(新高考)高考物理一輪復(fù)習(xí)課件第4章第4講《萬(wàn)有引力與宇宙航行》(含解析)

曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力與宇宙航行第四章第4講萬(wàn)有引力與宇宙航行主干梳理對(duì)點(diǎn)激活橢圓

焦點(diǎn)

面積

半長(zhǎng)軸

公轉(zhuǎn)周期

物體的質(zhì)量m1和m2的乘積它們之間距離r的二次方

質(zhì)點(diǎn)

7.9地球表面

發(fā)射

環(huán)繞

地球

11.2

太陽(yáng)

16.7

相同

相同

不一定

牛頓運(yùn)動(dòng)定律

宏觀

低速

光速

波動(dòng)

量子力學(xué)

特殊

遠(yuǎn)小于

相對(duì)論物理學(xué)

量子力學(xué)

一定條件下

一

堵點(diǎn)疏通1．只有天體之間才存在萬(wàn)有引力。(

)2．行星在橢圓軌道上的運(yùn)行速率是變化的，離太陽(yáng)越遠(yuǎn)，運(yùn)行速率越小。(

)3．人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)，其軌道平面一定過(guò)地心。(

)4．地球同步衛(wèi)星一定在赤道的正上方。(

)5．同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定小于地球第一宇宙速度。(

)6．發(fā)射火星探測(cè)器的速度必須大于11.2km/s。(

)×

√

√

√

√

√

答案解析答案解析3．地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，但彗星的運(yùn)動(dòng)軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓。天文學(xué)家哈雷曾經(jīng)在1682年跟蹤過(guò)一顆彗星，他算出這顆彗星軌道的半長(zhǎng)軸約等于地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍(如圖所示)，并預(yù)言這顆彗星將每隔一定時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)。哈雷的預(yù)言得到證實(shí)，該彗星被命名為哈雷彗星。哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是1986年，請(qǐng)你根據(jù)開(kāi)普勒第三定律估算，它下次飛近地球大約將在哪一年？答案答案2026年

解析4．一個(gè)質(zhì)子由兩個(gè)u夸克和一個(gè)d夸克組成。一個(gè)夸克的質(zhì)量是7.1×10－30kg，求兩個(gè)夸克相距1.0×10－16m時(shí)的萬(wàn)有引力。答案解析答案3.36×10－37N

考點(diǎn)細(xì)研悟法培優(yōu)答案嘗試解答選CD。由開(kāi)普勒第二定律可知，相等時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)與海王星連線掃過(guò)的面積都相等，A錯(cuò)誤；由機(jī)械能守恒定律知，從Q到N階段，除萬(wàn)有引力做功之外，沒(méi)有其他的力對(duì)海王星做功，故機(jī)械能守恒，B錯(cuò)誤；從P到Q階段，萬(wàn)有引力做負(fù)功，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成海王星的勢(shì)能，所以動(dòng)能減小，速率逐漸變小，C正確；從M到N階段，萬(wàn)有引力與速度的夾角先是鈍角后是銳角，即萬(wàn)有引力對(duì)它先做負(fù)功后做正功，D正確。嘗試解答繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)行的行星在近日點(diǎn)線速度最大，越靠近近日點(diǎn)線速度越大，線速度大小與行星到太陽(yáng)的距離成反比。[變式1－1]

(2021·安徽省皖西南八校高三上聯(lián)考)2020年是我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星成功發(fā)射50周年。已知該衛(wèi)星發(fā)射后先以近地點(diǎn)M點(diǎn)所在的圓為軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定后再變軌為如圖所示的橢圓軌道。下列說(shuō)法正確的是(

)A．衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期小于在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期B．衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，在M點(diǎn)的線速度小于在N點(diǎn)的線速度C．衛(wèi)星在變軌為橢圓軌道時(shí)需要減速D．衛(wèi)星從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中，地球?qū)πl(wèi)星的引力做正功，衛(wèi)星的動(dòng)能增大答案解析根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，衛(wèi)星的軌道半長(zhǎng)軸越大，周期越大，A正確；由開(kāi)普勒第二定律得，衛(wèi)星在近地點(diǎn)的速度大于在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度，B錯(cuò)誤；衛(wèi)星在M點(diǎn)由圓軌道變?yōu)闄E圓軌道是離心運(yùn)動(dòng)，需要加速，C錯(cuò)誤；衛(wèi)星從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中，遠(yuǎn)離地球，地球?qū)πl(wèi)星的引力做負(fù)功，衛(wèi)星的動(dòng)能減小，D錯(cuò)誤。解析[變式1－2]

