2022高考物理三輪復(fù)習(xí)《萬有引力定律及其應(yīng)用》選擇題專練含答案解析

絕密★啟用前人教版2022高考物理三輪復(fù)習(xí)專題四《萬有引力定律及其應(yīng)用》選擇題專練(共30小題)1.宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠(yuǎn)的四顆星組成的四星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用．設(shè)四星系統(tǒng)中每個(gè)星體的質(zhì)量均為m，半徑均為R，四顆星穩(wěn)定分布在邊長為的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上．已知引力常量為G．關(guān)于四星系統(tǒng)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．四顆星圍繞正方形對角線的交點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B．四顆星的軌道半徑均為C．四顆星表面的重力加速度均為D．四顆星的周期均為【答案】B【解析】星體在其他三個(gè)星體的萬有引力作用下，合力方向指向?qū)蔷€的交點(diǎn)，圍繞正方形對角線的交點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故A正確．四顆星的軌道半徑為．故B錯(cuò)誤．根據(jù)萬有引力等于重力有：則C正確，根據(jù)萬有引力提供向心力,解得D正確2.我國自主研制的“嫦娥三號(hào)”，攜帶“玉兔”月球車已于2022年12月2日1時(shí)30分在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，落月點(diǎn)有一個(gè)富有詩意的名字———“廣寒宮”。若已知月球質(zhì)量為，半徑為R，引力常量為G，以下說法正確的是()A．若在月球上發(fā)射一顆繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，則最大運(yùn)行速度為B．若在月球上發(fā)射一顆繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，則最小周期為2πC．若在月球上以較小的初速度v0豎直上拋一個(gè)物體，則物體上升的最大高度為D．若在月球上以較小的初速度v0豎直上拋一個(gè)物體，則物體從拋出落回到拋出點(diǎn)所用時(shí)間為【答案】C【解析】第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運(yùn)動(dòng)的環(huán)繞速度；根據(jù)萬有引力提供向心力得：，在月球上發(fā)射一顆繞它作圓形軌道運(yùn)行的衛(wèi)星的最大運(yùn)行速度為：，故A錯(cuò)誤；根據(jù)萬有引力提供向心力得：；解得：；故衛(wèi)星的軌道半徑增大，周期也在增大，故衛(wèi)星的最小周期為，故B錯(cuò)誤；忽略月球自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)萬有引力等于重力列出等式：；解得：；在月球上以初速度豎直上拋一個(gè)物體，物體落回到拋出點(diǎn)所用時(shí)間：；物體上升的最大高度：；故C正確，D錯(cuò)誤．故選：C．3.目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運(yùn)轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小。若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷不正確的是（）A．由于地球引力做正功引力勢能一定減小B．衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小C．衛(wèi)星的動(dòng)能逐漸減小D．氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，但機(jī)械能減小【答案】C【解析】由于衛(wèi)星高度逐漸降低，所以地球引力對衛(wèi)星做正功，引力勢能減小，故A正確；根據(jù)動(dòng)能定理可知引力與空氣阻力對衛(wèi)星做的總功應(yīng)為正值，而引力做的功等于引力勢能的減少，即衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的變化，B正確；得v=，可見，衛(wèi)星的速度大小隨軌道半徑的減小而增大，則衛(wèi)星的動(dòng)能逐漸增大，故C錯(cuò)誤；氣體阻力做功不可忽略，由于氣體阻力做負(fù)功，所以衛(wèi)星與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少，故D正確；題目要求選錯(cuò)誤的，故選：C．4.已成為我國首個(gè)人造太陽系小行星的嫦娥二號(hào)衛(wèi)星，2022年2月再次刷新我國深空探測最遠(yuǎn)距離紀(jì)錄，超過7000萬公里。嫦娥二號(hào)是我國探月工程二期的先導(dǎo)星，它先在距月球表面高度為h的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行周期為T；然后從月球軌道出發(fā)飛赴日地拉格朗日L2點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)探測。若以R表示月球的半徑，引力常量為G，則()A．