1、微专题6一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)1(2017天津月考)地球赤道上有一物体随地球自转而做圆周运动，所受到的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受到的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为2；地球同步卫星所受到的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为3.地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则()AF1F2F3Ba1a2ga3Cv1v2vv3 D132解析：D根据题意三者质量相等，轨道半径r1r2r3.物体1与人造卫星2比较，由于赤道上物体受引力
2、和支持力的合力提供向心力，而近地卫星只受万有引力，故F1F2，故A错误；由选项A的分析知道向心力F1F2，故由牛顿第二定律可知a1a2，故B错误；由A选项的分析知道向心力F1F2，根据向心力公式Fm，由于m、R相等，故v1v2，故C错误；同步卫星与地球自转同步，故T1T3，根据周期公式T2 ，可知，卫星轨道半径越大，周期越大，故T3T2，再根据，有132，故D正确2(2017山东师大附中二模)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示则以下说法不正确的是()A要将卫
3、星由圆轨道1送入圆轨道3，需要在圆轨道1的Q和椭圆轨道2的远地点P分别点火加速一次B由于卫星由圆轨道1送入圆轨道3被点火加速两次，则卫星在圆轨道3上正常运行速度要大于在圆轨道1上正常运行的速度C卫星在椭圆轨道2上的近地点Q的速度一定大于7.9 km/s，而在远地点P的速度一定小于7.9 km/sD卫星在椭圆轨道2上经过P点时的加速度等于它在圆轨道3上经过P点时的加速度解析：B从轨道1变轨到轨道2，需在Q处点火加速，从轨道2变轨到轨道3需要在P处点火加速，故A说法正确根据公式Gm解得v，即轨道半径越大，速度越小，故轨道3上的线速度小于轨道1上正常运行的速度，B说法错误；第一宇宙速度是近地轨道环绕
4、速度，即7.9 km/s，轨道2上卫星在Q点做离心运动，则速度大于7.9 km/s，而在远地点P，半径大于地球半径，线速度一定小于7.9 km/s，C说法正确；根据Gma可得aG，而卫星在椭圆轨道2上经过P点时和在圆轨道3上经过P点时所受万有引力相同，故加速度相同，D说法正确本题选不正确的，故选B.3(68520121)(2017陕西咸阳兴平质检)2016年10月19日，“神舟十一号”与“天宫二号”成功对接下列关于“神舟十一号”与“天宫二号”的分析错误的是()A“天宫二号”的发射速度应介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间B对接前，“神舟十一号”欲追上“天宫二号”，必须在同一轨道上点火加速C对接前
5、，“神舟十一号”欲追上同一轨道上的“天宫二号”，必须先点火减速再加速D对接后，组合体的速度小于第一宇宙速度解析：B发射速度如果大于第二宇宙速度，“天宫二号”将脱离地球束缚，不能绕地球运动，故A正确“神舟十一号”加速需要做离心运动，才可能与“天宫二号”对接，故对接前“神舟十一号”的轨道高度必定小于“天宫二号”，故B错误对接前，“神舟十一号”欲追上同一轨道上的“天宫二号”，必须先点火减速，做近心运动，再加速做离心运动，从而实现对接，故C正确对接后，轨道高度没有变化，组合体的速度一定小于第一宇宙速度，故D正确本题选不正确的，故选B.4(2017宁夏银川一中月考)2014年10月24日，“嫦娥五号”探
6、路兵发射升空，为计划于2017年左右发射的“嫦娥五号”探路，并在8天后以“跳跃式返回技术”成功返回地面“跳跃式返回技术”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点的距离为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”探路兵在b点处于完全失重状态B“嫦娥五号”探路兵在d点的加速度小于C“嫦娥五号”探路兵在d点的速率小于 D“嫦娥五号”探路兵在c点的速率大于在e点的速率解析：C“嫦娥五号”探路兵沿abc轨迹做曲线运动，合力指向曲线弯曲的内侧，所以在b点合力向上，即加速度向上，因此在b
7、点处于超重状态，故A错误在d点，加速度aG，又GMgR2，故a，故B错误若在半径为r的轨道上做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得Gm，解得v ，而“嫦娥五号”探路兵在d点做近心运动，则速度小于，故C正确从c点到e点，不受空气阻力，机械能守恒，则c点速率和e点速率相等，故D错误52016年10月17日，“神舟十一号”载人飞船发射升空，运送两名宇航员前往在2016年9月15日发射的“天宫二号”空间实验室，宇航员计划在“天宫二号”驻留30天进行科学实验“神舟十一号”与“天宫二号”的对接变轨过程如图所示，AC是椭圆轨道的长轴“神舟十一号”从圆轨道先变轨到椭圆轨道，再变轨到圆轨道，与在圆轨道运行的“
8、天宫二号”实施对接下列描述正确的是()A“神舟十一号”在变轨过程中机械能不变B可让“神舟十一号”先进入圆轨道，然后加速追赶“天宫二号”实现对接C“神舟十一号”从A到C的平均速率比“天宫二号”从B到C的平均速率大D“神舟十一号”在椭圆轨道上运动的周期与“天宫二号”运行周期相等解析：C“神舟十一号”飞船变轨过程中轨道升高，机械能增加，A选项错误；若飞船在进入圆轨道后再加速，则将进入更高的轨道飞行，不能实现对接，选项B错误；飞船轨道越低，速率越大，轨道比轨道的平均高度低，因此平均速率要大，选项C正确；由开普勒第三定律可知，椭圆轨道上的运行周期比圆轨道上的运行周期要小，D项错误二、多项选择题(本题共3
