高考物理總復(fù)習(xí)《萬有引力與航天》專題演練試題

《萬有引力與航天》專題演練1．我國即將發(fā)射“天宮二號”空間實驗室，之后發(fā)生“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【答案】C2．利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊，目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的6.6倍，假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為（）A．1h B．4h C．8h D．16h【答案】B3．過去幾千年來，人類對行星的認(rèn)識與研究僅限于太陽系內(nèi)，行星“51pegb”的發(fā)現(xiàn)拉開了研究太陽系外行星的序幕?！?1pegb”繞其中心恒星做勻速圓周運動，周期約為4天，軌道半徑約為地球繞太陽運動半徑為1/20，該中心恒星與太陽的質(zhì)量比約為（）A．1/10B．1C．5D．10【答案】B4．如圖，若兩顆人造衛(wèi)星a和b均繞地球做勻速圓周運動，a、b到地心O的距離分別為r1、r2，線速度大小分別為v1、v2。則（）【答案】A5．宇航員王亞平在“天宮1號”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，距地面高度為，地球質(zhì)量為，半徑為，引力常量為，則飛船所在處的重力加速度大小為（）A．0B．C．D．【答案】B6．如圖，拉格朗日點L1位于地球和月球連線上，處在該點的物體在地球和月球引力的共同作用下，可與月球一起以相同的周期繞地球運動。據(jù)此，科學(xué)家設(shè)想在拉格朗日點L1建立空間站，使其與月球同周期繞地球運動。以、分別表示該空間站和月球向心加速度的大小，表示地球同步衛(wèi)星向心加速度的大小。以下判斷正確的是（）A．B．C．D．【答案】D7．假設(shè)地球和火星都繞太陽做勻速圓周運動，已知地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離，那么（）A．地球公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期B．地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度C．地球公轉(zhuǎn)的加速度小于火星公轉(zhuǎn)的加速度D．地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度【答案】D8．（多選）我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經(jīng)過一系列過程，在離月面4m高處做一次懸停（可認(rèn)為是相對于月球靜止）；最后關(guān)閉發(fā)動機(jī)，探測器自由下落。已知探測器的質(zhì)量約為1.3×109kg，地球質(zhì)量約為月球的81倍，地球半徑為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8m/s2。則次探測器A．在著陸前瞬間，速度大小約為8.9m/sB．懸停時受到的反沖作用力約為2×103NC．從離開近月圓軌道到著陸這段時間內(nèi)，機(jī)械能守恒D．在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度【答案】BD9．下列說法正確的是（）A．牛頓通過“斜面實驗”，推翻了亞里士多德的“力是維持物體運動的原因”B．開普勒將第谷的幾千個數(shù)據(jù)歸納出簡潔的三定律，掲示了行星運動的規(guī)律C．用質(zhì)點來代替實際物體的研究方法是等效替代法D．卡文迪許利用扭秤實驗得出萬有引力與距離的平方成正比【答案】B10．2016年9月16日，北京航天飛行控制中心對天宮二號成功實施變軌控制，使天宮二號由橢圓形軌道的遠(yuǎn)地點進(jìn)入近圓形軌道，等待神舟十一號到來。10月19日凌晨，神舟十一號飛船與天宮二號自動交會對接成功，對接時的軌道高度是393公里，比神舟十號與天宮一號對接時的軌道高了50公里，這與未來空間站的軌道高度基本相同，為我國載人航天發(fā)展戰(zhàn)略的第三步——建造空間站做好了準(zhǔn)備。下列說法正確的是（）A．在近圓形軌道上運行時天宮一號的周期比天宮二號的長B．在近圓形軌道上運行時天宮一號的加速度比天宮二號的小C．天宮二號由橢圓形軌道進(jìn)入近圓形軌道需要減速D．交會對接前神舟十一號的運行軌道要低于天宮二號的運行軌道【答案】D11．