嫦娥二號(hào)衛(wèi)星繞月運(yùn)行時(shí)的線速度為B．月球的質(zhì)量為C．物體在月球表面自由下落的加速度為D．嫦娥二號(hào)衛(wèi)星在月球軌道經(jīng)過減速才能飛赴拉格朗日L2點(diǎn)【答案】B【解析】嫦娥二號(hào)衛(wèi)星繞月運(yùn)行時(shí)的線速度為，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期和萬有引力常量，可列出，解得月球的質(zhì)量為，選項(xiàng)B正確；因?yàn)樵谠虑虮砻嫒f有引力近似等于物體的重力，即，故物體在月球表面自由下落的加速度為，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；若嫦娥二號(hào)衛(wèi)星在月球軌道經(jīng)過減速，則嫦娥二號(hào)衛(wèi)星做向心運(yùn)動(dòng)，即向月球飛去，不可能脫離月球的吸引，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。5.如圖所示，在火星與木星軌道之間有一小行星帶。假設(shè)該帶中的小行星只受到太陽的引力，并繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說法中正確的是（）A．各小行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期小于一年B．與太陽距離相等的每一顆小行星，受到太陽的引力大小都相等C．小行星帶內(nèi)側(cè)行星的加速度小于外側(cè)行星的加速度D．小行星帶內(nèi)各行星繞太陽公轉(zhuǎn)的線速度均小于地球公轉(zhuǎn)的線速度【答案】D【解析】小行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力知：A：由周期知，由于小行星軌道半徑大于地球公轉(zhuǎn)半徑，故小行星的周期均大于地球公轉(zhuǎn)周期，即大于一年，故A錯(cuò)誤；B：太陽對小行星的引力，由于各小行星軌道半徑質(zhì)量均未知，故不能得出太陽對小行星的引力相同的結(jié)論，故B錯(cuò)誤；C：小行星的加速度知，小行星內(nèi)側(cè)軌道半徑小于外側(cè)軌道半徑，故內(nèi)側(cè)向心加速度大于外側(cè)的向心加速度，故C錯(cuò)誤；D：線速度知，小行星的軌道半徑大于地球半徑，故小行星的公轉(zhuǎn)速度小于地球公轉(zhuǎn)的線速度，故D正確．6.火星表面特征非常接近地球，可能適合人類居住。2022年，我國志愿者王躍參與了在俄羅斯進(jìn)行的“模擬登火星”實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。已知火星半徑是地球半徑的，質(zhì)量是地球質(zhì)量的，自轉(zhuǎn)周期也基本相同。地球表面重力加速度是g，若王躍在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自轉(zhuǎn)影響的條件下，下述分析正確的是()A．王躍在火星表面所受火星引力是他在地球表面所受地球引力的倍B．火星表面的重力加速度是C．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍D．王躍在火星上向上跳起的最大高度是【答案】C【解析】根據(jù)可知，，A錯(cuò)誤；這樣火星表面的重力加速度是，B錯(cuò)誤；根據(jù)可得，可以求出火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍，C正確；根據(jù)，若起跳速度相同時(shí)，若在地球上跳起的最大高度為h，在火星上向上跳起的最大高度是，D錯(cuò)誤。7.已知地球的平均密度為，火星的平均密度為，設(shè)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星最小運(yùn)行周期為T1,繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星最小運(yùn)行周期為T2，則為（）A．B．C．D．【答案】C【解析】當(dāng)衛(wèi)星繞地球表面和火星表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期最小，有萬有引力充當(dāng)向心力公式得所以，而星球密度則。8.今年的春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)上“小彩旗”四個(gè)小時(shí)的旋轉(zhuǎn)引起網(wǎng)絡(luò)熱議，有美國網(wǎng)友想到了“我究竟以什么樣的速度沿著地球自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)呢？”并繪制出了不同緯度處沿地球自轉(zhuǎn)的切向速度圖（不考慮公轉(zhuǎn)影響），如圖所示，則下面說法正確的是（）A．從圖像中可知只要知道了地球上某位置隨地球自轉(zhuǎn)的線速度，就可以確定該點(diǎn)的緯度B．從圖像可知在赤道面近地環(huán)繞衛(wèi)星的線速度約為1050英里/小時(shí)C．若已知“小彩旗”所在的緯度，就可以從圖像中得到她在舞臺(tái)上旋轉(zhuǎn)的線速度D．