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專(zhuān)題5萬(wàn)有引力定律一.選擇題(共28小題)1.(2022?浙江)神舟十三號(hào)飛船采用“快速返回技術(shù)”,在近地軌道上,返回艙脫離天和核心艙,在圓軌道環(huán)繞并擇機(jī)返回地面。則()A.天和核心艙所處的圓軌道距地面高度越高,環(huán)繞速度越大 B.返回艙中的宇航員處于失重狀態(tài),不受地球的引力 C.質(zhì)量不同的返回艙與天和核心艙可以在同一軌道運(yùn)行 D.返回艙穿越大氣層返回地面過(guò)程中,機(jī)械能守恒2.(2022?浙江)“天問(wèn)一號(hào)”從地球發(fā)射后,在如圖甲所示的P點(diǎn)沿地火轉(zhuǎn)移軌道到Q點(diǎn),再依次進(jìn)入如圖乙所示的調(diào)相軌道和停泊軌道,則天問(wèn)一號(hào)()A.發(fā)射速度介于7.9km/s與11.2km/s之間 B.從P點(diǎn)轉(zhuǎn)移到Q點(diǎn)的時(shí)間小于6個(gè)月 C.在環(huán)繞火星的停泊軌道運(yùn)行的周期比在調(diào)相軌道上小 D.在地火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度均大于地球繞太陽(yáng)的速度3.(2021?浙江)空間站在地球外層的稀薄大氣中繞行,因氣體阻力的影響,軌道高度會(huì)發(fā)生變化??臻g站安裝有發(fā)動(dòng)機(jī),可對(duì)軌道進(jìn)行修正。圖中給出了國(guó)際空間站在2020.02﹣2020.08期間離地高度隨時(shí)間變化的曲線,則空間站()A.繞地運(yùn)行速度約為2.0km/s B.繞地運(yùn)行速度約為8.0km/s C.在4月份繞行的任意兩小時(shí)內(nèi)機(jī)械能可視為守恒 D.在5月份繞行的任意兩小時(shí)內(nèi)機(jī)械能可視為守恒4.(2021?浙江)嫦娥五號(hào)探測(cè)器是我國(guó)首個(gè)實(shí)施月面采樣返回的航天器,由軌道器、返回器、著陸器和上升器等多個(gè)部分組成。為等待月面采集的樣品,軌道器與返回器的組合體環(huán)月做圓周運(yùn)動(dòng)。已知引力常量G=6.67×10﹣11N?m2/kg2地球質(zhì)量m1=6.0×1024kg,月球質(zhì)量m2=7.3×1022kg,月地距離r1=3.8×105km,月球半徑r2=1.7×103km。當(dāng)軌道器與返回器的組合體在月球表面上方約200km處做環(huán)月勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其環(huán)繞速度約為()A.16m/s B.1.1×102m/s C.1.6×103m/s D.1.4×104m/s5.(2022?浙江模擬)“嫦娥四號(hào)”是我國(guó)探月工程計(jì)劃中嫦娥系列的第四顆人造探月衛(wèi)星(稱(chēng)為“四號(hào)星”),主要任務(wù)是更加全面、深層次地科學(xué)探測(cè)月球地貌、資源等方面的信息。如圖所示,若“四號(hào)星”在半徑為r的圓周軌道上繞月運(yùn)行,t時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)為s,已知引力常量為G,月球表面的重力加速度為g月,下列說(shuō)法正確的是()A.可算出月球質(zhì)量為s2B.月球的第一宇宙速度為g月C.“四號(hào)星”的角速度為g月D.“四號(hào)星”的周期2πy6.(2022?紹興二模)如圖所示,巨蟹座55e是一顆環(huán)繞巨蟹座55A的太陽(yáng)系行星,它的公轉(zhuǎn)周期很短只有18個(gè)小時(shí),其半徑約為地球的2倍,質(zhì)量約為地球的8倍,被稱(chēng)為超級(jí)地球。假設(shè)巨蟹座55A的質(zhì)量和太陽(yáng)質(zhì)量相等,則()A.巨蟹座55e的公轉(zhuǎn)半徑大于地球的公轉(zhuǎn)半徑 B.巨蟹座55e的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度 C.同一物體在巨蟹座55e表面的重力約為地球表面的2倍 D.巨蟹座55e表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度7.(2022?浙江模擬)如圖所示,某北斗衛(wèi)星在關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng)后沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng),P、Q分別是軌道上的近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()A.衛(wèi)星在P點(diǎn)的機(jī)械能小于在Q點(diǎn)的機(jī)械能 B.衛(wèi)星經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度小于第一宇宙速度 C.衛(wèi)星在P點(diǎn)處于超重狀態(tài),在Q點(diǎn)處于失重狀態(tài) D.衛(wèi)星由Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)過(guò)程中萬(wàn)有引力做功的功率越來(lái)越大8.(2022?浙江三模)衛(wèi)星回收技術(shù)是航天技術(shù)中的重要組成部分,衛(wèi)星A沿半徑為19200km的圓軌道繞地球運(yùn)行,由于服役時(shí)間較長(zhǎng)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行回收,啟動(dòng)點(diǎn)火裝置在極短時(shí)間內(nèi)讓衛(wèi)星減速,然后沿著與地球表面相切的橢圓軌道運(yùn)行,運(yùn)行時(shí)僅受地球引力,已知地球半徑為6400km。則衛(wèi)星A制動(dòng)后回到地球近地點(diǎn)的最短時(shí)間約為()(已知地球質(zhì)量為6×1024kg,萬(wàn)有引力常量G為6.67×10﹣11N?m2/kg2)A.2.58×103s B.7.16×103s C.9.27×103s D.1.32×104s9.(2022?柯橋區(qū)模擬)2022年4月16日0時(shí)44分,神舟十三號(hào)與空間站天和核心艙分離,正式踏上回家之路,分離過(guò)程簡(jiǎn)化如圖所示,脫離前天和核心艙處于半徑為r1的圓軌道Ⅰ,運(yùn)行周期為T(mén)1,從P點(diǎn)脫離后神舟十三號(hào)飛船沿軌道Ⅱ返回近地半徑為r2的圓軌道Ⅲ上,Q點(diǎn)為軌道Ⅱ與軌道Ⅲ的切點(diǎn),軌道Ⅲ上運(yùn)行周期為T(mén)2,然后再多次調(diào)整軌道,繞行5圈多點(diǎn)順利著落在東風(fēng)著落場(chǎng),根據(jù)信息可知()A.T1:T2=r1:r2 B.可以計(jì)算地球的密度為ρ=3πC.在軌道Ⅱ上Q點(diǎn)的速率要大于在軌道Ⅱ上P點(diǎn)的速率 D.飛船在P到Q過(guò)程中與地心連線掃過(guò)的面積與天和核心艙與地心連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等10.(2022?柯橋區(qū)模擬)2022.3.23,中國(guó)航天員王亞平老師給地球上的小朋友們又上了一堂精彩的空中課堂,期間王亞平老師做了好幾個(gè)實(shí)驗(yàn),其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)是把一個(gè)冰墩墩水平拋出(如圖甲),在空間站視角看來(lái)是做近似勻速直線運(yùn)動(dòng),還有一個(gè)實(shí)驗(yàn)展示無(wú)接觸實(shí)驗(yàn)艙,把一顆金屬球懸浮在艙內(nèi)進(jìn)行加熱(如圖乙),這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在地球上人看來(lái)()A.拋出后的冰墩墩不受力的作用 B.拋出后的冰墩墩做平拋運(yùn)動(dòng) C.乙圖中懸浮金屬球受力平衡 D.乙圖中懸浮金屬球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)11.(2022?浙江模擬)如圖所示,實(shí)線是地球赤道上空的同步衛(wèi)星軌道,同步衛(wèi)星壽命終結(jié)時(shí),它會(huì)被二次變速通過(guò)橢圓轉(zhuǎn)移軌道推到虛線所示同步軌道上空約300公里處的“墳場(chǎng)軌道”。已知地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén),引力常數(shù)為G,地球質(zhì)量為M,根據(jù)上面提供信息,下列得到的結(jié)論中正確的是()A.地球的密度為3πB.地球同步衛(wèi)星離開(kāi)地面高度為3GMC.衛(wèi)星從同步軌道轉(zhuǎn)移到“墳場(chǎng)軌道”需要給衛(wèi)星二次加速 D.寧波的緯度約為30°,定點(diǎn)在經(jīng)度與寧波經(jīng)度相同的同步衛(wèi)星,晚上從寧波觀察同步衛(wèi)星與水平面的視角約為30°12.(2022?溫州三模)有一種新型人造衛(wèi)星,叫繩系衛(wèi)星。