1、2012 高中物理(人教版)必修 2 经典范围1牛顿运动定律不适用于下列哪些情况( )A研究原子中电子的运动B研究“神舟五号”飞船的高速发射C研究地球绕太阳的运动D研究飞机从北京飞往纽约的航线解析：选 A.牛顿力学属于经 典力学的研究范畴，适用于宏观、低速运动的物体，并注意到低速和高速的标准是相对于光速，可判定 B、C、D 适用而 A 不适用，所以选 A.22008 年 9 月 25 日，我国成功发射了搭载 3 名宇航员的“神舟”七号飞船，在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小( )A等于 7.9 km/sB介于 7.9 km/s 和 11.2 km/s 之间C小于 7.9 km/s
2、D介于 7.9 km/s 和 16.7 km/s 之间解析：选 C.卫星在圆形轨道上运 动的速度 v .由于 rR，所以 vFBFCC角速度 ABCD向心加速度 aAvBvC，AMmr2 v2r 1r 1r3 1r2错 ABC，C 对a AaBaC，D 错而 F ，由于三个卫星的质量关系不知，故无法确定卫星mr2所受地球引力的大小关系，B 错5已知地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g，不考虑地球自转的影响(1)推导第一宇宙速度 v1 的表达式；(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为 h，求卫星的运行周期 T.解析：(1)设卫星的质量为 m，地球的质量为 M在地球表面附近满
3、足 G mgMmR2得 GM R2g卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力m G v21R MmR2式代入 式，得 v1 .Rg(2)考虑式， 卫星受到的万有引力为：FG MmR h2 mgR2R h2由牛顿第二定律 Fm (Rh)42T2式联立解得 T .2R R h3g答案：见解析一、选择题1对于时空观的认识，下列说法正确的是( )A相对论给出了物体在低速运动时所遵循的规律B相对论具有普遍性，经典物理学为它在低速运动时的特例C相对论的出现使经典物理学在自己的适用范围内不再继续发挥作用D经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用答案：B2关于地球
4、的第一宇宙速度，下列表述正确的是( )A第一宇宙速度又叫环绕速度B第一宇宙速度又叫脱离速度C第一宇宙速度跟地球的质量无关D第一宇宙速度跟地球的半径无关解析：选 A.第一宇宙速度又叫 环绕速度，A 对， B 错根据 G m 得 v ，故环绕MmR2 v2R GMR速度与地球的质量和半径有关， C、D 错3关于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，以下判断正确的是( )A同一轨道上，质量大的卫星线速度大B同一轨道上，质量大的卫星向心加速度大C离地面越近的卫星线速度越大D离地面越远的卫星线速度越大解析：选 C.由 m ma 可得 v ，A 错， C 正确，D 错；由 a ，得卫星质量GMmr2 v2r
5、 GMr GMr2m 的大小对向心加速度没有影响，B 错4我国自行研制发射的“风云一号” 、 “风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的， “风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为 T112 h；“风云二号”是同步卫星，其轨道平面就是赤道平面，周期为 T224 h；两颗卫星相比( )A “风云一号”离地面较高B “风云一号”每个时刻可观察到的地球表面范围较大C “风云一号”线速度较大D若某时刻“风云一号”和 “风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空，那么再过 12小时，它们又将同时到达该小岛的上空解析：选 C.因 T1v2，C 正确；由于GMrT112 h，T 224 h
6、，则需再经过 24 h 才能再次同时到达该小岛的上空，D 错5(2011 年合肥一中高考教学质量检测 )同步卫星的加速度为 a1，运行速度为 v1，地面附近卫星的加速度为 a2，运行速度为 v2，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为 a3，速度为v3，则( )Av 2v 1v 3 Bv 3v 1v 2Ca 2a 3a 1 Da 2a 1a 3解析：选 AD.同步卫星与近地卫星在运行时向心力都完全由万有引力来提供， mamGMmr2，则由 v 知 v2v 1，由 a 知 a2a 1；地面上的物体随地球转动时 F Nma mv2r GMr GMr2 GMmr2，不能从这个角度与其他两个比 较，