坐在“春晚”現(xiàn)場觀看表演的觀眾，他們隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小相等【答案】D【解析】由圖知，同一線速度對應(yīng)兩個(gè)維度，故不能由線速度確定維度，所以A錯(cuò)誤；從圖像可知在赤道上地球自轉(zhuǎn)的線速度約為1050英里/小時(shí)，所以B錯(cuò)誤；若已知“小彩旗”所在的緯度，就可以從圖像中得到她隨地球自轉(zhuǎn)的線速度，而不能得出她轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，所以C錯(cuò)誤；坐在“春晚”現(xiàn)場觀看表演的觀眾，在地球的同一維度處，所以他們隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小相等，故D正確9.物體A從距離地面某高度處由靜止開始下落，落地時(shí)速度剛好等于地球的第一宇宙速度．已知地球半徑為R，以無窮遠(yuǎn)為零熱能面，物體在距地球球心為r（r≥R）的位置處重力勢能為Ep=﹣（其中M為地球質(zhì)量，m為物體的質(zhì)量），不計(jì)物體運(yùn)動(dòng)中所受的阻力，則物體A從距地面多高處下落？（）A．RB．2RC．3RD．4R【答案】A【解析】設(shè)第一宇宙速度為v，由牛頓第二定律可得：故動(dòng)能,重力勢能為,此時(shí)機(jī)械能的總量為,所以設(shè)物體下落高度為h，則有，故有h=R10.北京時(shí)間2022年12月10日晚上九點(diǎn)二十分，在太空飛行了九天的“嫦娥三號(hào)”飛船，再次成功變軌，從100km的環(huán)月圓軌道Ⅰ，降低到近月點(diǎn)15km、遠(yuǎn)月點(diǎn)100km的橢圓軌道Ⅱ，兩軌道相交于點(diǎn)P，如圖所示。關(guān)于“嫦娥三號(hào)”飛船，以下說法不正確的是（）A．在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度比在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度大B．在軌道Ⅰ上P點(diǎn)的向心加速度比在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的向心加速度小C．在軌道Ⅰ上的勢能與動(dòng)能之和比在軌道Ⅱ上的勢能與動(dòng)能之和大D．在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期大于在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期【答案】B【解析】由圖知在軌道Ⅰ上飛船做圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力等于向心力，在在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)做近心運(yùn)動(dòng)，萬有引力大于需要的向心力，故在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度比在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度大，所以A正確；在同一點(diǎn)P，受萬有引力相同，即合外力相同，根據(jù)牛頓第二定律知加速度相同，所以B錯(cuò)誤；飛船從軌道Ⅰ變軌到軌道Ⅱ需在P點(diǎn)減速，故在軌道Ⅰ機(jī)械能大于軌道Ⅱ上的機(jī)械能，所以C正確；根據(jù)開普勒的周期定律可知在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期大于在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期，故D正確，所以本題不正確的選擇B。11.某月球探測衛(wèi)星先貼近地球表面繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)其動(dòng)能為Ek1,周期為T1；再控制它進(jìn)行一系列變軌，最終進(jìn)入貼近月球表面的圓軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)其動(dòng)能為Ek2，周期為T2，已知地球的質(zhì)量為M1，月球的質(zhì)量為M2，則為（）A．B．C．D．【答案】C【解析】衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量為m，軌道半徑為r1，運(yùn)動(dòng)線速度為v1，因?yàn)閯?dòng)能為：,所以向心力為：,萬有引力提供向心力：,解得：，同理，衛(wèi)星繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，有類似的結(jié)論：故：故C正確，ABD錯(cuò)誤．12.嫦娥三號(hào)著陸器與巡視器（“玉兔號(hào)”月球車）成功分離，登陸月球后玉兔號(hào)月球車將開展3個(gè)月巡視勘察。一同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來測定月球的第一宇宙速度：設(shè)想通過月球車上的裝置在距離月球表面h高處平拋一個(gè)物體，拋出的初速度為vo，測量出水平射程L，已知月球的半徑為R，月球的第一宇宙速度為（）A．B．C．D．【答案】B【解析】根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律知：水平方向，豎直方向解得月球表面的重力加速度為：根據(jù)聯(lián)立解得：故選B。13.嫦娥三號(hào)成功實(shí)現(xiàn)月面軟著陸，中國成為世界上第三個(gè)在月球上實(shí)現(xiàn)軟著陸的國家.