它是通過(guò)一根金屬長(zhǎng)繩將衛(wèi)星固定在其它航天器上,并以此完成一些常規(guī)單體航天器無(wú)法完成的任務(wù)?,F(xiàn)有一航天器A,通過(guò)一根金屬長(zhǎng)繩在其正下方系一顆繩系衛(wèi)星B,一起在赤道平面內(nèi)繞地球做自西向東的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。航天器A、繩系衛(wèi)星B以及地心始終在同一條直線上。不考慮稀薄的空氣阻力,不考慮繩系衛(wèi)星與航天器之間的萬(wàn)有引力,金屬長(zhǎng)繩的質(zhì)量不計(jì),下列說(shuō)法正確的是()A.正常運(yùn)行時(shí),金屬長(zhǎng)繩中拉力為零 B.繩系衛(wèi)星B的線速度大于航天器A的線速度 C.由于存在地磁場(chǎng),金屬長(zhǎng)繩上繩系衛(wèi)星B端的電勢(shì)高于航天器A端的電勢(shì) D.若在繩系衛(wèi)星B的軌道上存在另一顆獨(dú)立衛(wèi)星C,其角速度大于繩系衛(wèi)星B的角速度13.(2022?浙江模擬)地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓,哈雷彗星的公轉(zhuǎn)軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓,如圖所示.天文學(xué)家哈雷成功預(yù)言了哈雷彗星的回歸,哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是1986年,預(yù)測(cè)下次飛近地球?qū)⒃?061年左右.若哈雷彗星在近日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離為r1,遠(yuǎn)日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離為r2.下列說(shuō)法正確的是()A.哈雷彗星軌道的半長(zhǎng)軸是地球公轉(zhuǎn)半徑的753B.哈雷彗星在近日點(diǎn)的速度一定大于地球的公轉(zhuǎn)速度 C.哈雷彗星在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度之比為r2D.相同時(shí)間內(nèi),哈雷彗星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積和地球與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積相等14.(2022?寧波模擬)2021年10月14日,我國(guó)成功發(fā)射了“羲和號(hào)“衛(wèi)星,全稱(chēng)太陽(yáng)Hα光譜探測(cè)與雙超平臺(tái)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星,是中國(guó)首顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星,運(yùn)行于距地面高度為517km的太陽(yáng)同步軌道,主要科學(xué)載荷為太陽(yáng)空間望遠(yuǎn)鏡。已知Hα是氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光譜線,氫原子基態(tài)能量為﹣13.6eV,地球半徑是6400km。下列說(shuō)法正確的是()A.輻射Hα后,氫原子核外電子的動(dòng)能變大,電勢(shì)能變小 B.“羲和號(hào)”的運(yùn)行速率在7.9km/s到11.2km/s之間 C.“羲和號(hào)”的運(yùn)行周期比地球同步衛(wèi)星的周期大 D.要能全天候觀測(cè)到太陽(yáng),“羲和號(hào)”繞行軌道應(yīng)在赤道平面內(nèi)15.(2022?浙江模擬)北京時(shí)間2021年10月16日0時(shí)23分,神舟十三號(hào)載人飛船順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入空間站。飛船的某段運(yùn)動(dòng)可近似為如圖所示的情境,圓形軌道Ⅰ為空間站運(yùn)行軌道,設(shè)圓形軌道Ⅰ的半徑為r,地球表面重力加速度為g,地球半徑為R,地球的自轉(zhuǎn)周期為T(mén),橢圓軌道Ⅱ?yàn)檩d人飛船運(yùn)行軌道,兩軌道相切于A點(diǎn),橢圓軌道Ⅱ的半長(zhǎng)軸為a,下列說(shuō)法正確的是()A.載人飛船若要進(jìn)入軌道Ⅰ,需要在A點(diǎn)減速 B.根據(jù)題中信息,可求出地球的質(zhì)量M=4C.載人飛船在軌道Ⅰ上機(jī)械能小于在軌道Ⅱ上的機(jī)械能 D.空間站在圓軌道Ⅰ上運(yùn)行的周期與載人飛船在橢圓軌道Ⅱ上運(yùn)行的周期之比為r3:16.(2022?浙江模擬)2013年6月11日17時(shí)38分“神舟十號(hào)”飛船從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,搭載三位航天員飛向太空,在軌飛行了15天,并在飛船上我國(guó)首次開(kāi)展了航天員太空授課活動(dòng).“神十”鞏固和優(yōu)化了“神九”實(shí)現(xiàn)的載人交會(huì)對(duì)接技術(shù).如圖所示,假設(shè)“神舟十號(hào)”飛船發(fā)射后首先進(jìn)入橢圓軌道,其遠(yuǎn)地點(diǎn)P距地心的距離為a,近地點(diǎn)Q距地心的距離為b,經(jīng)過(guò)變軌后轉(zhuǎn)移到半徑為a的圓軌道上,已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,忽略地球自轉(zhuǎn)的影響,則()A.飛船在圓形軌道上運(yùn)行時(shí),周期為2πagB.飛船在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí),經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度大于經(jīng)過(guò)近地點(diǎn)的速度 C.飛船在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí),經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度小于在圓形軌道上運(yùn)行的速度 D.飛船在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí),經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度大于經(jīng)過(guò)近地點(diǎn)的加速度17.(2021?甌海區(qū)校級(jí)模擬)2020年7月23日,在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng),長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭成功將“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器送入預(yù)定軌道,預(yù)計(jì)本次探測(cè)活動(dòng),我國(guó)將實(shí)現(xiàn)“環(huán)繞、著陸、巡視”三大目標(biāo)。如圖是探測(cè)器飛向火星過(guò)程的簡(jiǎn)略圖,探測(cè)器分別在P、Q兩點(diǎn)實(shí)現(xiàn)變軌,在轉(zhuǎn)移軌道,探測(cè)器繞火星做橢圓運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.“天問(wèn)一號(hào)”在繞地軌道的環(huán)繞速度小于7.9km/s B.“天問(wèn)一號(hào)”在轉(zhuǎn)移軌道P點(diǎn)運(yùn)行速度小于繞地軌道P點(diǎn)運(yùn)行速度 C.“天問(wèn)一號(hào)”在沿繞火軌道運(yùn)行時(shí)的速度大于火星的第一宇宙速度 D.“天問(wèn)一號(hào)”在繞地軌道上P點(diǎn)的加速度大于在轉(zhuǎn)移軌道上P點(diǎn)的加速度18.(2021?寧波二模)如圖所示,“天問(wèn)一號(hào)”是中國(guó)自主設(shè)計(jì)的火星探測(cè)器,已于2021年2月抵達(dá)火星軌道。5月?lián)駲C(jī)實(shí)施降軌,軟著陸火星表面。已知火星直徑約為地球直徑的53%,火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的11%,下列說(shuō)法正確的是()A.火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度 B.探測(cè)器在火星表面附近的環(huán)繞周期約為24小時(shí) C.火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 D.探測(cè)器實(shí)施降軌需經(jīng)過(guò)多次加速,才能降落火星表面19.(2021?浙江模擬)宇宙中某一小行星繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng),恒星又在不斷地向四周輻射能量,因而質(zhì)量緩慢減小。已知恒星初期的質(zhì)量為M1,行星的軌道半徑為r1、運(yùn)行速率為v1,恒星質(zhì)量演變?yōu)镸2時(shí)行星的軌道半徑為r2、運(yùn)行速率為v2。