7、但同步 卫星与地球自 转的角速度相同，由 v r 及v2ra 2r 可知 v1v 3、a1a 3，故本题答案为 A、D.6(2011 年高考大纲全国卷)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，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：选 D.由 F m 知，E k mv2 ，r 越大，E k 越小
8、r 增大，卫星在升高过GMmr2 v2r 12 GMm2r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7(2011 年天水高一检测)地球同步卫星的质量为 m，离地面高度为 h.若地球的半径为 R，地球表面处的重力加速度为 g，地球自转的角速度为 ，则同步卫星所受地球对它的万有引力的大小为( )A0 B.mR2gR h2Cm D以上结果都不正确3R2g4解析：选 BC.同步卫星受到的万有引力等于其向心力，即 Fm 2(Rh)，FG MmR h2，B 正确由、 得 Rh 代入得 Fm ，C 正确mR2gR h2 3R2g2 3R2g48(2010 年高考海南卷)火星直径
9、约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的 1.5 倍根据以上数据，以下说法正确的是( )A火星表面重力加速度的数值比地球表面小B火星公转的周期比地球的长C火星公转的线速度比地球的大D火星公转的向心加速度比地球的大解析：选 AB.由 G mg 得 gG ，计算得火星表面的重力加速度约为地球表面的 ，AMmR2 MR2 25对；由 G m ( )2R 得 T2 ，公 转轨道半径大的周期长， B 对；周期长的线速度小，(或由Mmr2 2T r3GMv 判断轨道半径大的线速度小) ，C 错；公转向心加速度 aG ，D 错GMr Mr29(2011 年郑州模拟)宇
10、宙飞船在轨道上运行，由于地面指挥人员发现某一火箭残体的轨道与飞船轨道有一交点，通知宇航员某一时间飞船有可能与火箭残体相遇，宇航员随即开动飞船上的发动机使飞船加速，脱离原轨道，关于飞船的运动，下列说法正确的是( )A飞船高度降低 B飞船高度升高C飞船周期变小 D飞船的向心加速度变大解析：选 B.当宇宙飞船加速时 ，它所需向心力增大，而万有引力不能相应增大，万有引力不能将飞船拉回原轨道，因此飞 船做离心运动， 轨道半径增大，由此知 A 错误，B 正确；由式子T2 可知，r 增大，T 增大，故 C 错误；由于 r 增大，则 a ，变小，D 错误r3GM GMr2二、非选择题10恒星演化发展到一定阶段
11、，可能成为恒星世界的“侏儒”中子星中子星的半径较小，一般在 720 km，但它的密度大得惊人若某中子星的半径为 10 km，密度为 1.21017 kg/m3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为多少？解析：中子星上的第一宇宙速度即为它表面的环绕速度，由 G m 得 v ，Mmr2 v2r GMr又由 MV r3 代入上式得43v2r 5.810 4 km/s.G3答案：5.810 4 km/s11(2011 年黄冈模拟)据报道，美国航空航天管理局计划在 2008 年 10 月发射“月球勘测轨道器”(LRO)， LRO 每天在 50 km 的高度穿越月球两极上空 10 次若以 T 表示 LRO 在
12、离月球表面高 h 处的轨道上做匀速圆周运动的周期，以 R 表示月球的半径求：(1)LRO 运行时的向心加速度 a；(2)月球表面的重力加速度 g.解析：(1)由 a 2r 得a(Rh) .42T2(2)设月球质量为 M，万有引力常量为 G，LRO 的质量为 m，根据牛 顿第二定律，有G ma MmR h2由万有引力定律得 G mgMmR2由式解得 g .42R h3T2R2答案：(1)( Rh) (2)42T2 42R h3T2R212继神秘的火星之后，土星也成了全世界关注的焦点！经过近 7 年 35.2 亿公里在太空中风尘仆仆的穿行后，美国航天局和欧洲航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器于
13、美国东部时间 2006 年 6 月 30 日(北京时间 7 月 1 日) 抵达预定轨道，开始 “拜访”土星及其卫星家族这是人类首次针对土星及其 31 颗已知卫星最详尽的探测若“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道，在半径为 R 的土星上空离土星表面高 h 的圆形轨道上绕土星飞行，环绕 n 周飞行时间为 t.求：土星的质量和平均密度解析：设“卡西尼”号的质量为 m，土星的质量为 M.“卡西尼 ”号环绕土星的中心做匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供，根据牛顿第二定律可得G m( Rh)( )2，其中 TMmR h2 2T tn解得土星的质量为 M42n2R h3Gt2又土星的体积 V R343所以土星的平均密度 .MV 3n2R h3Gt2R3答案： 42n2R h3Gt2 3n2R h3Gt2R3