如圖所示，嫦娥三號(hào)經(jīng)歷漫長的地月旅行后，首次在距月表100km的環(huán)月軌道上繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)變推力發(fā)動(dòng)機(jī)開機(jī)工作，嫦娥三號(hào)開始快速變軌，變軌后在近月點(diǎn)B距月球表面15km的橢圓軌道上繞月運(yùn)行；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，變推力發(fā)動(dòng)機(jī)再次開機(jī)，嫦娥三號(hào)從距月面15km處實(shí)施動(dòng)力下降．關(guān)于嫦娥三號(hào)探月之旅，下列說法正確的是（）A．在A點(diǎn)變軌時(shí)，嫦娥三號(hào)的機(jī)械能增加B．在A點(diǎn)變軌時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和嫦娥三號(hào)運(yùn)動(dòng)方向相反C．在A點(diǎn)變軌后，嫦娥三號(hào)在橢圓軌道上運(yùn)行的周期比圓軌道周期長D．在A點(diǎn)變軌后沿橢圓軌道向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，嫦娥三號(hào)的加速度逐漸減小【答案】B【解析】嫦娥三號(hào)在A點(diǎn)變軌時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和嫦娥三號(hào)運(yùn)動(dòng)方向相反，衛(wèi)星做減速運(yùn)動(dòng)，萬有引力大于向心力做近心運(yùn)動(dòng)，使其進(jìn)入橢圓軌道，故在A點(diǎn)變軌時(shí)，機(jī)械能要減小，故A錯(cuò)誤、B正確．由開普勒第三定律，橢圓軌道的半長軸比圓軌道的半徑小，則橢圓軌道上運(yùn)行的周期比圓軌道周期短;選項(xiàng)C錯(cuò)誤.由牛頓第二定律可知，A點(diǎn)變軌后沿橢圓軌道向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，減小，則加速度逐漸增大;選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B.14.凌晨馬航客機(jī)失聯(lián)后，西安衛(wèi)星測控中心緊急調(diào)動(dòng)海洋，風(fēng)云，高分，遙感4個(gè)型號(hào)近10顆衛(wèi)星，為地面搜救提供技術(shù)支持．特別是“高分一號(hào)”突破了空間分辨率，多光譜與大覆蓋面積相結(jié)合的大量關(guān)鍵技術(shù)．如圖為“高分一號(hào)”與北斗導(dǎo)航系統(tǒng)兩顆衛(wèi)星在空中某一面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的示意圖．“北斗”系統(tǒng)中兩顆衛(wèi)星“G1”和“G3”以及“高分一號(hào)”均可認(rèn)為繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．衛(wèi)星“G1”和“G3”的軌道半徑為r，某時(shí)刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A，B兩位置，“高分一號(hào)”在C位置．若衛(wèi)星均順時(shí)針運(yùn)行，地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R，不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用力．則以下說法正確的是（）A．衛(wèi)星“G1”和“G3”的加速度大小相等均為B．如果調(diào)動(dòng)“高分一號(hào)”衛(wèi)星快速到達(dá)B位置的下方，必須對其加速C．衛(wèi)星“G1”由位置A運(yùn)動(dòng)到位置B所需的時(shí)間為D．“高分一號(hào)”是低軌道衛(wèi)星，其所在高度有稀薄氣體，運(yùn)行一段時(shí)間后，高度會(huì)降低，速度增大，機(jī)械能會(huì)增大【答案】C【解析】根據(jù)萬有引力提供向心力，而GM=gR2,所以衛(wèi)星的加速度a＝．故A錯(cuò)誤．“高分一號(hào)”衛(wèi)星加速，將做離心運(yùn)動(dòng)，軌道半徑變大，速度變小，路程變長，運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長，故如果調(diào)動(dòng)“高分一號(hào)”衛(wèi)星快速到達(dá)B位置的下方，必須對其減速，故B錯(cuò)誤．根據(jù)萬有引力提供向心力,所以衛(wèi)星1由位置A運(yùn)動(dòng)到位置B所需的時(shí)間為，故C正確；“高分一號(hào)”是低軌道衛(wèi)星，其所在高度有稀薄氣體，克服阻力做功，機(jī)械能減小．故D錯(cuò)誤．15.一人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但速度變小，則變軌后衛(wèi)星()A．處于平衡狀態(tài)B．重力勢能增大C．萬有引力變大D．運(yùn)行周期變小【答案】B【解析】據(jù)題意，衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力提供向心力，則衛(wèi)星受力不平衡，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；衛(wèi)星變軌后速度減小，據(jù)可知衛(wèi)星軌道半徑R變大，重力勢能，則重力勢能增加，選項(xiàng)B正確；萬有引力為：，即萬有引力減小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)周期為：，即周期增大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。