热点十八 宇宙航行、相对论时空观与牛顿力学的局限性-【创新教程】2022辽宁省普通高中物理学业水平合格考热点专练篇

热点十八 １．B　经典力学并不等于牛顿运动定律,牛顿运动定律只 是经典力学的基础;经典力学并非万能,也有其适用范 围,并不能解决自然界中所有的问题,没有哪个理论可 以解决自然界中所有的问题．搞清牛顿运动定律和经典 力学的隶属关系,明确经典力学的适用范围,才能正确 解决此类问题． ２．D ３．C ４．D　A．根据万有引力提供向心力GMm r２ ＝m４π ２ T２ r,解得r ＝ ３ GMT２ ４π２ ,可知,轨道半径一定,故 A错误． B．根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力 GMm r２ ＝mv ２ r ,得 v＝ GM r ,轨道相同,则线速度大小一定,故B错误; C．地球同步卫星的轨道平面与赤道平面重合,故同步卫 星不可能经过南京上空,故 C错误． D．根据v＝ GMr 可知,近地卫星的轨道半径近似等于 地球半径,此时速度等于７．９km/s,同步卫星运行的线 速度一定小于第一宇宙速度．故 D正确． ５．D　甲的速率大,由v＝ GMr 可知,甲碎片的轨道半径 小,故B错;由公式T＝２π r ３ GM 可知甲的周期小,故 A 错;由于未知两碎片的质量,无法判断向心力的大小,故 C错;碎片的加速度是指万有引力加速度,由GMm r２ ＝ma 得,a＝GM r２ ,可知甲的加速度比乙的大,故 D对． ６．A　第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度, 根据引力等于向心力,列式得:GMm R２ ＝mv ２ R , 解得:v＝ GMR 地表的物 体 受 到 的 万 有 引 力 与 物 体 的 重 力 近 似 相 等, 即:GMm R２ ＝mg 则有:GM＝gR２ 所以第一宇宙速度也可以为:v＝ gR,故 A 正确,B、C、 D错误． ７．C　卫星和月球都绕地球做圆周运动,根据万有引力提 供向心力, GMm r２ ＝m４π ２r T２ ．解得:T２＝４π ２r３ GM 由于近地卫星的环绕半径小于同步卫星的半径,同步卫 星的半径又小于月球绕地球的半径,所以,近地卫星的 周期最小,月球的周期最大． 又由于同步卫星的周期等于地球自转周期为 T地 ,所以 T卫 ＜T地 ＜T月 ,故 A错误,C正确,B、D错误． ８．B　A．低轨卫星和地球同步卫星的轨道平面不一定重 合,故 A错误; B．根据GMm r２ ＝mv ２ r ,得v＝ GMr ,第一宇宙速度的轨 道半径等于地球的半径,所以低轨卫星的线速度不可能 大于第一宇宙速度７．９km/s,故B正确; C．根据地球卫星万有引力提供向心力GMm r２ ＝m４π ２r T２ ＝ mω２r,T＝２π r ３ GM ,ω＝ GM r３ ,所以地球同步卫星比低 轨卫星的转动周期大,低轨卫星的角速度比地球同步卫 星角速度大,故 C、D错误． ９．A　设星球的半径是R,地球的半径是r． A．万有引力分别提供两者的向心力,即GMm r２ ＝man,故 an＝ GM r２ ＝ G ４３πr ３ r２ ρ ＝４３Gπρr ,故甲、乙两颗卫星的加速 度之比等于R∶r＝２∶１,故 A正确． B．由Fn＝man,由于卫星质量未知,无法确定万有引力 之比,结合 A分析知,B错误． C．由于an＝ v２ r ,所以v＝ anr,结合 A 的分析知,线速 度之比为R∶r＝２∶１,故 C错误． D．由线速度公式v＝２πrT ,结合 C分析知,甲、乙两颗卫 星的周期之比等于１∶１,故 D错误． １０．B　A．根据万有引力提供向心力GMm r２ ＝m４π ２ T２ r,得T ＝２π r ３ GM． 由此可知,距离越远,周期越大,故 A错误． B．根据 万 有 引 力 提 供 向 心 力 GMm r２ ＝mv ２ r ,得v＝ GM r ,近地卫星的轨道半径近似等于地球半径,此时速 度等于７．９km/s,当卫星在近地轨道加速,会做离心运 动,而做椭圆轨道运动,故卫星做椭圆轨道运动经过近 地点时的速度 大 于７．９km/s,故 B 正 确．C．根 据v＝ GM r 可知,轨道相同,则线速度一定大小相等,故 C错 误．D．地球同步卫星的轨道平面与赤道平面重合,故同 步卫星不可能经过地球两极上空．故 D错误． １１．解析:万有引力公式F＝GMm r２ ,r减小,万有引力增大． 答案:增大 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 