2019-2020年高考物理一輪復習 第5章 第2單元 宇宙速度 經(jīng)典時空觀與相對論時空觀課時跟蹤檢測.doc

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2019-2020年高考物理一輪復習 第5章 第2單元 宇宙速度 經(jīng)典時空觀與相對論時空觀課時跟蹤檢測 高考?？碱}型：選擇題＋計算題 一、單項選擇題 1．下面說法正確的是(　　) A．在經(jīng)典力學中，物體的質量不隨運動狀態(tài)而改變，在狹義相對論中，物體的質量也不隨運動狀態(tài)而改變 B．在經(jīng)典力學中，物體的質量隨物體運動速度增大而減小，在狹義相對論中，物體的質量隨物體運動速度的增大而增大 C．在經(jīng)典力學中，物體的質量是不變的，在狹義相對論中，物體的質量隨物體速度增大而增大 D．上述說法都是錯誤的 2．物體脫離星球引力所需要的最小速度稱為第二宇宙速度，第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關系是v2＝v1。已知某星球半徑是地球半徑R的，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的，不計其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為(　　) A.　　　　　　　　 B. C. D. 3．我們在推導第一宇宙速度時，需要做一些假設，下列假設中不正確的是(　　) A．衛(wèi)星做勻速圓周運動 B．衛(wèi)星的運轉周期等于地球自轉的周期 C．衛(wèi)星的軌道半徑等于地球半徑 D．衛(wèi)星需要的向心力等于地球對它的萬有引力 4．(xx福州模擬)“嫦娥二號”成功發(fā)射后，探月成為同學們的熱門話題。一位同學為了測算衛(wèi)星在月球表面附近做勻速圓周運動的環(huán)繞速度，提出了如下實驗方案：在月球表面以初速度v0豎直上拋一個物體，測出物體上升的最大高度h，已知月球的半徑為R，便可測算出繞衛(wèi)星的環(huán)繞速度。按這位同學的方案，繞月衛(wèi)星的環(huán)繞速度為(　　) A．v0 　　　　　　　　 B．v0 C．v0 D．v0 5.如圖1所示，飛船在離地球表面h高處的軌道上做周期為T的勻速圓周運動，已知地球的半徑R，則飛船在該軌道上(　　) 圖1 A．運行的線速度大于第一宇宙速度 B．運行的線速度大小為 C．運行時的向心加速度大小為 D．地球表面的重力加速度大小可表示為 二、多項選擇題 6．人造地球衛(wèi)星可以繞地球做勻速圓周運動，也可以沿橢圓軌道繞地球運動。對于沿橢圓軌道繞地球運動的衛(wèi)星，以下說法正確的是(　　) A．近地點速度一定等于7.9 km/s B．近地點速度一定大于7.9 km/s，小于11.2 km/s C．近地點速度可以小于7.9 km/s D．遠地點速度一定小于在同高度圓軌道上的運行速度 7．(xx重慶模擬)來自中國航天科技集團公司的消息稱，中國自主研發(fā)的北斗二號衛(wèi)星系統(tǒng)今年起進入組網(wǎng)高峰期，已經(jīng)在xx年形成覆蓋全球的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。此系統(tǒng)由中軌道、高軌道和同步軌道衛(wèi)星等組成?，F(xiàn)在正在服役的北斗一號衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星都定位在距地面36 000 km的地球同步軌道上。目前我國的各種導航定位設備都要靠美國的GPS系統(tǒng)提供服務，而美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS由24顆衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20 000 km。則下列說法中正確的是(　　) A．北斗一號系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星的動能一定相等 B．所有GPS的衛(wèi)星比北斗一號的衛(wèi)星線速度大 C．北斗二號中的每顆衛(wèi)星一定比北斗一號中的每顆衛(wèi)星高 D．北斗二號中的中軌道衛(wèi)星的加速度一定大于高軌道衛(wèi)星的加速度 8．(2011廣東高考)已知地球質量為 M，半徑為 R，自轉周期為 T，地球同步衛(wèi)星質量為 m，引力常量為 G。