16.如圖所示，A是放在地球赤道上的一個(gè)物體，正在隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)。B是赤道上方一顆近地衛(wèi)星。A和B的質(zhì)量相等，忽略B的軌道高度，下列說法正確的是（）A．A和B做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度相等B．A和B受到的地球的萬有引力相等C．A做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度比B大D．B做圓周運(yùn)動(dòng)的周期比A長【答案】B【解析】A和B受到的地球的萬有引力相等，選項(xiàng)B正確；對赤道上的物體來說：，對近地衛(wèi)星來說:，所以B的向心加速度大于A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由可知，B的線速度大于A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由可知，B做圓周運(yùn)動(dòng)的周期比A短，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。17.我國成功發(fā)射“嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星，如圖所示為“嫦娥三號(hào)”飛行軌道示意圖?！版隙鹑?hào)”任務(wù)全過程主要經(jīng)歷5個(gè)關(guān)鍵飛控階段，分別是：發(fā)射及入軌段；地月轉(zhuǎn)移段；環(huán)月段；動(dòng)力下降段；月面工作段。其中在環(huán)月段時(shí)要從圓軌道變換到橢圓軌道。下列說法正確的是()A．“嫦娥三號(hào)”的發(fā)射速度大于11.2km/sB．由圓軌道變換到橢圓軌道時(shí)，“嫦娥三號(hào)”要加速C．由圓軌道變換到橢圓軌道時(shí)，“嫦娥三號(hào)”繞月球運(yùn)動(dòng)的周期減小D．“嫦娥三號(hào)”在動(dòng)力下降段處于失重狀態(tài)【答案】C【解析】嫦娥三號(hào)發(fā)射出去后繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)，沒有離開地球束縛，故嫦娥三號(hào)的發(fā)射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s，故A錯(cuò)誤；嫦娥三號(hào)在圓軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)萬有引力等于向心力，要進(jìn)入橢圓軌道需要做近心運(yùn)動(dòng)，使得在交界點(diǎn)所受萬有引力大于圓周運(yùn)動(dòng)向心力，因?yàn)橥诮唤琰c(diǎn)萬有引力不變，故嫦娥三號(hào)只有通過減速減小向心力而做近心運(yùn)動(dòng)進(jìn)入橢圓軌道，故B錯(cuò)誤；根據(jù)開普勒第三定律得=k，由圓軌道變換到橢圓軌道時(shí)，“嫦娥三號(hào)”繞月球運(yùn)動(dòng)的周期減小，故C正確；“嫦娥三號(hào)”在動(dòng)力下降段做減速下降，即加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；18.人們設(shè)想建造一部懸掛于太空中的電梯，乘著電梯直上太空，這樣就省去了發(fā)射衛(wèi)星的麻煩，科學(xué)家曾論證這種設(shè)想在理論上是可行的，如果真的在赤道上空有一個(gè)繩系空間站可以隨地球同步運(yùn)行，繩的一端固定在地面上，另一端連著空間站，且使繩上存在拉力，不計(jì)繩的質(zhì)量，則（）A．該空間站比地球同步通訊衛(wèi)星離地面更近B．該空間站比地球同步通訊衛(wèi)星離地面更遠(yuǎn)C．該空間站的周期小于24hD．該空間站的周期大于24h【答案】B【解析】地球同步衛(wèi)星的高度是確定的，必須在赤道上空離地面36000km處．它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全由它所受到的萬有引力恰好等于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力．不在這個(gè)高度，不在這個(gè)位置就無法達(dá)到和地球同步的目的．連有太空電梯的與地球同步的太空站，除了受地球的萬有引力還受繩子的拉力，而與地球同步的太空站的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，也和同步衛(wèi)星的周期相同，為24h．對于同步衛(wèi)星萬有引力提供向心力有：，對于與地球同步的太空站，萬有引力與拉力提供向心力：+FT同=T太，所以該空間站比地球同步通訊衛(wèi)星離地面更遠(yuǎn)．故ACD錯(cuò)誤，B正確；19.如圖所示，人造衛(wèi)星A，B在同一平面內(nèi)繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知A，B連線與A，O連線間的夾角最大為，則衛(wèi)星A，B的角速度之比等于A．B．C．D．【答案】C【解析】據(jù)題意，人造衛(wèi)星繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的向心力等于萬有引力，則有：和，經(jīng)過計(jì)算整理得：，故選項(xiàng)C正確。