中國航天局在2015年年底發(fā)射了高分四號衛(wèi)星，這是中國首顆地球同步軌道高時間分辨率對地觀測衛(wèi)星；如圖所示，A是靜止在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體；B、C是同在赤道平面內(nèi)的兩顆人造衛(wèi)星，B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，C是高分四號衛(wèi)星．則下列關(guān)系正確的是（）A．物體A隨地球自轉(zhuǎn)的角速度大于衛(wèi)星B的角速度B．衛(wèi)星B的線速度小于衛(wèi)星C的線速度C．物體A隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度小于衛(wèi)星C的向心加速度D．物體A隨地球自轉(zhuǎn)的周期大于衛(wèi)星C的周期【答案】C12．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，已知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的加速度大于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24h【答案】A13．（多選）宇宙飛船繞地心做半徑為r的勻速圓周運動，飛船艙內(nèi)有一質(zhì)量為m的人站在可稱體重的臺秤上，用R表示地球的半徑，g表示地球表面處的重力加速度，g0表示宇宙飛船所在處的地球引力加速度，N表示人對臺秤的壓力，則關(guān)于g0、N下面正確的是（）A．g0=0B．g0=eq\f(R2,r2)gC．N=0D．N=mg14．（多選）我國計劃在2017年發(fā)射“嫦娥四號”，它是嫦娥探月工程計劃中嫦娥系列的第四顆人造探月衛(wèi)星，主要任務(wù)是更深層次、更加全面的科學(xué)探測月球地貌、資源等方面的信息，完善月球檔案資料。已知月球的半徑為R，月球表面的重力加速度為g，引力常量為G，嫦娥四號離月球中心的距離為r，繞月周期為T。根據(jù)以上信息可求出（）A．“嫦娥四號”繞月運行的速度為B．“嫦娥四號”繞月運行的速度為C．月球的平均密度D．月球的平均密度為【答案】AC15．（多選）2016年10月17日，我國“神舟十一號”載人飛船在酒泉發(fā)射中心順利升空；10月19日凌晨，繞地運行30多圈后與“天宮二號”實驗室成功實現(xiàn)自動對接；11月18日14時07分，兩名航天員在完成各項試驗任務(wù)后乘坐返回艙安全順利返回；本次太空征程首次將人類以外的生物帶上太空，并創(chuàng)造了中國航天員在太空駐留時間新紀(jì)錄；對此，以下說法正確的是（）A．兩名航天員進(jìn)入空間試驗室后，將不再受到地球的萬有引力B．“神舟十一號”載人飛船必須在“天空二號”的軌道上，再加速才能實現(xiàn)對接C．對接后，“神舟十一號”飛船的向心加速度大于月球的向心加速度D．“天宮二號”空間實驗室在軌運行的線速度大于地球同步衛(wèi)星運動的線速度【答案】CD16．（多選）某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中記錄了一些與地球、月球有關(guān)的數(shù)據(jù)資料如表中所示，利用這些數(shù)據(jù)來計算地球表面與月球表面之間的距離s，則下列運算公式中正確的是（）地球半徑R=6400km月球半徑r=1740km地球表面重力加速度g0=9.80m/s2月球表面重力加速度g′=1.56m/s2月球繞地球轉(zhuǎn)動的線速度v=1km/s月球繞地球轉(zhuǎn)動周期T=27.3天光速c=2.998×105用激光器向月球表面發(fā)射激光光束，經(jīng)過約t=2.565s接收到從月球表面反射回來的激光信號A．s＝c·EQ\F(t,2) B．s＝EQ\F(vT,2π)－R－rC．s＝－R－r D．s＝－R－r【答案】ABD17．（多選）如圖所示，a、b兩個飛船在同一平面內(nèi)，在不同軌道繞某行星順時針做勻速圓周運動。若已知引力常量為G，a、b兩飛船距該行星表面高度分別為h1、h2(h1<h2),運行周期分別為T1、T2，則以下說法正確的是（）A．飛船a運行速度小于飛船b運行速度B．飛船a加速可能追上飛船bC．利用以上數(shù)據(jù)可計算出該行星的半徑D．利用以上數(shù)據(jù)可計算出該行星的自轉(zhuǎn)周期【答案】BC18．