力势能增大综上所述D对，A、B、C错答案：D9近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为T，则火星的平均密度的表达式为(k为某个常数)()AkT BCkT2 D解析：火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆
8、周运动时，mR，又MR3，可得：，故只有D正确答案：D10两个行星A、B，在这两个行星表面附近各有一颗卫星，若这两颗卫星运动的周期相等，则下列说法正确的是()A两颗卫星的角速度、线速度一定分别相等B行星A、B表面重力加速度与它们的半径成反比C行星A、B的质量和半径一定分别相等D行星A、B的密度一定相等解析：根据，v，两颗卫星的角速度一定相等，线速度不一定相等，A错误根据mgGmR，得gR，故行星A、B表面重力加速度与半径成正比，B错误，再根据GmR，A、B质量和半径不一定相等，C错误由GmR，VR3和，得，故行星A、B的密度一定相等，D正确答案：D二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应
9、写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(15分)宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处(取地球表面重力加速度g10 m/s2，空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g；(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星R地14，求该星球的质量与地球的质量之比M星M地解析：(1)t5t故gg2 m/s2.(2)mgG则：M即M星M地112542180.答案：(1)2 m/s2(2)180.12(15分)(2012年宝鸡模拟)国际空间站是迄今最大的太空合作计划，其轨道半径为r，绕地球运转的周期为T1，通过查阅资料又知引力常量G、地球半径R、同步卫星距地面的高度h、地球的自转周期T2以及地球表面的重力加速度g.某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M的方法：设同步卫星绕地球做圆周运动，由Gmh()2得M(1)请判断上面的结果是否正确，如不正确，请改正解法和结果；(2)请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并计算结果解析：(1)上面结果不正确，地球的半径R在计算过程中不能忽略正确的解法和结果是Gm(Rh)()2得M(2)方法一：国际空间站绕地球做圆周运动，由Gmr()2得M.方法二：在地面，重力近似等于万有引力，由Gmg得M答案：见解析