20.科學(xué)家經(jīng)過深入觀測研究，發(fā)現(xiàn)月球正逐漸離我們遠(yuǎn)去，并且將越來越暗．有地理學(xué)家觀察了現(xiàn)存的幾種鸚鵡螺化石，發(fā)現(xiàn)其貝殼上的波狀螺紋具有樹木年輪一樣的功能，螺紋分許多隔，每隔上波狀生長線在30條左右，與現(xiàn)代農(nóng)歷一個(gè)月的天數(shù)完全相同．觀察發(fā)現(xiàn)，鸚鵡螺的波狀生長線每天長一條，每月長一隔．研究顯示，現(xiàn)代鸚鵡螺的貝殼上，每隔生長線是30條，中生代白堊紀(jì)是22條，侏羅紀(jì)是18條，奧陶紀(jì)是9條．已知地球表面的重力加速度為10m／s。，地球半徑為6400kin，現(xiàn)代月球到地球的距離約為38萬公里．始終將月球繞地球的運(yùn)動(dòng)視為圓周軌道，由以上條件可以估算奧陶紀(jì)月球到地球的距離約為（）A．8．4×108mB．1．7×108mC．1．7×107mD．8．4×107m【答案】B【解析】由萬有引力提供向心力及GM=gR2可求得r=1．7×108m21.2022年12月2日，“嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道直奔月球，在距月球表面100km的P點(diǎn)進(jìn)行第一次變軌后被月球捕獲，先進(jìn)入距月球表面100km圓軌道繞月飛行，如圖所示。之后“嫦娥三號(hào)”叉經(jīng)過一次變軌，進(jìn)入近月表面15km、遠(yuǎn)月表面100km的橢圓軌道飛行，下列說法正確的是()A．“嫦娥三號(hào)”在距月球表面100km圓軌道上運(yùn)行的速度大于月球的第一宇宙速度B．“嫦娥三號(hào)’’在距月球表面100km圓軌道上運(yùn)行周期比在橢圓軌道上的周期小C．“嫦娥三號(hào)’’在圓軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)開動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)加速才能進(jìn)人橢圓軌道D．“嫦娥三號(hào)’’在圓軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)剎車減速才能進(jìn)入橢圓軌道【答案】D【解析】圓軌道的運(yùn)行速度都小于第一宇宙速度，A錯(cuò)誤；依據(jù)開普勒第三定律R3/T2=常量，B錯(cuò)誤；在高圓軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)進(jìn)人橢圓低軌道，只能減速來實(shí)現(xiàn)，C錯(cuò)誤；D正確。22.三顆人造地球衛(wèi)星a，b，c，在同一軌道平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，某一時(shí)刻恰好處在同一直線上．下列說法中正確的是（）A．運(yùn)行速度大小va＜vb＜vcB．運(yùn)行周期Ta＞Tb＞TcC．向心加速度犬小aa＞ab＞acD．所受向心力大小Fa＞Fb＞Fc【答案】C【解析】由=ma可知，衛(wèi)星的軌道半徑越大，向心加速度越小，線速度越小，周期越大，所以應(yīng)vA＞vB＞vC．a(chǎn)A＞aB＞aC．TA＜TB＜TC．故AB錯(cuò)誤，C正確．三顆衛(wèi)星的向心力由萬有引力提供，因?yàn)椴恢廊嗽斓厍蛐l(wèi)星A，B，C的質(zhì)量大小關(guān)系，無法比較它們所受的萬有引力，也就不知道向心力大?。蔅錯(cuò)誤．23.經(jīng)長期觀測人們在宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)”，“雙星系統(tǒng)”由兩顆相距較近的恒星組成，每個(gè)恒星的線度遠(yuǎn)小于兩個(gè)星體之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體．如圖所示，兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的O點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)測得兩顆星之間的距離為l，質(zhì)量之比為m1：m2=5：2．則可知（）A．m1，m2做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為5：2B．m1，m2做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為5：2C．m1做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為D．m2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為【答案】C【解析】雙星靠相互間的萬有引力提供向心力，具有相同的角速度，對m1：，對m2：．得：，．所以，．又，所以線速度之比．故A，B，D錯(cuò)誤，C正確．24.研究表明，地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢，3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時(shí)。假設(shè)這種趨勢會(huì)持續(xù)下去，地球的其他條件都不變，未來人類發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比（）A．距地面的高度變大B．向心加速度變大C．