(2020·東北三省四市教研聯(lián)合體高三下模擬)如圖所示，已知地球半徑為R，甲、乙兩顆衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)。衛(wèi)星甲做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道直徑為4R，C是軌道上任意一點(diǎn)；衛(wèi)星乙的軌道是橢圓，橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為6R，A、B是軌道的近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)。不計(jì)衛(wèi)星間相互作用，下列說(shuō)法正確的是(

)答案A．衛(wèi)星甲在C點(diǎn)的速度一定小于衛(wèi)星乙在B點(diǎn)的速度B．衛(wèi)星甲的周期大于衛(wèi)星乙的周期C．衛(wèi)星甲在C點(diǎn)的速度一定小于衛(wèi)星乙在A點(diǎn)的速度D．在任意相等的時(shí)間內(nèi)，衛(wèi)星甲與地心的連線掃過(guò)的面積一定等于衛(wèi)星乙與地心的連線掃過(guò)的面積解析解析答案提示：火星自轉(zhuǎn)。

(2)求火星的密度需要先求哪些物理量？提示：火星的質(zhì)量和半徑。

嘗試解答[變式2－1]

(2017·北京高考)利用引力常量G和下列某一組數(shù)據(jù)，不能計(jì)算出地球質(zhì)量的是(

)A．地球的半徑及重力加速度(不考慮地球自轉(zhuǎn))B．人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度及周期C．月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及月球與地球間的距離D．地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及地球與太陽(yáng)間的距離答案解析[變式2－2]

(2020·湖北省宜昌市高三4月線上統(tǒng)一調(diào)研)(多選)行星各自衛(wèi)星的軌道可以看作是圓形的。某同學(xué)根據(jù)A行星和B行星的不同衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r與周期T的觀測(cè)數(shù)據(jù)，作出如圖所示的圖像，其中圖線a是根據(jù)A行星的不同衛(wèi)星的數(shù)據(jù)作出的，圖線b是根據(jù)B行星的不同衛(wèi)星的數(shù)據(jù)作出的。已知圖線a的斜率為k1，圖線b的斜率為k2，A行星半徑為B行星半徑的n倍，則(

)答案解析3．極地衛(wèi)星和近地衛(wèi)星(1)極地衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)每圈都經(jīng)過(guò)南北兩極，由于地球自轉(zhuǎn)，極地衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。(2)近地衛(wèi)星是在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，其運(yùn)行的軌道半徑可近似認(rèn)為等于地球的半徑，其運(yùn)行線速度約為7.9km/s。(3)兩種衛(wèi)星的軌道平面一定通過(guò)地球的球心。例3

(2020·天津高考)北斗問(wèn)天，國(guó)之夙愿。我國(guó)北斗三號(hào)系統(tǒng)的收官之星是地球靜止軌道衛(wèi)星，其軌道半徑約為地球半徑的7倍。與近地軌道衛(wèi)星相比，地球靜止軌道衛(wèi)星(

)A．周期大

B.線速度大C．角速度大

D.加速度大答案嘗試解答[變式3－1]

(2020·安徽省皖江名校聯(lián)盟高三下第五次聯(lián)考)(多選)2019年9月12日，我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心“一箭三星”發(fā)射成功?，F(xiàn)假設(shè)三顆星a、b、c均在赤道平面上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中a、b轉(zhuǎn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，c轉(zhuǎn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反，a、b、c三顆星的周期分別為T(mén)a＝6h、Tb＝24h、Tc＝12h，下列說(shuō)法正確的是(

)A．a(chǎn)、b每經(jīng)過(guò)6h相遇一次B．a(chǎn)、b每經(jīng)過(guò)8h相遇一次C．b、c每經(jīng)過(guò)8h相遇一次D．b、c每經(jīng)過(guò)6h相遇一次答案解析[變式3－2]