下列判斷正確的是()A.r1>r2 B.r1<r2 C.v1<v2 D.v1=v220.(2021?義烏市模擬)2021年4月29日11時(shí)23分,“長(zhǎng)征五號(hào)B”遙二火箭在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空,將載人航天工程空間站“天和核心艙”精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道?!疤旌秃诵呐摗钡倪\(yùn)行軌道為橢圓軌道,其近地點(diǎn)M和遠(yuǎn)地點(diǎn)N離開(kāi)地面的高度分別為439km和2384km,則“天和核心艙”運(yùn)行過(guò)程中()A.在M點(diǎn)的加速度小于N點(diǎn)的加速度 B.在M點(diǎn)的速度小于N點(diǎn)的速度 C.從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中動(dòng)能逐漸減小 D.從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能逐漸增大21.(2021?柯橋區(qū)模擬)“嫦娥奔月”非神話,“破壁飛天”化玉娥?!叭f(wàn)戶(hù)”精魂佑火箭,屈原“天問(wèn)”下長(zhǎng)河。2020年7月23日12時(shí)41分,文昌航天發(fā)射場(chǎng)上,長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭成功將“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器順利送入環(huán)火星軌道。“天問(wèn)一號(hào)”的發(fā)射開(kāi)辟了我國(guó)航天史上的新紀(jì)元,若已知火星與地球的質(zhì)量之比約為1:10,半徑之比約為1:2,假設(shè)“天問(wèn)一號(hào)”在靠近火星表面繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則關(guān)于“天問(wèn)一號(hào)”下列說(shuō)法正確的是()A.“天問(wèn)一號(hào)”的發(fā)射速度大于16.7km/s B.“天問(wèn)一號(hào)”在“近火軌道”繞火星運(yùn)動(dòng)的速度約為地球第一宇宙速度的5倍 C.“天問(wèn)一號(hào)”在火星表面受到的重力約為地球表面受到重力的25D.“天問(wèn)一號(hào)”繞火星運(yùn)動(dòng)的周期為繞地球運(yùn)動(dòng)最小周期的2522.(2021?臺(tái)州二模)2020年7月23日,中國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”成功升空,要一次性完成“繞、落、巡”三大任務(wù)。進(jìn)入任務(wù)使命軌道,開(kāi)展對(duì)火星全球環(huán)繞探測(cè),同時(shí)為著陸巡視器開(kāi)展中繼通訊,接著,著陸巡視器進(jìn)入火星大氣后,通過(guò)氣動(dòng)外形減速、降落傘減速、反推發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力減速、多級(jí)減速、著陸反沖后,軟著陸在火星表面。若“天問(wèn)一號(hào)”被火星捕獲后,某階段進(jìn)入環(huán)繞火星的橢圓軌道Ⅰ上運(yùn)行,在“近火點(diǎn)”A制動(dòng)后,后來(lái)進(jìn)入軌道Ⅱ繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?!疤靻?wèn)一號(hào)”在軌道Ⅰ上的運(yùn)行周期為T(mén)1,經(jīng)過(guò)點(diǎn)A時(shí)的速率為v1,在軌道Ⅱ上運(yùn)行的周期為T(mén)2,軌道半徑為R,運(yùn)行速率為v2。已知火星質(zhì)量為M,萬(wàn)有引力常量為G,則()A.T1<T2,v1=v2=GMR B.T1<T2,v1>v2C.T1>T2,v1>v2=GMR D.T1>T2,v1<v23.(2021?諸暨市模擬)哈雷彗星是目前人類(lèi)已知的唯一短周期性彗星。哈雷彗星上一次回歸時(shí)間是1986年,預(yù)測(cè)哈雷彗星下次飛近地球?qū)⒃?061年左右。如圖所示,地球的公轉(zhuǎn)軌道可近似看作圓,但哈雷彗星的運(yùn)動(dòng)軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓,彗星在近日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離只有地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的0.6倍。下列說(shuō)法正確的是()A.彗星在回歸過(guò)程中的機(jī)械能在不斷增大 B.彗星在遠(yuǎn)日點(diǎn)加速度等于在近日點(diǎn)加速度 C.地球公轉(zhuǎn)線速度為彗星在近日點(diǎn)線速度的0.6倍 D.彗星橢圓軌道的半長(zhǎng)軸為地球公轉(zhuǎn)半徑的534524.(2021?浙江模擬)中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDouNavigationSatelliteSystem,BDS)是繼美國(guó)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(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng).北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中有幾顆衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星,GPS導(dǎo)航系統(tǒng)是由周期約為12h的衛(wèi)星群組成.則北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星與GPS導(dǎo)航衛(wèi)星相比()A.GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的線速度大 B.GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的向心加速度小 C.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星的角速度大 D.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星的軌道半徑小25.(2021?浙江模擬)如圖所示是衛(wèi)星繞不同行星在不同軌道上運(yùn)動(dòng)的lgT﹣lgr圖像,其中T為衛(wèi)星的周期,r為衛(wèi)星的軌道半徑。衛(wèi)星M繞行星P運(yùn)動(dòng)的圖線是a,衛(wèi)星N繞行星Q運(yùn)動(dòng)的圖線是b,若衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)可以看成勻速圓周運(yùn)動(dòng),則()A.直線a的斜率與行星P質(zhì)量有關(guān) B.行星P的質(zhì)量大于行星Q的質(zhì)量 C.衛(wèi)星M在1處的向心加速度小于在2處的向心加速度 D.衛(wèi)星M在2處的向心加速度小于衛(wèi)星N在3處的向心加速度26.(2021?浙江模擬)發(fā)射火星探測(cè)衛(wèi)星時(shí),衛(wèi)星首先進(jìn)入近地軌道,然后變軌使衛(wèi)星進(jìn)入橢圓轉(zhuǎn)移軌道,到火星表面附近再變軌圍繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若轉(zhuǎn)移軌道和地球繞日軌道的切點(diǎn)正好為轉(zhuǎn)移軌道的近日點(diǎn),和火星繞日軌道的切點(diǎn)為轉(zhuǎn)移軌道的遠(yuǎn)日點(diǎn),衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)時(shí),忽略地球和火星引力對(duì)衛(wèi)星飛行的影響。則()A.從近地軌道上某處直接進(jìn)入橢圓形軌道,必須使衛(wèi)星速度增加,但不能超過(guò)11.2km/s B.如果測(cè)得衛(wèi)星在圍繞火星的軌道的運(yùn)行周期,就能估算出火星的密度 C.衛(wèi)星在近日點(diǎn)的速度比遠(yuǎn)日點(diǎn)小 D.若日地距離為R,近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)距離為L(zhǎng),則衛(wèi)星經(jīng)轉(zhuǎn)移軌道到火星軌道的時(shí)間1427.(2021?鎮(zhèn)海區(qū)校級(jí)模擬)2021年2月10日19時(shí)52分,“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器在距火星400km的位置瞬間變速,成功被火星捕獲,完成了環(huán)繞火星飛行的任務(wù)。“火星捕獲”是火星探測(cè)任務(wù)中風(fēng)險(xiǎn)最高的環(huán)節(jié)之一,如變速后速度過(guò)快,探測(cè)器會(huì)脫離火星的吸引;速度過(guò)慢,則會(huì)一頭扎到火星上。