線速度變大D．角速度變大【答案】A【解析】同步衛(wèi)星與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，若地球的自轉(zhuǎn)周期變大，那么同步衛(wèi)星的角速度將變小，D項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)萬有引力提供向心力，有：，角速度變小，同步衛(wèi)星離地高度將變大，A項(xiàng)正確；由可知，同步衛(wèi)星的向心加速度將減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；。由可知，線速度變小，C項(xiàng)錯(cuò)誤。25.2022年12月15日4時(shí)35分，嫦娥三號(hào)著陸器與巡視器分離，“玉兔號(hào)”巡視器順利駛抵月球表面。如圖所示是嫦娥三號(hào)探測器攜“玉兔號(hào)”奔月過程中某階段運(yùn)動(dòng)示意圖，關(guān)閉動(dòng)力的嫦娥三號(hào)探測器在月球引力作用下向月球靠近，并將沿橢圓軌道在B處變軌進(jìn)入圓軌道，已知探測器繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，周期為T，引力常量為G，下列說法中正確的是()A．根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量B．圖中嫦娥三號(hào)探測器正減速飛向B處C．嫦娥三號(hào)在B處由橢圓軌道進(jìn)入圓軌道必須點(diǎn)火加速D．根據(jù)題中條件可以算出嫦娥三號(hào)受到月球引力的大小【答案】A【解析】萬有引力提供向心力，得：，既根據(jù)軌道半徑為r，周期為T，萬有引力常量為G計(jì)算出月球的質(zhì)量．故A正確．嫦娥三號(hào)探測器在沿橢圓軌道飛向B處的過程中，月球?qū)μ綔y器的引力對飛船做正功，根據(jù)動(dòng)能定理可知，探測器正加速速飛向B處，故B錯(cuò)誤．由橢圓軌道進(jìn)入圓軌道必須要點(diǎn)火減速，只有在減速后，做近心運(yùn)動(dòng)，才能進(jìn)入圓軌道．故C錯(cuò)誤．由于不知道嫦娥三號(hào)探測器的質(zhì)量，故不能計(jì)算出嫦娥三號(hào)受到月球引力的大小，故D錯(cuò)誤．故選：A．26.為了探測月球，嫦娥三號(hào)探測器先在以月球中心為圓心，高度為h的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，隨后飛船多次變軌，最后圍繞月球做近月表面的圓周飛行，周期為To引力常量G已知。則（）A．可以確定月球的質(zhì)量B．可以確定月球的半徑C．可以確定月球的平均密度D．可以確定嫦娥三號(hào)探測器做近月表面圓周飛行時(shí)，其質(zhì)量在增大【答案】C【解析】月球的質(zhì)量M=，由于不知道月球的半徑r，也就不知道嫦娥三號(hào)探測器圍繞月球做近月表面的圓周飛行的半徑，也就沒有辦法確定月球的質(zhì)量的，所以A，B錯(cuò)誤；密度，所以可以確定月球的平均密度，故C正確；可以確定嫦娥三號(hào)探測器做近月表面圓周飛行時(shí)，其質(zhì)量是不變，故D錯(cuò)誤。27.人類發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步軌道3。軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖。關(guān)于這顆衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說法正確的是()A．衛(wèi)星在三個(gè)軌道運(yùn)動(dòng)的周期關(guān)系是：T1<T2<T3B．衛(wèi)星在軌道3上的角速度大于在軌道l上的角速度C．衛(wèi)星在軌道l上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能D．衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能可能等于它在軌道3上運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能【答案】C【解析】由軌道知，軌道1的半長軸最小，軌道3的半長軸最大，根據(jù)開普勒第三定律知知，．故A錯(cuò)誤；衛(wèi)星在軌道1和3上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力可知，角速度，知軌道半徑大的角速度小，故B錯(cuò)誤；衛(wèi)星在軌道1上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)萬有引力和向心力相等，在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)要做離心運(yùn)動(dòng)，萬有引力小于所需向心力，由于萬有引力相等，故在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度大，動(dòng)能大，故C正確；根據(jù)衛(wèi)星變軌原理，在軌道3上圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，要進(jìn)入軌道2，需要在兩軌道相切點(diǎn)減速，發(fā)動(dòng)機(jī)對衛(wèi)星做負(fù)功，使萬有引力大于該點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)向心力，從而做近心運(yùn)動(dòng)