(2020·湖北省荊門(mén)市高三元月調(diào)考)有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星：a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng)；b在地球的近地圓軌道上正常運(yùn)行；c是地球同步衛(wèi)星；d是高空探測(cè)衛(wèi)星。各衛(wèi)星排列位置如圖，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．a(chǎn)的向心加速度大于b的向心加速度B．四顆衛(wèi)星的速度大小關(guān)系是：va＞vb＞vc＞vdC．在相同時(shí)間內(nèi)d轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)最長(zhǎng)D．d的運(yùn)動(dòng)周期可能是30h答案解析解析2．衛(wèi)星軌道的突變：由于技術(shù)上的需要，有時(shí)要在適當(dāng)?shù)奈恢枚虝r(shí)間內(nèi)啟動(dòng)飛行器上的發(fā)動(dòng)機(jī)，使飛行器軌道發(fā)生突變，使其進(jìn)入預(yù)定的軌道。如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星時(shí)，可以分多過(guò)程完成：例4

(多選)某火星探測(cè)器接近火星后，該探測(cè)器需經(jīng)歷如圖所示的變軌過(guò)程，軌道Ⅰ為圓軌道，已知引力常量為G，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．探測(cè)器在軌道Ⅰ上的機(jī)械能大于在軌道Ⅱ上的機(jī)械能B．探測(cè)器在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)行的周期TⅢ>TⅡ>TⅠC．探測(cè)器若從軌道Ⅱ變軌到軌道Ⅰ，需要在P點(diǎn)朝速度反向噴氣D．若軌道Ⅰ貼近火星表面，并已知探測(cè)器在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的角速度，可以推知火星的密度答案(1)探測(cè)器怎樣才能從軌道Ⅱ變軌到軌道Ⅰ？提示：在P點(diǎn)減速。(2)要求火星的密度，需要知道什么量？提示：火星的質(zhì)量和半徑。嘗試解答[變式4]

我國(guó)于2020年發(fā)射火星探測(cè)器。假設(shè)圖示三個(gè)軌道是探測(cè)器繞火星飛行的軌道，其中軌道Ⅰ、Ⅲ均為圓形軌道，軌道Ⅱ?yàn)闄E圓形軌道，三個(gè)軌道在同一平面內(nèi)，軌道Ⅱ與軌道Ⅰ相切于P點(diǎn)，與軌道Ⅲ相切于Q點(diǎn)，不計(jì)探測(cè)器在變軌過(guò)程中的質(zhì)量變化，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．探測(cè)器在軌道Ⅱ的任何位置都具有相同速度B．探測(cè)器在軌道Ⅲ的任何位置都具有相同加速度C．不論在軌道Ⅰ還是軌道Ⅱ運(yùn)行，探測(cè)器在P點(diǎn)的動(dòng)量都相同D．不論在軌道Ⅱ還是軌道Ⅲ運(yùn)行，探測(cè)器在Q點(diǎn)的加速度都相同答案解析根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知，探測(cè)器在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)時(shí)，在距離火星較近的點(diǎn)速度較大，較遠(yuǎn)的點(diǎn)速度較小，A錯(cuò)誤；探測(cè)器在軌道Ⅲ的任何位置都具有相同大小的加速度，但是加速度的方向不同，B錯(cuò)誤；探測(cè)器從軌道Ⅰ到軌道Ⅱ要在P點(diǎn)加速，則探測(cè)器在軌道Ⅰ上P點(diǎn)的動(dòng)量小于在軌道Ⅱ上P點(diǎn)的動(dòng)量，C錯(cuò)誤；不論在軌道Ⅱ還是軌道Ⅲ運(yùn)行，探測(cè)器在Q點(diǎn)時(shí)受到火星的萬(wàn)有引力相同，則其加速度相同，D正確。解析啟智微專(zhuān)題思想方法建模提能2雙星、多星模型前面我們討論的是類(lèi)似太陽(yáng)系的單星系統(tǒng)，其特點(diǎn)是有一個(gè)主星，質(zhì)量遠(yuǎn)大于周?chē)钠渌求w，可以看成近似不動(dòng)，所以其他星體繞它運(yùn)動(dòng)。除此之外，在宇宙空間，還存在兩顆或多顆質(zhì)量差別不大的星體，它們離其他星體很遠(yuǎn)，在彼此間的萬(wàn)有引力作用下運(yùn)動(dòng)，組成雙星或多星系統(tǒng)。雙星系統(tǒng)軌道比較穩(wěn)定，很常見(jiàn)，三星及其他更多星體的系統(tǒng)軌道不穩(wěn)定，非常罕見(jiàn)。下面介紹具有代表性的雙星模型和三星模型。1．雙星模型(1)兩顆星體繞公共圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1所示。2．三星模型(1)三星系統(tǒng)繞共同圓心在同一平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)比較穩(wěn)定，三顆星的質(zhì)量一般不同，其軌道如圖2所示。每顆星體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由其他星體對(duì)該星體的萬(wàn)有引力的合力提供。(2)特點(diǎn)：對(duì)于這種穩(wěn)定的軌道，除中央星體外(如果有)，每顆星體轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同，運(yùn)行的角速度、周期相同。(3)理想情況下，它們的位置具有對(duì)稱(chēng)性，下面介紹兩種特殊的對(duì)稱(chēng)軌道。①三顆星位于同一直線上，兩顆質(zhì)量均為m的環(huán)繞星圍繞中央星在同一半徑為R的圓形軌道上運(yùn)行(如圖3甲所示)。②三顆質(zhì)量均為m的星體位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上(如圖3乙所示)?！镜漕}例證】(2020·河北衡中同卷模擬)“雙星系統(tǒng)”由相距較近的星球組成，每個(gè)星球的半徑均遠(yuǎn)小于兩者之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體，它們?cè)诒舜说娜f(wàn)有引力作用下，繞某一點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如圖所示，某一雙星系統(tǒng)中A星球的質(zhì)量為m1，B星球的質(zhì)量為m2，它們球心之間的距離為L(zhǎng)，引力常量為G，則下列說(shuō)法正確的是(

