2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)-萬有引力與航天專項(xiàng)練習(xí)【含答案】

1、 萬有引力與航天專項(xiàng)練習(xí)1火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行，根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知()A太陽位于木星運(yùn)行軌道的中心B火星和木星繞太陽運(yùn)行速度的大小始終相等C火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方D相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積2.兩個(gè)質(zhì)量均勻的球形物體，兩球心相距r時(shí)它們之間的萬有引力為F，若將兩球的半徑都加倍，兩球心的距離也加倍，它們之間的作用力為()A2FB4FC8FD16F3.宇航員王亞平在“天宮一號(hào)”飛船內(nèi)進(jìn)行了我國首次太空授課，演示了一些完全失重狀態(tài)下的物理現(xiàn)象若飛船質(zhì)量為m，距地面高度為h，地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量

2、為G，則飛船所在處的重力加速度大小為()A0 Beq f(GM,(Rh)2)Ceq f(GMm,(Rh)2) Deq f(GM,h2)4.(2019全國卷)金星、地球和火星繞太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的向心加速度大小分別為a金、a地、a火，它們沿軌道運(yùn)行的速率分別為v金、v地、v火。已知它們的軌道半徑R金R地a地a火B(yǎng)a火a地a金Cv地v火v金Dv火v地v金52019年5月17日，我國成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)該衛(wèi)星()A入軌后可以位于北京正上方B入軌后的速度大于第一宇宙速度C發(fā)射速度大于第二宇宙速度D若發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少6“三號(hào)衛(wèi)

3、星”的工作軌道為地球同步軌道，離地高度為h，設(shè)地球半徑為R，則關(guān)于地球赤道上靜止的物體、地球近地環(huán)繞衛(wèi)星和“三號(hào)衛(wèi)星”的有關(guān)物理量下列說法中正確的是（ ）A赤道上物體與“三號(hào)衛(wèi)星”的線速度之比為B近地衛(wèi)星與“三號(hào)衛(wèi)星”的角速度之比為C近地衛(wèi)星與“三號(hào)衛(wèi)星”的周期之比為D赤道上物體與“三號(hào)衛(wèi)星”的向心加速度之比為7.據(jù)報(bào)道：我國第一顆繞月探測(cè)衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”將于2007年在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由“長征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭發(fā)射升空假設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面，若已知該衛(wèi)星的運(yùn)行周期、月球的半徑、萬有引力常量，以下物理量中不可求出的是（）A探測(cè)衛(wèi)星的質(zhì)量B月球的密度C月球的質(zhì)量D月球表面的重力加

4、速度8.假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體。已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0，在赤道的大小為g；地球自轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G。地球的密度為()Aeq f(3g0g,GT2g0)Beq f(3g0,GT2g0g)Ceq f(3,GT2)Deq f(3g0,GT2g)9.宇航員站在某一星球距其表面h高度處，以某一速度沿水平方向拋出一個(gè)小球，經(jīng)過時(shí)間t后小球落到星球表面已知該星球的半徑為R，引力常量為G，則該星球的質(zhì)量為()Aeq f(2hR2,Gt2) Beq f(2hR2,Gt)Ceq f(2hR,Gt2) Deq f(Gt2,2hR2)10如圖所示，A、B為兩顆在不同軌道上繞地球做勻

5、速圓周運(yùn)的衛(wèi)星，A的軌道半徑大于B的軌道半徑，用vA、vB分別表示A、B線速度大小，用TA、TB表示A、B衛(wèi)星的周期，aA、aB表示向心加速度大小，F(xiàn)A、FB表示其萬有引力大小，A、B表示其角速度大小，則正確的是（ ）AvA vB、aA aB、A B、FA FBBvA vB、aA TBCTA TB、vA vB、FA = FBDTA FB、aA aB11.如圖所示，在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先從發(fā)射點(diǎn)P進(jìn)入橢圓軌道，然后在Q點(diǎn)通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道，則不正確的是()A該衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度大于7.9 km/s，且小于11.2 km/sB衛(wèi)星在同步軌道上的運(yùn)行速度大于7.9

6、km/sC在軌道上，衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度大于在Q點(diǎn)的速度D衛(wèi)星在Q點(diǎn)通過加速實(shí)現(xiàn)由軌道進(jìn)入軌道12.假設(shè)將來一艘飛船靠近火星時(shí)，經(jīng)歷如圖所示的變軌過程，則下列說法正確的是（）A飛船在軌道上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度小于在軌道軌道上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度B若軌道I貼近火星表面，測(cè)出飛船在軌道I上運(yùn)動(dòng)的周期，就可以推知火星的密度C飛船在軌道I上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度大于飛船在軌道上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度D飛船在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期小于在軌道I上運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期132019年4月10日21點(diǎn)，天文學(xué)家在全球六地（比利時(shí)布魯塞爾、智利圣地亞哥、中國上海和臺(tái)北、日本東京、美國華盛頓）同步發(fā)布了人類首張黑洞照片探尋黑洞的方案之一是觀測(cè)