有關同步衛(wèi)星，下列表述正確的是(　　) A．衛(wèi)星距地面的高度為 B．衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度 C．衛(wèi)星運行時受到的向心力大小為G D．衛(wèi)星運行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 三、計算題 9．某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體，經(jīng)時間t物體以速率v落回手中。已知該星球的半徑為R，求該星球上的第一宇宙速度。 10．(xx北京東城模擬)2013年6月11日至26日，神舟十號載人飛船在軌飛行15天的時間內(nèi)，先后與天宮一號成功對接，在發(fā)射時，神舟十號載人飛船首先要發(fā)射到離地面很近的圓軌道，然后經(jīng)過多次變軌后，最終與在距地面高度為h的圓形軌道上與繞地球飛行的天宮一號完成對接， 之后，整體保持在距地面高度仍為h的圓形軌道上繞地球繼續(xù)運行，已知地球半徑為R，地面附近的重力加速度為g，求： (1)地球的第一宇宙速度； (2)神舟十號載人飛船在近地圓軌道運行的速度與對接后整體的運行速度之比。 答 案 1．選C　在經(jīng)典力學中，物體的質量是不變的，根據(jù)狹義相對論可知，物體的質量隨物體速度的增大而增大，二者在速度遠小于光速時是統(tǒng)一的，故選項C正確。 2．選C　根據(jù)第一宇宙速度的定義以及星球表面物體所受重力和萬有引力相等得，mg＝m，v1＝，故該星球的第一宇宙速度v1′＝ ＝，其第二宇宙速度為v2′＝v1′＝，C正確。 3．選B　第一宇宙速度是指貼近地面運行的衛(wèi)星的環(huán)繞速度，故A、C、D正確，衛(wèi)星的運轉周期和地球自轉的周期是完全不同的兩個概念，只有同步衛(wèi)星的運轉周期和地球自轉的周期是相同的，其他的都不相等，故B不正確。 4．選D　繞月衛(wèi)星的環(huán)繞速度即第一宇宙速度，v＝，對于豎直上拋的物體有v02＝2gh，所以環(huán)繞速度為v＝＝v0 ，選項D正確。 5．選B　根據(jù)G＝m＝mω2R＝m2R，可得答案。 6．選CD　第一宇宙速度是衛(wèi)星在星球表面附近做勻速圓周運動時必須具有的線速度，而對于繞地球沿橢圓軌道運動的衛(wèi)星，在近地點時的線速度與第一宇宙速度無關，可以大于第一宇宙速度，也可以小于第一宇宙速度(此時的“近地點”離地面的距離較大，不能看成是地面附近)，故A、B錯誤，C正確；衛(wèi)星在遠地點的速度一定小于在同高度圓軌道上的運行速度，否則不可能被“拉向”地面，D正確。 7．選BD　由G＝m得v＝ ，故衛(wèi)星的軌道半徑越小其線速度越大，且同一軌道上的衛(wèi)星線速度大小一定相等，由于衛(wèi)星質量不一定相等，則其動能不一定相等，所以選項A錯誤、B正確；北斗二號衛(wèi)星系統(tǒng)中的衛(wèi)星，有的處在中軌道。有的處在同步軌道。有的處在高軌道。故此系統(tǒng)中的衛(wèi)星有的比北斗一號中的衛(wèi)星低，C錯；由G＝ma得a＝，選項D正確。 8．選BD　由萬有引力公式＝m()2(R＋h)，得同步衛(wèi)星距地面的高度h＝ －R，A項錯誤；近地衛(wèi)星的速度等于第一宇宙速度，同步衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，B項正確；衛(wèi)星運行時的向心力大小為F向＝，C項錯誤；由G＝mg得地球表面的重力加速度g＝G，而衛(wèi)星所在處的向心加速度g′＝G，D項正確。 9．解析：根據(jù)勻變速運動的規(guī)律可得，該星球表面的重力加速度為g＝，該星球的第一宇宙速度，即為衛(wèi)星在其表面附近繞它做勻速圓周運動的線速度，該星球對衛(wèi)星的引力(重力)提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力，則mg＝，該星球表面的第一宇宙速度v1＝ 答案： 10．解析：(1)設地球第一宇宙速度為v，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有＝m 在地面附近＝mg，得v＝ (2)根據(jù)題意可知，設飛船在近地圓軌道運行的速度為v1，v1＝v＝ 對接后，整體的運行速度為v2，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得G＝m 得v2＝ ，所以＝ 答案：(1)　(2)