)答案解析解析名師點(diǎn)睛解決雙星、多星問(wèn)題，要抓住四點(diǎn)(1)根據(jù)雙星或多星的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及規(guī)律，確定系統(tǒng)的中心以及運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。(2)星體的向心力由其他天體的萬(wàn)有引力的合力提供。(3)星體的角速度相等。(4)星體的軌道半徑不是天體間的距離。要利用幾何知識(shí)，尋找兩者之間的關(guān)系，正確計(jì)算萬(wàn)有引力和向心力。【針對(duì)訓(xùn)練】(2020·遼寧省遼南協(xié)作校高三一模)宇宙間存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng)。其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示，三顆質(zhì)量均為M的星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，任意兩顆星的距離均為R，并繞其中心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如果忽略其他星體對(duì)它們的引力作用，引力常量為G，以下對(duì)該三星系統(tǒng)的說(shuō)法中正確的是(

)答案解析解析高考模擬隨堂集訓(xùn)答案解析答案解析答案解析答案解析解析答案解析6．(2020·北京高考)我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)被命名為“天問(wèn)一號(hào)”。已知火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的10%，半徑約為地球半徑的50%，下列說(shuō)法正確的是(

)A．火星探測(cè)器的發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第二宇宙速度B．火星探測(cè)器的發(fā)射速度應(yīng)介于地球的第一和第二宇宙速度之間C．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度D．火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度答案解析解析7.(2020·浙江7月選考)火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”的標(biāo)識(shí)如圖所示。若火星和地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火星公轉(zhuǎn)軌道半徑與地球公轉(zhuǎn)軌道半徑之比為3∶2，則火星與地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的(

)答案解析8．(2019·全國(guó)卷Ⅱ)2019年1月，我國(guó)嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功在月球背面軟著陸。在探測(cè)器“奔向”月球的過(guò)程中，用h表示探測(cè)器與地球表面的距離，F(xiàn)表示它所受的地球引力，能夠描述F隨h變化關(guān)系的圖象是(

)答案解析答案解析10．(2019·全國(guó)卷Ⅰ)(多選)在星球M上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上，把物體P輕放在彈簧上端，P由靜止向下運(yùn)動(dòng)，物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖中實(shí)線所示。在另一星球N上用完全相同的彈簧，改用物體Q完成同樣的過(guò)程，其a-x關(guān)系如圖中虛線所示。假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體。已知星球M的半徑是星球N的3倍，則(