9、小题，每小题7分，共21分全部选对的得7分，部分选对的得3分，有选错或不答的得0分)6(68520122)(2017宁夏银川市第二中学、第九中学、育才中学联考)若地球同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的，则下列说法正确的是()A同步卫星的运动周期为地球自转周期的n2倍B同步卫星的轨道半径为地球半径的n倍C同步卫星运行的线速度为第一宇宙速度的D同步卫星的向心加速度为赤道上的物体随地球自转的向心加速度的解析：BC同步卫星的运行周期与地球自转周期相等，故A错误在地球表面，Gmg，解得g，根据Gma得a，因为，可知n，故B正确根据Gm 得v ，又n，则同步卫星运行的线速度为第一宇宙速度的，故C正
10、确同步卫星和地球自转的角速度相等，根据ar2知，同步卫星的向心加速度为赤道上的物体随地球自转的向心加速度的n倍，故D错误7(2017山东淄博实验中学一诊)为了迎接太空时代的到来，美国国会通过一项计划：在2050年前建造成太空升降机，就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上，另一端系住升降机，放开绳，升降机能到达地球上，科学家可以控制卫星上的电动机把升降机拉到卫星上已知地球表面的重力加速度g10 m/s2，地球半径R6 400 km，地球自转周期为24 h某宇航员在地球表面测得体重为800 N，他随升降机垂直地面上升，某时刻升降机的加速度为10 m/s2，方向竖直向上，这时此人再次测得体重为850 N
11、，忽略地球公转的影响，根据以上数据()A可以求出升降机此时所受万有引力的大小B可以求出此时宇航员的动能C可以求出升降机此时距地面的高度D如果把绳的一端搁置在同步卫星上，可知绳的长度至少有多长解析：CD因为不知道升降机的质量，所以求不出升降机所受的万有引力，故A错误根据牛顿第二定律得Nmgma，可求出重力加速度g，再根据万有引力等于重力有Gmg，可求出高度h，故C正确根据地球表面人的体重G宇800 N和地球表面重力加速度g10 m/s2，可知宇航员的质量为m80 kg，由于升降机不一定做匀加速直线运动，不能由运动学公式v22ah求出此时宇航员的速度v，则不能求得宇航员的动能，故B错误根据万有引力
12、提供向心力有Gm(Rh)2，GMgR2，可求出同步卫星离地面的高度，即可知绳的长度至少有多长，故D正确8(2017南昌一中检测)我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统，在抗震救灾中发挥了巨大作用北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置(如图所示)若卫星均按顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R.不计卫星间的相互作用力则以下判断中正确的是()A这两颗卫星的加速度大小相等，均为B卫星1向后喷气就一定能追上卫星2C卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为 D卫
13、星1中质量为m的物体的动能为mgr解析：AC由ma、m0g，得a，A正确；卫星1向后喷气时速度增大，所需的向心力增大，万有引力不足以提供其所需的向心力而做离心运动，与卫星2不再处于同一轨道上了，B错误；由tTT、mr2、m0g可得t ，C正确；由m、m0g、Ekmv2可得Ek，D错误三、非选择题(本题共2小题，共44分写出必要的文字说明和重要的演算步骤，有数值计算的要注明单位)9(68520123)(22分)(2017陕西师大附中模拟)双星系统中两个星球A、B的质量都是m，A、B相距L，它们正围绕两者连线上的某一点做匀速圆周运动实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值T0，且
14、k(k1)，于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响，并认为C位于双星A、B的连线正中间，相对A、B静止，求：(1)两个星球A、B组成的双星系统周期理论值T0；(2)星球C的质量解析：(1)两个星体A、B组成的双星系统角速度相同，根据万有引力定律，两星之间万有引力FG.设两星轨道半径分别是r1、r2.两星之间万有引力是两星做匀速圆周运动的向心力，有Fmr1，Fmr2，可得r1r2，因此两星绕连线的中点转动由m，解得0.所以T02 .(2)设星球C的质量为M，由于星球C的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则GmL2，得，可求得T2 ，有 k所以Mm.答案：(1)2 (2)m10(6
15、8520124)(22分)石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换(1)若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站，求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为，地球半径为R.(2)当电梯仓停在距地面高度h24R的站点时，求仓内质量m250 kg的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度g10 m/s2，地球自转角速度7.3105rad/s，地球半径R6.4103 km.解析：(1)设货物相对地心的距离为r1，线速度为v1，则r1Rh1 v1r1 货物相对地心的动能Ekm1v 联立式得Ekm12(Rh1)2. (2)设地球质量为M，人相对地心的距离为r2，向心加速度为an，受地球的万有引力为F，则r2Rh2 an2r2 FG g 设水平地板对人的支持力大小为FN，人对水平地板的压力大小为FN，则FFNm2an 运用牛顿第三定律可得FNFN 联立式并代入数据得FN11.5 N.答案：(1)m12(Rh1)2(2)11.5 N
