專(zhuān)題5萬(wàn)有引力定律(原卷版+解析)

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（