)A．M與N的密度相等B．Q的質(zhì)量是P的3倍C．Q下落過(guò)程中的最大動(dòng)能是P的4倍D．Q下落過(guò)程中彈簧的最大壓縮量是P的4倍答案解析如圖，當(dāng)x＝0時(shí)，對(duì)P：mPgM＝mP·3a0，即星球M表面的重力加速度gM＝3a0；對(duì)Q：mQgN＝mQa0，即星球N表面的重力加速度gN＝a0。解析解析11．(2018·全國(guó)卷Ⅰ)(多選)2017年，人類(lèi)第一次直接探測(cè)到來(lái)自雙中子星合并的引力波。根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過(guò)程，在兩顆中子星合并前約100s時(shí)，它們相距約400km，繞二者連線上的某點(diǎn)每秒轉(zhuǎn)動(dòng)12圈。將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬(wàn)有引力常量并利用牛頓力學(xué)知識(shí)，可以估算出這一時(shí)刻兩顆中子星(

)A．質(zhì)量之積

B．質(zhì)量之和C．速率之和

D．各自的自轉(zhuǎn)角速度答案解析12．(2021·四川省達(dá)州市高三上第一次診斷性測(cè)試)假如地球自轉(zhuǎn)角速度增大，下列說(shuō)法正確的是(

)A．放在赤道地面上的物體所受地球的萬(wàn)有引力增大B．放在赤道地面上的物體重力減小C．放在兩極地面上的物體重力減小D．“一晝夜”時(shí)間不變答案解析地球的質(zhì)量和半徑都沒(méi)有變化，故赤道地面上物體所受地球的萬(wàn)有引力大小保持不變，A錯(cuò)誤；地球繞地軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在赤道地面處物體所受的重力為mg＝F引－mω2R，則當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)角速度變大時(shí)，放在赤道地面上的物體重力減小，B正確；在兩極點(diǎn)，物體轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為0，轉(zhuǎn)動(dòng)所需向心力為0，此時(shí)物體的重力與萬(wàn)有引力相等，故地球自轉(zhuǎn)角速度增加時(shí)，兩極地面上物體的重力保持不變，C錯(cuò)誤；地球自轉(zhuǎn)角速度增大，則自轉(zhuǎn)周期變小，即“一晝夜”時(shí)間變短，D錯(cuò)誤。解析課時(shí)作業(yè)一、選擇題(本題共12小題，每小題6分，共72分。其中1～9題為單選，10～12題為多選)1．(2019·全國(guó)卷Ⅲ)金星、地球和火星繞太陽(yáng)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<R火，由此可以判定(

)A．a(chǎn)金>a地>a火

B.a火>a地>a金C．v地>v火>v金

D.v火>v地>v金答案解析2．(2018·全國(guó)卷Ⅱ)2018年2月，我國(guó)500m口徑射電望遠(yuǎn)鏡(天眼)發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J0318＋0253”，其自轉(zhuǎn)周期T＝5.19ms，假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體，已知萬(wàn)有引力常量為6.67×10－11N·m2/kg2。以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為(

)A．5×109kg/m3 B.5×1012kg/m3C．5×1015kg/m3 D.5×1018kg/m3答案解析3．(2019·北京高考)2019年5月17日，我國(guó)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答案解析4．(2021·八省聯(lián)考福建卷)人造地球衛(wèi)星的軌道可近似為圓軌道。下列說(shuō)法正確的是(

)A．周期是24小時(shí)的衛(wèi)星都是地球同步衛(wèi)星B．地球同步衛(wèi)星的角速度大小比地球自轉(zhuǎn)的角速度小C．近地衛(wèi)星的向心加速度大小比地球兩極處的重力加速度大D．近地衛(wèi)星運(yùn)行的速率比地球表面赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的速率大答案解析5．(2021·浙江省寧波市慈溪市高三上適應(yīng)性測(cè)試)中國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”于2020年7月23日發(fā)射升空，計(jì)劃飛行約7個(gè)月抵達(dá)火星。若已知火星半徑為地球半徑的一半、質(zhì)量為地球的十分之一，則(

