高考物理二輪復(fù)習(xí)考點千題精練第五章萬有引力定律和航天專題宇宙速度

1、專題5.6 宇宙速度一選擇題1（2018河北衡水中學(xué)六調(diào)）使物體成為衛(wèi)星的最小發(fā)射速度稱為第一宇宙速度v1，而使物體脫離星球引力所需要的最小發(fā)射速度稱為第二宇宙速度v2， v2與v1的關(guān)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，地球的平均密度為，不計其他星球的影響，則A該星球上的第一宇宙速度為 B該星球上的第二宇宙速度為C該星球的平均密度為D該星球的質(zhì)量為【參考答案】BC 【命題意圖】 本題考查萬有引力定律、宇宙速度、密度及其相關(guān)的知識點。2（2018中原名校聯(lián)盟質(zhì)檢）“嫦娥五號”作為我國登月計劃中第三期工程的“主打星”，計劃于2017年在海南文

2、昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，登月后又從月球起飛，并以“跳躍式返回技術(shù)”成功返回地面，完成探月第三期工程的重大跨越一帶回月球樣品“跳躍式返回技術(shù)”是指航天器在關(guān)閉發(fā)動機(jī)后進(jìn)入大氣層，依靠大氣升力再次沖出大氣層，降低速度后進(jìn)入大氣層如圖所示，虛線為大氣層的邊界，已知地球半徑為R，d點與地心距離為r，地球表面重力加速度為g下列說法正確的是A“嫦娥五號”在b點處于完全失重狀態(tài)B“嫦娥五號”在d點的向心加速度大小等于C“嫦娥五號”在a點和c點的速率相等D“嫦娥五號”在c點和e點的速率相等【參考答案】D3（2016鄭州一模）中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou Navigation Satellite System

3、，BDS）是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS）之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。預(yù)計2020年左右，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力。如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，己知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運動，a是地球同步衛(wèi)星，則A衛(wèi)星a的角速度小于c的角速度 B衛(wèi)星a的加速度小于b的加速度C衛(wèi)星a的運行速度大于第一宇宙速度 D衛(wèi)星b的周期大于24 h【參考答案】A4（2016洛陽一模）使物體脫離星球的引力束縛，不再繞星球運行，從星球表面發(fā)射所需的最小速度稱為第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)

4、系是v2=v1。已知某星球的半徑為r，它表面的重力加速度為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【參考答案】B【名師解析】由G=m，G =mg/6聯(lián)立解得星球的第一宇宙速度v1= ，星球的第二宇宙速度v2=v1=，選項B正確。5（2016武漢聯(lián)考）據(jù)報道，美國國家航空航天局(NASA)宣布首次在太陽系外發(fā)現(xiàn)“類地”行星Kepler186f.假如宇航員乘坐宇宙飛船到達(dá)該行星，進(jìn)行科學(xué)觀測，該行星自轉(zhuǎn)周期為T，宇航員在該行星“北極”距該行星表面附近h處自由釋放一個小球(引力視為恒力)，落地時間為t.已知該行星半徑為R，引力常量為G，則下列說法正確的

5、是()A該行星的第一宇宙速度為 B宇宙飛船繞該行星做圓周運動的周期不小于tC該行星的平均密度為 D如果該行星存在一顆同步衛(wèi)星，其距行星表面高度為 R【參考答案】BD6. 在星球表面發(fā)射探測器，當(dāng)發(fā)射速度為v時，探測器可繞星球表面做勻速圓周運動；當(dāng)發(fā)射速度達(dá)到v時，可擺脫星球引力束縛脫離該星球，已知地球、火星兩星球的質(zhì)量比約為101，半徑比約為21，下列說法正確的有A探測器的質(zhì)量越大，脫離星球所需的發(fā)射速度越大B探測器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C探測器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等D探測器脫離星球的過程中勢能逐漸變大【參考答案】BD【名師解析】脫離星球所需的發(fā)射速度與探測器質(zhì)量無關(guān)

6、，選項A錯誤。根據(jù)地球、火星兩星球的質(zhì)量比約為101，半徑比約為21，由g=GM/R2可得兩星球表面的重力加速度之比為=101/4=5/2，探測器在地球表面受到的引力比在火星表面的大，選項B正確。探測器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度為第一宇宙速度，為v=，探測器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度不相等，選項C錯誤。探測器脫離星球的過程中需要克服萬有引力做功，勢能逐漸變大，選項D正確。7. 據(jù)NASA中文消息，2014年9月24日，印度首個火星探測器“曼加里安”號成功進(jìn)入火星軌道下列關(guān)于“曼加里安”號探測器的說法正確的是A從地球發(fā)射的速度應(yīng)該大于第三宇宙速度B進(jìn)入火星軌道過程應(yīng)該減速C繞火星運行周期

7、與其質(zhì)量無關(guān)D僅根據(jù)在軌高度與運行周期就可估算火星平均密度【參考答案】BC8. （2016山西太原期末）如圖是兩顆僅在地球引力作用下繞地球運動的人造衛(wèi)星軌道示意圖，I是半徑為R的圓軌道,II為橢圓軌道，AB為橢圓的長軸，且AB=2R，兩軌道和地心在同一平面內(nèi),C、D為兩軌道的交點。己知軌道上的衛(wèi)星運動到C點時速度方向與AB平行。下列說法正確的是A兩個軌道上的衛(wèi)星在C點時的加速度相同B兩個軌道上的衛(wèi)星在C點時的向心加速度大小相等CII軌道上衛(wèi)星的周期大于I軌道上衛(wèi)星的周期DII軌道上衛(wèi)星從C經(jīng)B運動到D的時間與從D經(jīng)A運動到C的時間相等【參考答案】A【名師解析】由G=ma，解得a=GM/r2，兩