已知火星的第一宇宙速度和第二宇宙速度分別為v1和v2,火星的半徑為3400km,設(shè)“天問(wèn)一號(hào)”瞬間變速后速度為v,下列說(shuō)法正確的是()A.v可以小于v1 B.v可以大于v2 C.v一定大于v1 D.v一定在v1和v2之間28.(2021?金華模擬)2020年6月23日,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第55顆導(dǎo)航衛(wèi)星,至此北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由不同軌道衛(wèi)星構(gòu)成,其中北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第41顆衛(wèi)星為地球同步軌道衛(wèi)星,它的軌道半徑約為4.2×107m。第44顆衛(wèi)星為傾斜地球同步軌道衛(wèi)星,運(yùn)行周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期24h。兩種同步衛(wèi)星的繞行軌道都為圓軌道。傾斜地球同步軌道平面與地球赤道平面成一定夾角,如圖所示。已知引力常量G=6.67×10﹣11N?m2/kg2,下列說(shuō)法中正確的是()A.兩種同步衛(wèi)星都可能經(jīng)過(guò)北京上空 B.根據(jù)題目數(shù)據(jù)可估算出地球的質(zhì)量 C.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星經(jīng)過(guò)赤道正上方同一位置,一天內(nèi)只可能有1次 D.任意12小時(shí)內(nèi),萬(wàn)有引力對(duì)第41顆衛(wèi)星沖量的大小與對(duì)第44顆衛(wèi)星沖量的大小相等專(zhuān)題5萬(wàn)有引力定律一.選擇題(共28小題)1.(2022?浙江)神舟十三號(hào)飛船采用“快速返回技術(shù)”,在近地軌道上,返回艙脫離天和核心艙,在圓軌道環(huán)繞并擇機(jī)返回地面。則()A.天和核心艙所處的圓軌道距地面高度越高,環(huán)繞速度越大 B.返回艙中的宇航員處于失重狀態(tài),不受地球的引力 C.質(zhì)量不同的返回艙與天和核心艙可以在同一軌道運(yùn)行 D.返回艙穿越大氣層返回地面過(guò)程中,機(jī)械能守恒【解答】解:A、根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得GMmr解得:v=可知天和核心艙所處的圓軌道距地面高度越高,環(huán)繞速度越小,故A錯(cuò)誤;B、返回艙中的宇航員處于失重狀態(tài),地球引力提供做圓周運(yùn)動(dòng)向心力,故B錯(cuò)誤;C、在同一軌道上運(yùn)行時(shí),線速度相同,質(zhì)量不同的返回艙與天和核心艙可以在同一軌道運(yùn)行,故C正確;D、返回艙穿越大氣層返回地面過(guò)程中,空氣阻力對(duì)返回艙做負(fù)功,機(jī)械能減小,故D錯(cuò)誤;故選:C。2.(2022?浙江)“天問(wèn)一號(hào)”從地球發(fā)射后,在如圖甲所示的P點(diǎn)沿地火轉(zhuǎn)移軌道到Q點(diǎn),再依次進(jìn)入如圖乙所示的調(diào)相軌道和停泊軌道,則天問(wèn)一號(hào)()A.發(fā)射速度介于7.9km/s與11.2km/s之間 B.從P點(diǎn)轉(zhuǎn)移到Q點(diǎn)的時(shí)間小于6個(gè)月 C.在環(huán)繞火星的停泊軌道運(yùn)行的周期比在調(diào)相軌道上小 D.在地火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度均大于地球繞太陽(yáng)的速度【解答】解:A、天問(wèn)一號(hào)需要脫離地球引力的束縛,第二宇宙速度11.2km/s為脫離地球的引力,在地球發(fā)射天問(wèn)一號(hào)的速度要大于第二宇宙速度,故A錯(cuò)誤。B、地球公轉(zhuǎn)周期為12個(gè)月,根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知,a3C、同理,環(huán)繞火星的停泊軌道半徑小于調(diào)相軌道半徑,則在環(huán)繞火星的停泊軌道運(yùn)行的周期比在調(diào)相軌道上小,故C正確;D、天問(wèn)一號(hào)在Q點(diǎn)點(diǎn)火加速進(jìn)入火星軌道,則在地火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)時(shí),Q點(diǎn)的速度小于火星軌道的速度,根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可知,GMmr2=m故選:C。3.(2021?浙江)空間站在地球外層的稀薄大氣中繞行,因氣體阻力的影響,軌道高度會(huì)發(fā)生變化??臻g站安裝有發(fā)動(dòng)機(jī),可對(duì)軌道進(jìn)行修正。圖中給出了國(guó)際空間站在2020.02﹣2020.08期間離地高度隨時(shí)間變化的曲線,則空間站()A.繞地運(yùn)行速度約為2.0km/s B.繞地運(yùn)行速度約為8.0km/s C.在4月份繞行的任意兩小時(shí)內(nèi)機(jī)械能可視為守恒 D.在5月份繞行的任意兩小時(shí)內(nèi)機(jī)械能可視為守恒【解答】解:AB、衛(wèi)星貼近地面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小設(shè)為v1,此速度為第一宇宙速度,即v1=7.9km/s;根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得:GMmR2=mv設(shè)該空間站繞地運(yùn)行速度大小為v2,根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得:GMm(R+?)2=m根據(jù)圖象可知,空間站距離地面的最小高度約為h=418km<R=6400km,則v2>v所以空間站繞地運(yùn)行速度5.58km/s<v2<7.9km/s,故AB錯(cuò)誤;CD、由圖可知,在4月份期間空間站高度進(jìn)行了軌道修正,即存在發(fā)動(dòng)機(jī)做功,則任意兩小時(shí)內(nèi)其機(jī)械能不可視為守恒;在5月份期間無(wú)外力做功,地球外層的稀薄空氣任意兩小時(shí)內(nèi)對(duì)空間站做功很少,可以忽略不計(jì),機(jī)械能可視為守恒,故D正確,C錯(cuò)誤。故選:D。4.(2021?浙江)嫦娥五號(hào)探測(cè)器是我國(guó)首個(gè)實(shí)施月面采樣返回的航天器,由軌道器、返回器、著陸器和上升器等多個(gè)部分組成。為等待月面采集的樣品,軌道器與返回器的組合體環(huán)月做圓周運(yùn)動(dòng)。已知引力常量G=6.67×10﹣11N?m2/kg2地球質(zhì)量m1=6.0×1024kg,月球質(zhì)量m2=7.3×1022kg,月地距離r1=3.8×105km,月球半徑r2=1.7×103km。當(dāng)軌道器與返回器的組合體在月球表面上方約200km處做環(huán)月勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其環(huán)繞速度約為()A.16m/s B.1.1×102m/s C.1.6×103m/s D.1.4×104m/s【解答】解:組合體在離月球表面距離為r=r2+h;設(shè)組合體質(zhì)量為m,月球?qū)M合體的萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力,根據(jù)Gm2m可得v=Gm2故選:C。5.(2022?浙江模擬)“嫦娥四號(hào)”是我國(guó)探月工程計(jì)劃中嫦娥系列的第四顆人造探月衛(wèi)星(稱(chēng)為“四號(hào)星”),主要任務(wù)是更加全面、深層次地科學(xué)探測(cè)月球地貌、資源等方面的信息。如圖所示,若“四號(hào)星”在半徑為r的圓周軌道上繞月運(yùn)行,t時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)為s,已知引力常量為G,月球表面的重力加速度為g月,下列說(shuō)法正確的是()A.可算出月球質(zhì)量為s2B.月球的第一宇宙速度為g月C.“四號(hào)星”的角速度為g月D.“四號(hào)星”的周期2πy【解答】A.t時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)為s,則線速度v=根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力GMm解得,月球質(zhì)量M=vB.根據(jù)m月球的第一宇宙速度為g月C.“四號(hào)星”的角速度為ω=根據(jù)黃金代換式GM=解得:ω=gD.“四號(hào)星”的周期T=2π故答案為:A。6.(2022?紹興二模)如圖所示,巨蟹座55e是一顆環(huán)繞巨蟹座55A的太陽(yáng)系行星,它的公轉(zhuǎn)周期很短只有18個(gè)小時(shí),其半徑約為地球的2倍,質(zhì)量約為地球的8倍,被稱(chēng)為超級(jí)地球。假設(shè)巨蟹座55A的質(zhì)量和太陽(yáng)質(zhì)量相等,則()A.巨蟹座55e的公轉(zhuǎn)半徑大于地球的公轉(zhuǎn)半徑 B.巨蟹座55e的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度 C.