)A．此次天問(wèn)一號(hào)的發(fā)射速度大于16.7km/sB．火星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為∶1C．火星表面處的重力加速度為地球的0.4倍D．天問(wèn)一號(hào)在火星表面環(huán)繞飛行時(shí)的周期與地球近地衛(wèi)星的周期相等答案解析解析6．(2020·湖北省荊、荊、襄、宜四地七校聯(lián)盟10月聯(lián)考)北京時(shí)間2019年4月10日晚21點(diǎn)，人類(lèi)史上首張黑洞照片面世。黑洞的概念是：如果將大量物質(zhì)集中于空間一點(diǎn)，其周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生奇異的現(xiàn)象，即在質(zhì)點(diǎn)周?chē)嬖谝粋€(gè)界面——事件視界面，一旦進(jìn)入界面，即使光也無(wú)法逃脫，黑洞的第二宇宙速度大于光速。把上述天體周?chē)录暯缑婵醋髑蛎?，球面的半徑稱(chēng)為史瓦西半徑。已知地球的半徑約為6400km，地球的第一宇宙速度為7.9km/s，天體的第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，光速為3.0×108

m/s，假設(shè)地球保持質(zhì)量不變收縮成黑洞，則地球黑洞的史瓦西半徑最接近(

)A．1mm B．1cmC．1m D．1km答案解析7．(2020·廣東省揭陽(yáng)市高三線上教學(xué)摸底)如圖所示，衛(wèi)星a和b分別在半徑相同的軌道上繞金星和地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知金星的質(zhì)量小于地球的質(zhì)量，則(

)A．a(chǎn)、b的線速度大小相等

B．a(chǎn)的角速度較大C．a(chǎn)的周期較大

D．a(chǎn)的向心加速度較大答案解析8．(2021·八省聯(lián)考廣東卷)2020年12月17日，嫦娥五號(hào)成功返回地球，創(chuàng)造了我國(guó)到月球取土的偉大歷史。如圖所示，嫦娥五號(hào)取土后，在P處由圓形軌道Ⅰ變軌到橢圓軌道Ⅱ，以便返回地球。下列說(shuō)法正確的是(

)A．嫦娥五號(hào)在軌道Ⅰ和Ⅱ運(yùn)行時(shí)均超重B．嫦娥五號(hào)在軌道Ⅰ和Ⅱ運(yùn)行時(shí)機(jī)械能相等C．嫦娥五號(hào)在軌道Ⅰ和Ⅱ運(yùn)行至P處時(shí)速率相等D．嫦娥五號(hào)在軌道Ⅰ和Ⅱ運(yùn)行至P處時(shí)加速度大小相等答案解析答案解析10．(2020·廣東省潮州市高三下二模)2019年春節(jié)期間，中國(guó)科幻電影里程碑作品《流浪地球》熱播，影片中為了讓地球逃離太陽(yáng)系，人們?cè)诘厍蛏辖ㄔ焯卮蠊β拾l(fā)動(dòng)機(jī)，使地球完成一系列變軌操作，其逃離過(guò)程可設(shè)想成如圖所示，地球在橢圓軌道Ⅰ上運(yùn)行到遠(yuǎn)日點(diǎn)B變軌，進(jìn)入圓形軌道Ⅱ，在圓形軌道Ⅱ上運(yùn)行到B點(diǎn)時(shí)再次加速變軌，從而最終擺脫太陽(yáng)束縛。對(duì)于該過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是(

)A．沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期小于沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期B．在軌道Ⅰ上由A點(diǎn)運(yùn)行到B點(diǎn)的過(guò)程，速度逐漸增大C．沿軌道Ⅰ運(yùn)行時(shí)，在A點(diǎn)的加速度大于在B點(diǎn)的加速度D．沿軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)，需向前噴氣減速才能進(jìn)入軌道Ⅱ答案解析11．(2021·八省聯(lián)考湖南卷)在“嫦娥五號(hào)”任務(wù)中，有一個(gè)重要環(huán)節(jié)，軌道器和返回器的組合體(簡(jiǎn)稱(chēng)“甲”)與上升器(簡(jiǎn)稱(chēng)“乙”)要在環(huán)月軌道上實(shí)現(xiàn)對(duì)接，以便將月壤樣品從上升器轉(zhuǎn)移到返回器中，再由返回器帶回地球。對(duì)接之前，甲、乙分別在各自的軌道上做