考點五 萬有引力航天-2020年高考物理分類題庫

考點五萬有引力航天1.(2020·全國Ⅰ卷)火星的質量約為地球質量的1/10,半徑約為地球半徑的1/2,則同一物體在火星表面與在地球表面受到的引力的比值約為 ()A.0.2B.0.4C.2.0 D.2.5【解析】選B。物體在地球表面受到的引力,在火星表面受到的引力,則同一物體在火星表面與在地球表面受到的引力的比值,故選項B正確,A、C、D錯誤。2.(2020·全國Ⅱ卷)若一均勻球形星體的密度為ρ,引力常量為G,則在該星體表面附近沿圓軌道繞其運動的衛(wèi)星的周期是 ()A． B． C． D．【解析】選A。對衛(wèi)星,由萬有引力定律得,又知,聯立解得T=,故A正確,B、C、D錯誤。3.(2020·全國Ⅲ卷)“嫦娥四號”探測器于2019年1月在月球背面成功著陸,著陸前曾繞月球飛行,某段時間可認為繞月做勻速圓周運動,圓周半徑為月球半徑的K倍。已知地球半徑R是月球半徑的P倍,地球質量是月球質量的Q倍,地球表面重力加速度大小為g。則“嫦娥四號”繞月球做圓周運動的速率為 ()A. B． C． D．【解析】選D。在地球表面上①,“嫦娥四號”繞月球做圓周運動由萬有引力提供向心力:②,由①②解得得v===,D正確。4.(多選)(2020·江蘇高考)甲、乙兩顆人造衛(wèi)星質量相等,均繞地球做圓周運動,甲的軌道半徑是乙的2倍。下列應用公式進行的推論正確的有 ()A.由可知,甲的速度是乙的倍B.由a=ω2r可知,甲的向心加速度是乙的2倍C.由可知,甲的向心力是乙的D.由可知,甲的周期是乙的倍【解析】選C、D。衛(wèi)星繞地球做圓周運動,萬有引力提供向心力,則向心力為,衛(wèi)星的運行線速度,代入數據可得,故A錯誤;因為在不同軌道上兩衛(wèi)星的角速度、軌道半徑都不一樣,故不能根據a=ω2r分析兩衛(wèi)星加速度的關系,衛(wèi)星的運行加速度,代入數據可得,故B錯誤;根據,兩顆人造衛(wèi)星質量相等,可得,故C正確;兩衛(wèi)星均繞地球做圓周運動,根據開普勒第三定律,可得,故D正確。5.(2020·山東等級考)我國將在今年擇機執(zhí)行“天問1號”火星探測任務。質量為m的著陸器在著陸火星前,會在火星表面附近經歷一個時長為t0、速度由v0減速到零的過程。已知火星的質量約為地球的0.1倍,半徑約為地球的0.5倍,地球表面的重力加速度大小為g,忽略火星大氣阻力。若該減速過程可視為一個豎直向下的勻減速直線運動,此過程中著陸器受到的制動力大小約為 ()A B. C. D.【解析】選B。忽略星球的自轉,萬有引力等于重力,,則,解得g火=0.4g地=0.4g;著陸器做勻減速直線運動,根據運動學公式可知0=v0-at0,解得a=v0t0;勻減速過程,根據牛頓第二定律得f-mg火=ma,解得著陸器受到的制動力大小為f=mg火+ma=m(0.4g+v6.(2020·天津等級考)北斗問天,國之夙愿。我國北斗三號系統(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【解析】選A。根據天體環(huán)繞的“高軌、低速、長周期”可知,地球靜止軌道衛(wèi)星的軌道半徑高于近地衛(wèi)星,所以線速度和角速度均小于近地衛(wèi)星,周期長于近地衛(wèi)星,故A正確,B、C錯誤。由GMmR7.(2020·浙江7月選考)火星探測任務“天問一號”的標識如圖所示。若火星和地球繞太陽的運動均可視為勻速圓周運動,火星公轉軌道半徑與地球公轉軌道半徑之比為3∶2,則火星與地球繞太陽運動的 ()A.軌道周長之比為2∶3B.線速度大小之比為C.角速度大小之比為D.向心加速度大小之比為9∶4【解析】選C。由周長公式可得C地=2πr地,C火=2πr火,則火星公轉軌道與地球公轉軌道周長之比為,A錯誤;由萬有引力提供向心力,可