同一物體在巨蟹座55e表面的重力約為地球表面的2倍 D.巨蟹座55e表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度【解答】解:A、根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得GMmr2=mrB、由GMmR2=CD、由mg=GMmR2故選:C。7.(2022?浙江模擬)如圖所示,某北斗衛(wèi)星在關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng)后沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng),P、Q分別是軌道上的近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()A.衛(wèi)星在P點(diǎn)的機(jī)械能小于在Q點(diǎn)的機(jī)械能 B.衛(wèi)星經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度小于第一宇宙速度 C.衛(wèi)星在P點(diǎn)處于超重狀態(tài),在Q點(diǎn)處于失重狀態(tài) D.衛(wèi)星由Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)過(guò)程中萬(wàn)有引力做功的功率越來(lái)越大【解答】解:A、衛(wèi)星在無(wú)動(dòng)力飛行過(guò)程中,機(jī)械能守恒,故在P點(diǎn)的機(jī)械能等于在Q點(diǎn)的機(jī)械能,故A錯(cuò)誤;B、衛(wèi)星即使在Q點(diǎn)所在的圓軌道上運(yùn)行的速度都是小于第一宇宙速度的,更何況題中衛(wèi)星經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的速度又小于衛(wèi)星在Q點(diǎn)所在的圓軌道上運(yùn)行的速度,故衛(wèi)星經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度小于第一宇宙速度,故B正確;C、衛(wèi)星在無(wú)動(dòng)力飛行過(guò)程中,萬(wàn)有引力完全提供加速度,處處為完全失重狀態(tài),故C錯(cuò)誤;D、衛(wèi)星由Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)過(guò)程中萬(wàn)有引力做功的功率P=Fvcosθ,則萬(wàn)有引力做功的功率先由零開(kāi)始增大后減小到零,故D錯(cuò)誤。故選:B。8.(2022?浙江三模)衛(wèi)星回收技術(shù)是航天技術(shù)中的重要組成部分,衛(wèi)星A沿半徑為19200km的圓軌道繞地球運(yùn)行,由于服役時(shí)間較長(zhǎng)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行回收,啟動(dòng)點(diǎn)火裝置在極短時(shí)間內(nèi)讓衛(wèi)星減速,然后沿著與地球表面相切的橢圓軌道運(yùn)行,運(yùn)行時(shí)僅受地球引力,已知地球半徑為6400km。則衛(wèi)星A制動(dòng)后回到地球近地點(diǎn)的最短時(shí)間約為()(已知地球質(zhì)量為6×1024kg,萬(wàn)有引力常量G為6.67×10﹣11N?m2/kg2)A.2.58×103s B.7.16×103s C.9.27×103s D.1.32×104s【解答】解:橢圓的軌道半長(zhǎng)軸為a=R+R02,衛(wèi)星在圓軌道運(yùn)行時(shí)根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有:GMm衛(wèi)星A制動(dòng)后回到地球近地點(diǎn)的最短時(shí)間t=代入數(shù)據(jù)解得:t=7.16×103s故B正確,ACD錯(cuò)誤;故選:B。9.(2022?柯橋區(qū)模擬)2022年4月16日0時(shí)44分,神舟十三號(hào)與空間站天和核心艙分離,正式踏上回家之路,分離過(guò)程簡(jiǎn)化如圖所示,脫離前天和核心艙處于半徑為r1的圓軌道Ⅰ,運(yùn)行周期為T(mén)1,從P點(diǎn)脫離后神舟十三號(hào)飛船沿軌道Ⅱ返回近地半徑為r2的圓軌道Ⅲ上,Q點(diǎn)為軌道Ⅱ與軌道Ⅲ的切點(diǎn),軌道Ⅲ上運(yùn)行周期為T(mén)2,然后再多次調(diào)整軌道,繞行5圈多點(diǎn)順利著落在東風(fēng)著落場(chǎng),根據(jù)信息可知()A.T1:T2=r1:r2 B.可以計(jì)算地球的密度為ρ=3πC.在軌道Ⅱ上Q點(diǎn)的速率要大于在軌道Ⅱ上P點(diǎn)的速率 D.飛船在P到Q過(guò)程中與地心連線掃過(guò)的面積與天和核心艙與地心連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等【解答】解:A.根據(jù)開(kāi)普勒第三定律:r13r23=B.根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力:GMmr22=m4π2C.飛船沿軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滿(mǎn)足機(jī)械能守恒定律,Q點(diǎn)的引力勢(shì)能小于P點(diǎn)的引力勢(shì)能,故Q點(diǎn)的動(dòng)能大于P點(diǎn)的動(dòng)能,即Q點(diǎn)的速度大于P點(diǎn)的速度,故C正確;D.根據(jù)開(kāi)普勒第二定律,同一環(huán)繞天體與地心連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等,飛船與核心艙在不同軌道運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。故選:C。10.(2022?柯橋區(qū)模擬)2022.3.23,中國(guó)航天員王亞平老師給地球上的小朋友們又上了一堂精彩的空中課堂,期間王亞平老師做了好幾個(gè)實(shí)驗(yàn),其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)是把一個(gè)冰墩墩水平拋出(如圖甲),在空間站視角看來(lái)是做近似勻速直線運(yùn)動(dòng),還有一個(gè)實(shí)驗(yàn)展示無(wú)接觸實(shí)驗(yàn)艙,把一顆金屬球懸浮在艙內(nèi)進(jìn)行加熱(如圖乙),這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在地球上人看來(lái)()A.拋出后的冰墩墩不受力的作用 B.拋出后的冰墩墩做平拋運(yùn)動(dòng) C.乙圖中懸浮金屬球受力平衡 D.乙圖中懸浮金屬球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)【解答】解:A.拋出后的冰墩墩受到地球?qū)λ囊ψ饔?,故A錯(cuò)誤B.以地面為參考系,拋出后的冰墩墩隨空間站一起做曲線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤C.懸浮金屬球處于完全失重狀態(tài),受到的合力并不為零,故C錯(cuò)誤D.乙圖中懸浮金屬球隨空間站一起繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故D正確。故選:D。11.(2022?浙江模擬)如圖所示,實(shí)線是地球赤道上空的同步衛(wèi)星軌道,同步衛(wèi)星壽命終結(jié)時(shí),它會(huì)被二次變速通過(guò)橢圓轉(zhuǎn)移軌道推到虛線所示同步軌道上空約300公里處的“墳場(chǎng)軌道”。已知地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén),引力常數(shù)為G,地球質(zhì)量為M,根據(jù)上面提供信息,下列得到的結(jié)論中正確的是()A.地球的密度為3πB.地球同步衛(wèi)星離開(kāi)地面高度為3GMC.衛(wèi)星從同步軌道轉(zhuǎn)移到“墳場(chǎng)軌道”需要給衛(wèi)星二次加速 D.寧波的緯度約為30°,定點(diǎn)在經(jīng)度與寧波經(jīng)度相同的同步衛(wèi)星,晚上從寧波觀察同步衛(wèi)星與水平面的視角約為30°【解答】解:A、對(duì)近地衛(wèi)星分析,根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力和密度公式可得GMmRρ=M又V=43解得:ρ=地球的密度計(jì)算式中周期應(yīng)是圍繞地球表面作圓周運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星的軌道周期,而不是自轉(zhuǎn)周期,故A錯(cuò)誤;B、根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得GMmr解得:r=r為同步衛(wèi)星軌道半徑,離開(kāi)地面高度還要減去地球半徑,故B錯(cuò)誤;C、衛(wèi)星從同步軌道轉(zhuǎn)移到“墳場(chǎng)軌道”需要給衛(wèi)星二次加速,故C正確;D、同步衛(wèi)星離地高度高,從幾何關(guān)系知,晚上從寧波觀察同步衛(wèi)星與水平面的視角肯定大于30°,故D錯(cuò)誤;故選:C。