8、個軌道上的衛(wèi)星在C點時到地心的距離相同，所以兩個軌道上的衛(wèi)星在C點時的加速度相同，選項A正確。軌道I為圓軌道，軌道II為橢圓軌道，兩個軌道上的衛(wèi)星在C點時的向心加速度大小不相等，選項B錯誤。由于橢圓軌道的半長軸大于圓軌道半徑，由開普勒定律可知，II軌道上衛(wèi)星的周期等于I軌道上衛(wèi)星的周期，選項C錯誤。根據(jù)開普勒定律，衛(wèi)星在近地點速度大于遠(yuǎn)地點速度，所以II軌道上衛(wèi)星從C經(jīng)B運動到D的時間大于從D經(jīng)A運動到C的時間，選項D錯誤。9. （2015廣東）在星球表面發(fā)射探測器，當(dāng)發(fā)射速度為v時，探測器可繞星球表面做勻速圓周運動；當(dāng)發(fā)射速度達(dá)到時，可擺脫星球引力束縛脫離該星球，已知地球、火星兩星球的質(zhì)量比

9、約為101半徑比約為21，下列說法正確的有（ ）A.探測器的質(zhì)量越大，脫離星球所需的發(fā)射速度越大B.探測器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C.探測器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等D.探測器脫離星球的過程中勢能逐漸變大【參考答案】BD10.如圖所示，A是靜止在赤道上的物體，B、C是同一平面內(nèi)兩顆人造衛(wèi)星。B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，C是地球同步衛(wèi)星。則以下判斷正確的是()A.衛(wèi)星B的速度大小等于地球的第一宇宙速度B.A、B的線速度大小關(guān)系為vAvBC.周期大小關(guān)系為TATCTBD.若衛(wèi)星B要靠近C所在軌道，需要先加速【參考答案】CD11（2016北京）如圖所示，一顆人造衛(wèi)星原

10、來在橢圓軌道1繞地球E運行，在P點變軌后進(jìn)入軌道2做勻速圓周運動，下列說法正確的是 A.不論在軌道1還是在軌道2運行，衛(wèi)星在P點的速度都相同B.不論在軌道1還是在軌道2運行，衛(wèi)星在P點的加速度都相同C.衛(wèi)星在軌道1的任何位置都具有相同加速度D.衛(wèi)星在軌道2的任何位置都具有相同動量【參考答案】B【名師解析】不論在軌道1還是在軌道2運行，衛(wèi)星在P點所受萬有引力相同，由牛頓第二定律可知，在P點的加速度都相同，選項B正確。衛(wèi)星在軌道1上P點的速度小于衛(wèi)星在軌道2上P點的速度，選項A錯誤。衛(wèi)星在軌道1上不同位置所受萬有引力不同，其加速度不相同，選項C錯誤。衛(wèi)星在軌道2上不同位置速度大小雖然相同，但是方向

11、不同，所以動量不相同，選項D錯誤。12.(2016江蘇)如圖所示，兩質(zhì)量相等的衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運動，用R、T、Ek、S分別表示衛(wèi)星的軌道半徑、周期、動能、與地心連線在單位時間內(nèi)掃過的面積下列關(guān)系式正確的有ATATB B. EkAEkB CSA=SB D. 【參考答案】AD13. （2016四川） 國務(wù)院批復(fù)，自2016年起將4月24日設(shè)立為“中國航天日”。1970年4月24日我國首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星東方紅一號，目前仍然在橢圓軌道上運行，其軌道近地點高度約為440 km，遠(yuǎn)地點高度約為2060 km；1984年4月8日成功發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星運行在赤道上空35786 km的地球同步軌

12、道上。設(shè)東方紅一號在遠(yuǎn)地點的加速度為a1，東方紅二號的加速度為a2，固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a3，則a1、a2、a3的大小關(guān)系為A.a2a1a3 B. a3a2a1 C. a3a1a2 D. a1a2a3【參考答案】D【名師解析】運行在赤道上空35786 km的地球同步軌道上的東方紅二號和固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，東方紅二號的軌道半徑大于在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的軌道半徑，根據(jù)a=r2，可知a2a3。對東方紅一號和東方紅二號兩顆衛(wèi)星，由G=ma，可知a1a2。所以選項D正確。14、（2016天津）我國即將發(fā)射“天宮二號”空間實驗室，之后發(fā)射“神舟十一號”飛船與“天宮二號”對接。假設(shè)“天宮二號”與“神舟十一號”都圍繞地球做勻速圓周運動，為了實現(xiàn)飛船與空間實驗室的對接，下列措施可行的是 A使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行，然后飛船加速追上空間實驗室實現(xiàn)對接B使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行，然后空間實驗室減速等待飛船實現(xiàn)對接C飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接D飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接【參考答案】C15（2016山東青島一模）理想狀態(tài)的“日地拉格朗日點”是只在太陽和地球?qū)θ嗽煨l(wèi)星