嫦娥五號探測器是我國研制中的首個實施無人月面取樣返回的航天器，預(yù)計在2017年由長征五號運載火箭在中國文昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，自動完成月面樣品采集，并從月球起飛返回地球，航天器返回地球開始階段運行的軌道可以簡化為：發(fā)射時，先將探測器發(fā)射至近月圓軌道1上，然后變軌到橢圓軌道2上，最后由軌道2進(jìn)入圓形軌道3，忽略介質(zhì)阻力，則以下說法正確的是（）A．探測器在軌道2上經(jīng)過近月點A處的加速度大于在軌道1上經(jīng)過近月點A處的加速度B．探測器在軌道2上從近月點A向遠(yuǎn)月點B運動的過程中速度減小，機(jī)械能增大C．探測器在軌道2上的運行周期小于在軌道3上的運行周期，且由軌道2變?yōu)檐壍?需要在近月點A處點火加速D．探測器在軌道2上經(jīng)過遠(yuǎn)月點B處的運行速度小于在軌道3上經(jīng)過遠(yuǎn)月點B處的運行速度【答案】D19．為了測量某行星的質(zhì)量和半徑，宇航員記錄了登陸艙在該行星表面做圓周運動的周期T，登陸艙在行星表面著陸后，用彈簧稱稱量一個質(zhì)量為m的砝碼讀數(shù)為N。已知引力常量為G。則下列計算中正確的是（）A．在該行星的第一宇宙速度為B．該行星的密度為C．該行星的質(zhì)量為D．該行星的半徑為【答案】A20．如圖，地球赤道上山丘，近地衛(wèi)星和同步通信衛(wèi)星均在赤道平面上繞地心做勻速圓周運動，設(shè)、、的圓周運動速率分別為、、，向心加速度分別為、、，則（）A．B．C．D．【答案】B21．某衛(wèi)星在半徑為r的軌道1上做圓周運動，動能為，變軌到軌道2上后，動能比在軌道1上減小了，在軌道2上也做圓周運動，則軌道2的半徑為（）A、B、C、D、【答案】A22．（多選）如圖，“嫦娥三號”衛(wèi)星要經(jīng)過一系列的調(diào)控和變軌，才能最終順利降落在月球表面。它先在地月轉(zhuǎn)移軌道的P點調(diào)整后進(jìn)入環(huán)月圓形軌道1，進(jìn)一步調(diào)整后進(jìn)入環(huán)月橢圓軌道2．有關(guān)“嫦娥三號”下列說法正確的是（）A．在地球上的發(fā)射速度一定大于第二宇宙速度B．在P點由軌道1進(jìn)入軌道2需要減速C．在軌道2經(jīng)過P點時速度大于Q點速度D．分別由軌道1與軌道2經(jīng)P點時，向心加速度相同【答案】BD23．（多選）北斗導(dǎo)航系統(tǒng)又被稱為“雙星定位系統(tǒng)”，具有導(dǎo)航、定位等功能。“北斗”系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星1和2均繞地心O做勻速圓周運動，軌道半徑均為r，某時刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置，如圖所示。若衛(wèi)星均順時針運行，地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R，不計衛(wèi)星間的相互作用力。以下判斷中正確的是（）A．這兩顆衛(wèi)星的向心加速度大小相等，均為B．衛(wèi)星1由位置A運動至位置B所需的時間為C．如果使衛(wèi)星1加速，它就一定能追上衛(wèi)星2D．衛(wèi)星1由位置A運動到位置B的過程中萬有引力不做功【答案】AD24．（多選）今年的兩會期間，中國載人航天工程總設(shè)計師周建平8日接受新華社記者采訪時說，預(yù)計今年三季度發(fā)射的天宮二號，將搭載全球第一臺冷原子鐘，利用太空微重力條件，穩(wěn)定度高達(dá)10的負(fù)16次方。超高精度的原子鐘是衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域的關(guān)鍵核心技術(shù)……。我國的航天技術(shù)突飛猛進(jìn)，前期做了分步走的大量工作。在2013年6月10日上午，我國首次太空授課在距地球300多千米的“天空一號”上舉行，如圖所示的是宇航員王亞萍在“天空一號”上所做的“水球”.若已知地球的半徑為6400km，地球表面的重力加速度為g=9.8m/s2，下列關(guān)于“水球”和“天空一號”的說法正確的是（）A．“水球”的形成是因為太空中沒有重力B．“水球”受重力作用其重力加速度大于5m/s2C．“天空一號”運行速度小于7.9km/sD．“天宮一號”的運行周期約為1.5h【答案】BCD25．（多選）地球赤道上的重力加速度為，物體在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為，衛(wèi)星甲、乙、丙在如圖所示三個橢圓軌道上繞地球運行，衛(wèi)星甲和乙的運行軌道在P點相切，以下說法中正確的是（）A．如果地球自轉(zhuǎn)的角速度突然變?yōu)樵瓉淼谋?