12.(2022?溫州三模)有一種新型人造衛(wèi)星,叫繩系衛(wèi)星。它是通過(guò)一根金屬長(zhǎng)繩將衛(wèi)星固定在其它航天器上,并以此完成一些常規(guī)單體航天器無(wú)法完成的任務(wù)?,F(xiàn)有一航天器A,通過(guò)一根金屬長(zhǎng)繩在其正下方系一顆繩系衛(wèi)星B,一起在赤道平面內(nèi)繞地球做自西向東的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。航天器A、繩系衛(wèi)星B以及地心始終在同一條直線上。不考慮稀薄的空氣阻力,不考慮繩系衛(wèi)星與航天器之間的萬(wàn)有引力,金屬長(zhǎng)繩的質(zhì)量不計(jì),下列說(shuō)法正確的是()A.正常運(yùn)行時(shí),金屬長(zhǎng)繩中拉力為零 B.繩系衛(wèi)星B的線速度大于航天器A的線速度 C.由于存在地磁場(chǎng),金屬長(zhǎng)繩上繩系衛(wèi)星B端的電勢(shì)高于航天器A端的電勢(shì) D.若在繩系衛(wèi)星B的軌道上存在另一顆獨(dú)立衛(wèi)星C,其角速度大于繩系衛(wèi)星B的角速度【解答】解:AD.根據(jù)GMmr2=m則若沒(méi)有長(zhǎng)繩,則A的線速度小于B的線速度,則AB兩點(diǎn)連線不可能總經(jīng)過(guò)地心;若AB用金屬長(zhǎng)繩連接,則因AB連線和地心總共線,可知AB之間的長(zhǎng)繩拉力肯定不為零,且繩的拉力對(duì)A做正功,對(duì)B做負(fù)功,這樣使得衛(wèi)星B的角速度小于同軌道上獨(dú)立衛(wèi)星的角速度,故A錯(cuò)誤,D正確;B.由題意可知,AB以相同的角速度繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),根據(jù)v=ωr可知,繩系衛(wèi)星B的線速度小于航天器A的線速度,故B錯(cuò)誤;C.在赤道處的地磁場(chǎng)由南向北,金屬長(zhǎng)繩由西向東切割磁感線,根據(jù)右手定則可知,金屬長(zhǎng)繩上繩系衛(wèi)星B端的電勢(shì)低于航天器A端的電勢(shì),故C錯(cuò)誤;故選:D。13.(2022?浙江模擬)地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓,哈雷彗星的公轉(zhuǎn)軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓,如圖所示.天文學(xué)家哈雷成功預(yù)言了哈雷彗星的回歸,哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是1986年,預(yù)測(cè)下次飛近地球?qū)⒃?061年左右.若哈雷彗星在近日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離為r1,遠(yuǎn)日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離為r2.下列說(shuō)法正確的是()A.哈雷彗星軌道的半長(zhǎng)軸是地球公轉(zhuǎn)半徑的753B.哈雷彗星在近日點(diǎn)的速度一定大于地球的公轉(zhuǎn)速度 C.哈雷彗星在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度之比為r2D.相同時(shí)間內(nèi),哈雷彗星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積和地球與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積相等【解答】解:A、地球公轉(zhuǎn)周期T=1年,根據(jù)題意可知哈雷彗星的周期為T(mén)′=75年,根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有,a3T'2B、哈雷彗星的軌道在近日點(diǎn)的曲率半徑比地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑小,根據(jù)萬(wàn)有引力定律提供向心力GMmR2=CD、根據(jù)開(kāi)普勒第二定律,相同時(shí)間內(nèi),哈雷彗星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積相等,但并不與地球與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積相等設(shè)哈雷彗星在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度分別是v1、v2,取時(shí)間微元Δt,結(jié)合扇形面積公式S=12?AB?r故選:B。14.(2022?寧波模擬)2021年10月14日,我國(guó)成功發(fā)射了“羲和號(hào)“衛(wèi)星,全稱(chēng)太陽(yáng)Hα光譜探測(cè)與雙超平臺(tái)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星,是中國(guó)首顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星,運(yùn)行于距地面高度為517km的太陽(yáng)同步軌道,主要科學(xué)載荷為太陽(yáng)空間望遠(yuǎn)鏡。已知Hα是氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光譜線,氫原子基態(tài)能量為﹣13.6eV,地球半徑是6400km。下列說(shuō)法正確的是()A.輻射Hα后,氫原子核外電子的動(dòng)能變大,電勢(shì)能變小 B.“羲和號(hào)”的運(yùn)行速率在7.9km/s到11.2km/s之間 C.“羲和號(hào)”的運(yùn)行周期比地球同步衛(wèi)星的周期大 D.要能全天候觀測(cè)到太陽(yáng),“羲和號(hào)”繞行軌道應(yīng)在赤道平面內(nèi)【解答】解:A.輻射Hα后,氫原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí),氫原子核外子軌道半徑變小,動(dòng)能變大,電勢(shì)能變小,故A正確;B.由萬(wàn)有引力提供向心力可知GMmr解得:v=因?yàn)椤棒撕吞?hào)”的運(yùn)行的軌道半徑大于近地衛(wèi)星的軌道半徑,故其運(yùn)行速率小于環(huán)繞速度7.9km/s,故B錯(cuò)誤;C.由萬(wàn)有引力提供向心力可知GMmr解得:T=2π因?yàn)椤棒撕吞?hào)”軌道半徑比同步衛(wèi)星小,故“羲和號(hào)”運(yùn)行周期比同步衛(wèi)星短,故C錯(cuò)誤;D.“羲和號(hào)”統(tǒng)行軌道經(jīng)過(guò)地球的南北極,能夠24小時(shí)連續(xù)對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行觀測(cè),故D錯(cuò)誤。故選:A。15.(2022?浙江模擬)北京時(shí)間2021年10月16日0時(shí)23分,神舟十三號(hào)載人飛船順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入空間站。飛船的某段運(yùn)動(dòng)可近似為如圖所示的情境,圓形軌道Ⅰ為空間站運(yùn)行軌道,設(shè)圓形軌道Ⅰ的半徑為r,地球表面重力加速度為g,地球半徑為R,地球的自轉(zhuǎn)周期為T(mén),橢圓軌道Ⅱ?yàn)檩d人飛船運(yùn)行軌道,兩軌道相切于A點(diǎn),橢圓軌道Ⅱ的半長(zhǎng)軸為a,下列說(shuō)法正確的是()A.載人飛船若要進(jìn)入軌道Ⅰ,需要在A點(diǎn)減速 B.根據(jù)題中信息,可求出地球的質(zhì)量M=4C.載人飛船在軌道Ⅰ上機(jī)械能小于在軌道Ⅱ上的機(jī)械能 D.空間站在圓軌道Ⅰ上運(yùn)行的周期與載人飛船在橢圓軌道Ⅱ上運(yùn)行的周期之比為r3:【解答】解:AC、載人飛船從軌道Ⅱ進(jìn)入軌道Ⅰ時(shí)需在A點(diǎn)火加速,機(jī)械能變大,所以載人飛船在軌道Ⅰ上機(jī)械能大于在軌道Ⅱ上的機(jī)械能,故AC錯(cuò)誤;B、國(guó)際空間站做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)國(guó)際空間站運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)1,由萬(wàn)有引力提供向心力有:GMmr2解得地球質(zhì)量:M=國(guó)際空間站運(yùn)動(dòng)的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期T不相等,故B錯(cuò)誤;D、設(shè)載人飛船運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)2,根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有a則國(guó)際空間站運(yùn)動(dòng)的周期與載人飛船在橢圓軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期之比為r3:a故選:D。16.(2022?