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1、学习必备欢迎下载（全国通用） 2015高考物理二轮复习新题重组训练专题一力与运动 4b 一、选择题 (本题共 8 小题，每小题8 分，共 64 分，其中第3、4、7、8 小题为多选题。) 12014 浙江高考 长期以来 “ 卡戎星 (Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r119600 km ，公转周期T16.39 天。 2006 年 3 月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r248000 km，则它的公转周期T2最接近于 () A 15 天 B 25 天C35 天D45 天解析 由 GMmr2m42T2r，解得 T 2r3GM，所以T2T1r2r1
2、，解得 T224.49天，所以B 项正确。答案 B 22014 江苏高考 已知地球的质量约为火星质量的10 倍，地球的半径约为火星半径的2 倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为() A 3.5 km/s B5.0 km/s C17.7 km/s D35.2 km/s 解析 航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动，由火星对航天器的万有引力提供航天器的向心力得GM火mR2 火mv2 火R火同理GM地mR2 地mv2 地R地所以M火M地R地R火(v火v地)2 v 火15 v 地，而 v 地 7.9 km/s 故 v 火7.95km/s 3.5 km/s ，选项 A 正确。答案
3、A 32014 河南六市一联 2013 年 12 月 2 日 1 时 30 分，我国在西昌卫星发射中心用“ 长征三号乙” 运载火箭，成功将“ 嫦娥三号 ” 探测飞船发射升空，展开奔月之旅。“ 嫦娥三号 ” 首次实现月面巡视勘察和月球软着陆，为我国探月工程开启新的征程。设载着登月舱的探测飞船在以月球中心为圆心，半径为r1 的圆轨道上运行时，周期为T1。随后登月舱脱离飞船，变轨到离月球更近的半径为r2 的圆轨道上运行。引力常量为G，则下列说法正确的是() A. 登月舱在半径为r2 的圆轨道上比在半径为r1 的圆轨道上运行时的角速度大B. 登月舱在半径为r2 的圆轨道上比在半径为r1 的圆轨道上运行
4、时的线速度大C. 月球的质量为4 2r 3 1GT2 1D. 登月舱在半径为r2 的圆轨道上运行时的周期为3r2 2T3 1r2 1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页学习必备欢迎下载解析 由题意可知r1r2，又由卫星角速度 GMr3，可知 12 ，由线速度vGMr，可知 v1v2 则 A、B项对。由GMmr2 1m(2T1)2r1 得月球质量M4 2r 3 1GT2 1，故 C项对。由开普勒第三定律有r3 1r3 2T2 1T2 2，解得登月舱在r2 轨道上的周期T2r3 2T2 1r3 1，所以 D 项错。答案 A
5、BC 42014 云南检测 如图所示，两星球相距L，质量之比为mAmB19，两星球半径远小于 L。从星球A 沿 A、B 连线向 B 以某一初速度发射一探测器。只考虑星球A、B 对探测器的作用，下列说法正确的是() A探测器的速度一直减小B探测器在距星球A 为L4处加速度为零C若探测器能到达星球B，其速度可能恰好为零D若探测器能到达星球B，其速度一定大于发射时的初速度解析 设在距离星球A 为 x 位置时，探测器所受合力为零，则有GmAmx2GmBm，解得xL4，B项正确； 在距离星球A 的距离小于L4时，探测器所受合力指向星球A，在距离大于L4时，探测器所受合力指向星球B，因此在整个过程中，合力
6、对探测器先做负功，再做正功，由动能定理可知，探测器的速度先减小后增大，A 项错；在与两星球距离相等的两点中，距离星球B近的点受合力较大，因此从星球A 运动到星球B 整个过程合力做正功，由动能定理可知，到达 B星球时探测器的速度大于离开星球A 时的发射速度，不可能为零，C 项错， D 项正确。答案 BD 52014 宁波二模 某行星自转周期为T，赤道半径为R，研究发现若该行星自转角速度变为原来的两倍， 将导致该星球赤道上的物体恰好对行星表面没有压力，已知万有引力常量为G，则以下说法中正确的是() A该行星质量为M4 2R3GT2B该星球的同步卫星轨道半径为r34R C质量为m 的物体对行星赤道地
7、面的压力为FN16m 2RT2D环绕该行星做匀速圆周运动的卫星线速度必不大于7.9 km/s 解析 若该行星自转角速度变为原来的两倍，则自转周期变为T/2。根据题述将导致该星球赤道上物体恰好对行星表面没有压力，则有 GMmR2mR(2T2)2，解得该行星质量为M16 2R3GT2，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页学习必备欢迎下载选项 A 错误。由GMmr2mr2T2，GMmR2mR4T2，联立解得该星球的同步卫星轨道半径为r34R，选项 B正确。设行星赤道地面对物体的支持力为FN ，由 GMmR2FN mR2T2，
8、解得 FN 12m 2RT2， 由牛顿第三定律得， 质量为 m 的物体对行星赤道地面的压力为FN12m 2RT2，选项C 错误。根据题述已知条件，不能得出环绕该行星做匀速圆周运动的卫星线速度大小，选项 D 错误。答案 B 6黑洞是一种密度极大的天体，包括光在内的所有物质都逃脱不了其引力作用，可以认为物质以光速c 恰好在黑洞表面做轨道半径为R的匀速圆周运动。 科学家推测银河系中心可能存在一个黑洞，则距银河系中心距离为r 的星体绕银河系中心做匀速圆周运动的速率为() A.RcrB.crRCcRrDcrR解析 根据题意有GMmR2mc2R，在银河系中有GMm r2m v2r，则 vcRr，故 C对。