7、雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律天文學(xué)家觀測(cè)河外星系大麥哲倫云時(shí)，發(fā)現(xiàn)了LMCX3雙星系統(tǒng)，它由可見星A和不可見的暗星B構(gòu)成將兩星視為質(zhì)點(diǎn)，不考慮其他天體的影響，A、B圍繞兩者連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們之間的距離保持不變，如圖所示引力常量為G，由觀測(cè)能夠得到可見星A的速率v和運(yùn)行周期T（1）可見星A所受暗星B的引力FA可等效為位于O點(diǎn)處質(zhì)量為m的星體（視為質(zhì)點(diǎn)）對(duì)它的引力，設(shè)A和B的質(zhì)量分別為m1、m2，試求m（用m1、m2表示）；（2）求暗星B的質(zhì)量m2與可見星A的速率v、運(yùn)行周期T和質(zhì)量m1之間的關(guān)系式；答案：1.答案：C解析：選C太陽位于木星運(yùn)行軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上，A錯(cuò)誤；不同的行星對(duì)應(yīng)不同的運(yùn)行

8、軌道，運(yùn)行速度大小也不相同，B錯(cuò)誤；同一行星與太陽連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積才能相同，D錯(cuò)誤；由開普勒第三定律得eq f(r火3,T火2)eq f(r木3,T木2)，故eq f(T火2,T木2)eq f(r火3,r木3)，C正確。2.答案：D解析：選D由Meq f(4,3)R3可知，兩球半徑加倍后，其質(zhì)量M8M，又r2r，由萬有引力定律：Feq f(GMM,r2)，F(xiàn)eq f(GMM,r2)，可得F16F，選項(xiàng)D正確。3.答案：B解析：選B飛船受的萬有引力等于在該處所受的重力，即Geq f(Mm,(Rh)2)mg，得geq f(GM,(Rh)2)，選項(xiàng)B正確4.答案：A解析：選A行星繞太陽做圓

9、周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)：由Geq f(Mm,R2)ma得向心加速度aeq f(GM,R2)，由Geq f(Mm,R2)meq f(v2,R)得速度v eq r(f(GM,R)，由于R金R地R火，所以a金a地a火，v金v地v火，選項(xiàng)A正確。5.答案：D解析：選D同步衛(wèi)星只能位于赤道正上方，A錯(cuò)由eq f(GMm,r2)eq f(mv2,r)知，衛(wèi)星的軌道半徑越大，環(huán)繞速度越小，因此入軌后的速度小于第一宇宙速度(近地衛(wèi)星的速度)，B錯(cuò)同步衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第一宇宙速度、小于第二宇宙速度，C錯(cuò)若該衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道，所需發(fā)射速度較小，所需能量較少，D對(duì)6.【答案】C【解析】A項(xiàng)：由

10、于三號(hào)星為同步衛(wèi)星，故其周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，由 ，所以赤道上物體與“三號(hào)衛(wèi)星”的線速度之比為，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：由萬有引力提供向心力的周期表達(dá)式可得：，所以近地衛(wèi)星與“三號(hào)衛(wèi)星”的角速度之比為，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：由公式 ，所以近地衛(wèi)星與“三號(hào)衛(wèi)星”的周期之比為，故C正確；D項(xiàng)：由于三號(hào)星為同步衛(wèi)星，故其周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，由，所以赤道上物體與“三號(hào)衛(wèi)星”的向心加速度之比為，故D錯(cuò)誤7.【答案】A【解析】根據(jù)已知信息，可得可求得月球表面的重力加速度為可求得月球的質(zhì)量為由月球的質(zhì)量，可得月球的密度為因此可聯(lián)立求解月球的質(zhì)量、密度和月球表面重力加速度，只有探測(cè)衛(wèi)星質(zhì)量不能求。故選A。8.答案B解

11、析物體在地球的兩極時(shí)，mg0Geq f(Mm,R2)，物體在赤道上時(shí)，mgmeq blc(rc)(avs4alco1(f(2,T)2RGeq f(Mm,R2)，Meq f(4,3)R3，解得地球的密度eq f(3g0,GT2g0g)。故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。9.答案：A解析：選A設(shè)該星球表面的重力加速度為g，小球在星球表面做平拋運(yùn)動(dòng)，heq f(1,2)gt2.設(shè)該星球的質(zhì)量為M，在星球表面有mgGeq f(Mm,R2).由以上兩式得，該星球的質(zhì)量為Meq f(2hR2,Gt2)，A正確10.【答案】B【解析】ABCD衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，則解得，由上述計(jì)算結(jié)果可

12、知，軌道半徑r越大，加速度a、線速度v、角速度都越小，只有周期T越大。因?yàn)閞A rB，所以aA aB、vA vB、A TB，又因?yàn)锳、B衛(wèi)星的質(zhì)量大小關(guān)系未知，所以A、B衛(wèi)星的萬有引力FA、FB的大小無法比較，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。11.答案：B解析：地球衛(wèi)星的發(fā)射速度應(yīng)大于7.9 km/s且小于11.2 km/s，故A正確；環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，最大的運(yùn)行速度是7.9 km/s，故B錯(cuò)誤；P點(diǎn)比Q點(diǎn)離地球近些，故在軌道上，衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度大于在Q點(diǎn)的速度，C正確；衛(wèi)星在Q點(diǎn)通過加速實(shí)現(xiàn)由軌道進(jìn)入軌道，故D正確。12.【答案】B【解析】A飛船從軌道到軌道I時(shí)做向心運(yùn)動(dòng)，所以要減速，所以飛船在軌道上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度大于在軌道軌道上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度，故A錯(cuò)誤；B由公式，解得：密度故B正確；C不管在那個(gè)軌道上飛船在P點(diǎn)受到的萬有引力是相等的，為飛船提供加速度，所以加速度相等，故C錯(cuò)誤；D由