浙江模擬)2013年6月11日17時(shí)38分“神舟十號(hào)”飛船從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,搭載三位航天員飛向太空,在軌飛行了15天,并在飛船上我國(guó)首次開(kāi)展了航天員太空授課活動(dòng).“神十”鞏固和優(yōu)化了“神九”實(shí)現(xiàn)的載人交會(huì)對(duì)接技術(shù).如圖所示,假設(shè)“神舟十號(hào)”飛船發(fā)射后首先進(jìn)入橢圓軌道,其遠(yuǎn)地點(diǎn)P距地心的距離為a,近地點(diǎn)Q距地心的距離為b,經(jīng)過(guò)變軌后轉(zhuǎn)移到半徑為a的圓軌道上,已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,忽略地球自轉(zhuǎn)的影響,則()A.飛船在圓形軌道上運(yùn)行時(shí),周期為2πagB.飛船在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí),經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度大于經(jīng)過(guò)近地點(diǎn)的速度 C.飛船在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí),經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度小于在圓形軌道上運(yùn)行的速度 D.飛船在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí),經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度大于經(jīng)過(guò)近地點(diǎn)的加速度【解答】解:A:由向心力公式:GMma2=m4π2TB:飛船在橢圓軌道上由遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行到近地點(diǎn)時(shí),萬(wàn)有引力做正功,動(dòng)能增大,所以近地點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度。故B錯(cuò)誤。C:飛船在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí),經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)要變軌到圓軌道上需要加速,故在圓軌道上的速度要大于在橢圓軌道上遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度。故C正確。D:飛船在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí),經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn)的向心力小于經(jīng)過(guò)近地點(diǎn)的向心力,故經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度小于經(jīng)過(guò)近地點(diǎn)的加速度,故D錯(cuò)誤。故選:C。17.(2021?甌海區(qū)校級(jí)模擬)2020年7月23日,在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng),長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭成功將“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器送入預(yù)定軌道,預(yù)計(jì)本次探測(cè)活動(dòng),我國(guó)將實(shí)現(xiàn)“環(huán)繞、著陸、巡視”三大目標(biāo)。如圖是探測(cè)器飛向火星過(guò)程的簡(jiǎn)略圖,探測(cè)器分別在P、Q兩點(diǎn)實(shí)現(xiàn)變軌,在轉(zhuǎn)移軌道,探測(cè)器繞火星做橢圓運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.“天問(wèn)一號(hào)”在繞地軌道的環(huán)繞速度小于7.9km/s B.“天問(wèn)一號(hào)”在轉(zhuǎn)移軌道P點(diǎn)運(yùn)行速度小于繞地軌道P點(diǎn)運(yùn)行速度 C.“天問(wèn)一號(hào)”在沿繞火軌道運(yùn)行時(shí)的速度大于火星的第一宇宙速度 D.“天問(wèn)一號(hào)”在繞地軌道上P點(diǎn)的加速度大于在轉(zhuǎn)移軌道上P點(diǎn)的加速度【解答】解:A、“天問(wèn)一號(hào)”繞地軌道的半徑大于地球半徑,根據(jù)GMmr2=可得v=GMB、“天問(wèn)一號(hào)”在轉(zhuǎn)移軌道P點(diǎn)要做離心運(yùn)動(dòng),則需要加速,則在轉(zhuǎn)移軌道P點(diǎn)的運(yùn)行速度大于繞地軌道P點(diǎn)運(yùn)行速度,故B錯(cuò)誤;C、“天問(wèn)一號(hào)”繞火軌道的半徑大于火星半徑,由v=GMD.根據(jù)GMmr2=故選:A。18.(2021?寧波二模)如圖所示,“天問(wèn)一號(hào)”是中國(guó)自主設(shè)計(jì)的火星探測(cè)器,已于2021年2月抵達(dá)火星軌道。5月?lián)駲C(jī)實(shí)施降軌,軟著陸火星表面。已知火星直徑約為地球直徑的53%,火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的11%,下列說(shuō)法正確的是()A.火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度 B.探測(cè)器在火星表面附近的環(huán)繞周期約為24小時(shí) C.火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 D.探測(cè)器實(shí)施降軌需經(jīng)過(guò)多次加速,才能降落火星表面【解答】解:A、探測(cè)器在星球表面,繞星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),環(huán)繞速度即第一宇宙速度,萬(wàn)有引力提供向心力,GMmr2=mv2rB、同理,GMmr2=m4π2TC、探測(cè)器在星球表面受到重力等于萬(wàn)有引力,mg=GMmr2,解得星球表面重力加速度:g=GMr2,已知火星的直徑約為地球的53%,質(zhì)量約為地球的11%,地球表面重力加速度:g地=9.8m/s2,則火星表面的重力加速度:g火D、探測(cè)器需要經(jīng)過(guò)多次減速,做近心運(yùn)動(dòng),才能降落火星表面,故D錯(cuò)誤。故選:A。19.(2021?浙江模擬)宇宙中某一小行星繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng),恒星又在不斷地向四周輻射能量,因而質(zhì)量緩慢減小。已知恒星初期的質(zhì)量為M1,行星的軌道半徑為r1、運(yùn)行速率為v1,恒星質(zhì)量演變?yōu)镸2時(shí)行星的軌道半徑為r2、運(yùn)行速率為v2。下列判斷正確的是()A.r1>r2 B.r1<r2 C.v1<v2 D.v1=v2【解答】解:AB、行星繞恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可知,GMmr2=mv2CD、當(dāng)行星穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),線速度:v=GMr,軌道半徑變大,運(yùn)行速度變小,即v1>v故選:B。20.(2021?義烏市模擬)2021年4月29日11時(shí)23分,“長(zhǎng)征五號(hào)B”遙二火箭在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空,將載人航天工程空間站“天和核心艙”精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道。“天和核心艙”的運(yùn)行軌道為橢圓軌道,其近地點(diǎn)M和遠(yuǎn)地點(diǎn)N離開(kāi)地面的高度分別為439km和2384km,則“天和核心艙”運(yùn)行過(guò)程中()A.在M點(diǎn)的加速度小于N點(diǎn)的加速度 B.在M點(diǎn)的速度小于N點(diǎn)的速度 C.從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中動(dòng)能逐漸減小 D.從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能逐漸增大【解答】解:A、設(shè)地球的質(zhì)量為M,“天和核心艙”的質(zhì)量為m,“天和核心艙”到地心的距離為r,加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律得GMmr2=B、根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知,“天和核心艙”與地心的連線在相等時(shí)間掃過(guò)的面積相等,則它在M點(diǎn)的速度大于N點(diǎn)的速度,故B錯(cuò)誤;C、從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中,地球引力對(duì)“天和核心艙”做負(fù)功,其動(dòng)能逐漸減小,故C正確;D、從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中,只有地球的引力做功,其機(jī)械能守恒,故D錯(cuò)誤。