9、答案 C 72014 课标全国卷太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“ 行星冲日” 。据报道， 2014 年各行星冲日时间分别是：1 月 6 日木星冲日； 4 月 9 日火星冲日， 5 月11 日土星冲日； 8 月 29 日海王星冲日； 10 月 8 日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是() 地球火星木星土星天王星海王星轨 道 半 径(AU) 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A.各地外行星每年都会出现冲日现象B在 2015 年内一定会出现
10、木星冲日C天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短解析 根据万有引力提供向心力得，GMmr2mr42T2，解得， T4 2r3GM。结合题目表格数据可得， 各地外行星的周期分别为T 火1.84 年，T木11.86年，T 土 29.28 年，T天82.82年，T 海 164.32 年。设各地外行星相邻两次冲日的时间为t，地 tt2 ，又 2T，则tT地tT1，解得 t 火2.19 年， t 木1.09年， t 土1.04年， t 天1.01年， t 海1.006年，由此可知B、 D 两项正确。答案 BD 8已知地球的半径为R，一飞船先在高度为R 的轨
11、道上做匀速圆周运动，后开动发动机变轨到高度为2R的轨道上运动，则下列说法正确的是() A变轨后飞船的运行周期小于原来的2 倍精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页学习必备欢迎下载B变轨后飞船的加速度为原来的49倍C变轨后飞船的运行速度为原来的23倍D变轨过程，发动机做功大于引力势能的增量解析 由 GMmm(2R)(2T1)2 和 GMmm(3R)(2T2)2 可知， T23.4T12T1，A 项正确；由 GMmma1 和 GMmma2，所以 a249a1，B 项正确；由GMmmv2 12R，GMmmv2 23R可知， v
12、223v1，C 项错误；变轨过程，卫星的动能减少，引力势能增大，根据功能关系，发动机做功加上动能的减少量等于引力势能的增量，D 项错误。答案 AB 二、计算题 (本题共 2 小题，共36 分。需写出规范的解题步骤。) 92014 四川高考 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。
13、(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 7.3 10 5 rad/s，地球半径 R6.4 103 km 。解析 (1)设货物相对地心的距离为r1，线速度为v1，则r1Rh1v1r1 货物相对地心运动的动能为Ek12m1v2 1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4
14、 页，共 6 页学习必备欢迎下载联立得Ek12m1 2(R h1)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a，受地球的万有引力为F，则r2Rh2a 2r2 FGm2Mr2 2gGMR2设水平地板对人的支持力大小为N，人对水平地板的压力大小为N ，则 FNm2aN N联立式并代入数据得N 11.5 N?答案 (1)12m1 2(R h1)2(2)11.5 N 102014 重庆高考 如图为 “ 嫦娥三号 ” 探测器在月球上着陆最后阶段的示意图。首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h1 处悬停 (速度为 0，h1 远小于月球半径)；接着推力改变，探测器开始竖直下降，
15、到达距月面高度为h2 处的速度为v；此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面。已知探测器总质量为m(不包括燃料 )，地球和月球的半径比为k1，质量比为 k2，地球表面附近的重力加速度为g，求：(1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小；(2)从开始竖直下降到刚接触月面时，探测器机械能的变化。解析 (1)设地球质量和半径分别为M 和 R，月球的质量、 半径和表面附近的重力加速度分别为 M 、R 和 g ，探测器刚接触月面时的速度大小为vt。则MM k2，RRk1 由 mg GM mR2和 mgGMmR2得 g k2 1k2g 由 v2 t v22gh2 得 vtv22k2 1gh2k2(2)设机械能变化量为E ，动能变化量为 Ek ，重力势能变化量为 Ep 。由 E Ek Ep精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页学习必备欢迎下载有 E 12mv2 t mg h1 12m(v22k2 1gh2k2)mk2 1k2gh1 得 E12mv2k2 1k2mg(h1h2) 答案 (1)k2 1k2gv22k2 1gh2k2(2)12mv2k2 1k2mg(h1h2) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页