，那么赤道上的物體將會“飄”起來B．衛(wèi)星甲、乙經(jīng)過P點時的加速度大小相等C．衛(wèi)星甲的周期最大D．三個衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點的速度可能大于第一宇宙速度【答案】BC26．（多選）據(jù)報道，美國國家航天航天局（NASA）首次在太陽系外發(fā)現(xiàn)“類地”行星Kepler-186f。若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”距該行星地面附近處自由釋放一個小球（引力視為恒力），落地時間為。已知該行星半徑為R，萬有引力常量為G，則下列說法正確的是（）A．該行星的第一宇宙速度為B．該行星的平均密度為C．如果該行星存在一顆同步衛(wèi)星，其距行星表面高度為D．宇宙飛船繞該星球做圓周運動的周期小于【答案】AB27．質(zhì)量為的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為時，重力勢能可表示為，其中G為引力常量，M為地球質(zhì)量。該衛(wèi)星原來的半徑為的軌道上繞地球做勻速圓周運動，由于受到及稀薄空氣的摩擦作用，飛行一段時間后其圓周運動的半徑變?yōu)?，此過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為（）A．B．C．D．【答案】D28．宇宙間是否存在暗物質(zhì)是物理學(xué)之謎，對該問題的研究可能帶來一場物理學(xué)的革命。為了探測暗物質(zhì)，我國在2015年12月17日成功發(fā)射了一顆被命名為“悟空”的暗物質(zhì)探測衛(wèi)星。己知“悟空”在低于同步衛(wèi)星的軌道上繞地球做勻速圓周運動，經(jīng)過時間t(t小于其運動周期)，運動的弧長為L，與地球中心連線掃過的角度為θ(弧度)，引力常量為G，則下列說法中正確的是（）A．“悟空”的質(zhì)量為B．“悟空”的環(huán)繞周期為C．“悟空”的線速度大于第一宇宙速度D．“悟空”的向心加速度小于地球同步衛(wèi)星的向心加速度【答案】B29．1871年，人們發(fā)現(xiàn)了太陽系中的第七顆行星-天王星，但是，它的運動軌跡有些“古怪”：根據(jù)萬有引力定律計算出來的軌道與實際觀測的結(jié)果總有一些偏差；英國劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國年輕的天文學(xué)家雷維耶相信在天王星軌道外面還存在一顆未發(fā)現(xiàn)的行星；他們根據(jù)天王星的觀測資料，各自獨立地利用萬有引力定律計算出這顆“新”行星的軌道，后來這顆行星被命名為“海王星”；設(shè)天王星和海王星各自繞太陽做勻速圓周運動，兩行星的軌道平面共面，它們繞行的方向相同；設(shè)從兩行星離得最近時開始計時，到下一次兩行星離得最近所經(jīng)歷的最短時間為t；設(shè)天王星的軌道半徑為R，周期為T；假設(shè)忽略各行星之間的萬有引力，那么海王星的軌道半徑為（）A．B．C．D．【答案】C30．如圖所示，某極地軌道衛(wèi)星的運行軌道平面通過地球的南北兩極，已知該衛(wèi)星從北緯60°的正上方，按圖示方向第一次運行到南緯60°的正上方時所用時間為1h，則下列說法正確的是（）A．該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運行半徑之比為1：4B．該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運行速度之比為1：2C．該衛(wèi)星的運行速度一定大于7．9km／sD．該衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于同步衛(wèi)星的機(jī)械能【答案】A31．（多選）近年來，我國航天與深潛事業(yè)的發(fā)展交相輝映，“可上九天攬月，可下五洋捉鱉”已不再是夢想。若如圖所示處于393km高空圓軌道上的“神舟十一”號的向心加速度為a1、轉(zhuǎn)動角速度為ωl；處于7062m深海處隨地球自轉(zhuǎn)的“蛟龍”號的向心加速度為a2、轉(zhuǎn)動角速度為ω2；地球表面的重力加速度為g。則下列結(jié)論正確的是（）A．ω1=ω2B．ωl>ω2C．a(chǎn)l<g<a2D．g>a1>a【答案】BD32．（多選）2016年10月19日凌晨“神舟十一號”飛船與“天宮二號”成功實施自動交會對接。如圖所示，已知“神舟十一號”“天宮二號”對接后，組合體在時間t內(nèi)沿圓周軌道繞地球轉(zhuǎn)過的角度為θ，組合體軌道半徑為r，地