故選:C。21.(2021?柯橋區(qū)模擬)“嫦娥奔月”非神話,“破壁飛天”化玉娥?!叭f(wàn)戶(hù)”精魂佑火箭,屈原“天問(wèn)”下長(zhǎng)河。2020年7月23日12時(shí)41分,文昌航天發(fā)射場(chǎng)上,長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭成功將“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器順利送入環(huán)火星軌道?!疤靻?wèn)一號(hào)”的發(fā)射開(kāi)辟了我國(guó)航天史上的新紀(jì)元,若已知火星與地球的質(zhì)量之比約為1:10,半徑之比約為1:2,假設(shè)“天問(wèn)一號(hào)”在靠近火星表面繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則關(guān)于“天問(wèn)一號(hào)”下列說(shuō)法正確的是()A.“天問(wèn)一號(hào)”的發(fā)射速度大于16.7km/s B.“天問(wèn)一號(hào)”在“近火軌道”繞火星運(yùn)動(dòng)的速度約為地球第一宇宙速度的5倍 C.“天問(wèn)一號(hào)”在火星表面受到的重力約為地球表面受到重力的25D.“天問(wèn)一號(hào)”繞火星運(yùn)動(dòng)的周期為繞地球運(yùn)動(dòng)最小周期的25【解答】解:A、“天問(wèn)一號(hào)”已經(jīng)脫離地球的吸引,但沒(méi)有掙脫太陽(yáng)的吸引,所以其發(fā)射速度大于11.2km/s小于16.7km/s,故A錯(cuò)誤;B、由萬(wàn)有引力提供向心力有:GMmR2=m則有v'vC、“天問(wèn)一號(hào)”在地球上時(shí),其所受重力等于萬(wàn)有引力G1=則有G2D、根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得GMmR2=mR同理可得“天問(wèn)一號(hào)”繞火星的最小周期T'=2π則有T'T故選:C。22.(2021?臺(tái)州二模)2020年7月23日,中國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”成功升空,要一次性完成“繞、落、巡”三大任務(wù)。進(jìn)入任務(wù)使命軌道,開(kāi)展對(duì)火星全球環(huán)繞探測(cè),同時(shí)為著陸巡視器開(kāi)展中繼通訊,接著,著陸巡視器進(jìn)入火星大氣后,通過(guò)氣動(dòng)外形減速、降落傘減速、反推發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力減速、多級(jí)減速、著陸反沖后,軟著陸在火星表面。若“天問(wèn)一號(hào)”被火星捕獲后,某階段進(jìn)入環(huán)繞火星的橢圓軌道Ⅰ上運(yùn)行,在“近火點(diǎn)”A制動(dòng)后,后來(lái)進(jìn)入軌道Ⅱ繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。“天問(wèn)一號(hào)”在軌道Ⅰ上的運(yùn)行周期為T(mén)1,經(jīng)過(guò)點(diǎn)A時(shí)的速率為v1,在軌道Ⅱ上運(yùn)行的周期為T(mén)2,軌道半徑為R,運(yùn)行速率為v2。已知火星質(zhì)量為M,萬(wàn)有引力常量為G,則()A.T1<T2,v1=v2=GMR B.T1<T2,v1>v2C.T1>T2,v1>v2=GMR D.T1>T2,v1<v【解答】解:“天問(wèn)一號(hào)”在軌道Ⅰ上做橢圓運(yùn)動(dòng),在軌道Ⅱ上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知,r13T12=r23T22,已知軌道Ⅰ的軌道半徑大,則T1>T2,“天問(wèn)一號(hào)”在軌道Ⅱ上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可知,GMmR故選:C。23.(2021?諸暨市模擬)哈雷彗星是目前人類(lèi)已知的唯一短周期性彗星。哈雷彗星上一次回歸時(shí)間是1986年,預(yù)測(cè)哈雷彗星下次飛近地球?qū)⒃?061年左右。如圖所示,地球的公轉(zhuǎn)軌道可近似看作圓,但哈雷彗星的運(yùn)動(dòng)軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓,彗星在近日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離只有地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的0.6倍。下列說(shuō)法正確的是()A.彗星在回歸過(guò)程中的機(jī)械能在不斷增大 B.彗星在遠(yuǎn)日點(diǎn)加速度等于在近日點(diǎn)加速度 C.地球公轉(zhuǎn)線速度為彗星在近日點(diǎn)線速度的0.6倍 D.彗星橢圓軌道的半長(zhǎng)軸為地球公轉(zhuǎn)半徑的5345【解答】解:A、彗星在回歸過(guò)程中,只受萬(wàn)有引力作用,機(jī)械能不變,故A錯(cuò)誤;B、根據(jù)牛頓第二定律可知,GMmr2=maC、根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可知,GMmr2=m假設(shè)彗星以近日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離為半徑做勻速圓周運(yùn)動(dòng),彗星在近日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離只有地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的0.6倍,則地球公轉(zhuǎn)線速度為假設(shè)的彗星圓周運(yùn)動(dòng)線速度的0.6倍,但實(shí)際彗星在近日點(diǎn)的速度大于假設(shè)的彗星圓周運(yùn)動(dòng)線速度,地球公轉(zhuǎn)線速度不等于彗星在近日點(diǎn)線速度的0.6倍,故C錯(cuò)誤;D、彗星的運(yùn)行周期為2061年﹣1986年=75年,根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知,r慧3T故選:D。24.(2021?浙江模擬)中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDouNavigationSatelliteSystem,BDS)是繼美國(guó)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(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng).北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中有幾顆衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星,GPS導(dǎo)航系統(tǒng)是由周期約為12h的衛(wèi)星群組成.則北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星與GPS導(dǎo)航衛(wèi)星相比()A.GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的線速度大 B.GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的向心加速度小 C.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星的角速度大 D.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星的軌道半徑小【解答】解:根據(jù)衛(wèi)星所受萬(wàn)有引力提供向心力有GMmr2變形可得:v=GMr;ω=GMr3由于GPS的周期小于同步衛(wèi)星周期,可知GPS的軌道半徑小,同時(shí)線速度、角速度、向心加速度大,故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選:A。25.(2021?浙江模擬)如圖所示是衛(wèi)星繞不同行星在不同軌道上運(yùn)動(dòng)的lgT﹣lgr圖像,其中T為衛(wèi)星的周期,r為衛(wèi)星的軌道半徑。衛(wèi)星M繞行星P運(yùn)動(dòng)的圖線是a,衛(wèi)星N繞行星Q運(yùn)動(dòng)的圖線是b,若衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)可以看成勻速圓周運(yùn)動(dòng),則(

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