專題05-萬(wàn)有引力定律與航天-備戰(zhàn)高考各校及地市好題高三物理試卷分項(xiàng)匯編(解析版)

備戰(zhàn)2023年高考各校及地市好題高三物理試卷分項(xiàng)匯編【第01輯】（江蘇專用）專題05萬(wàn)有引力定律與航天一、單選題1．（2022·江蘇省昆山中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）2022年2月27日上午，長(zhǎng)征八號(hào)遙二運(yùn)載火箭在文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空，成功將22顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，這次發(fā)射，創(chuàng)造了我國(guó)一箭多星發(fā)射的新紀(jì)錄。已知其中一顆衛(wèi)星繞地球運(yùn)行近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，到地面距離為h，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，萬(wàn)有引力常量為G，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．該衛(wèi)星的向心加速度小于gB．該衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度C．由于稀薄大氣的阻力影響，該衛(wèi)星運(yùn)行的軌道半徑會(huì)變小，速度變小D．根據(jù)題干條件可以求出地球的質(zhì)量【答案】C【解析】A．根據(jù)題意，由萬(wàn)有引力等于重力有由萬(wàn)有引力等于向心力有可得可知，該衛(wèi)星的向心加速度小于，故A正確，不符合題意；B．第一宇宙速度是圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大的環(huán)繞速度，也是近地衛(wèi)星圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的環(huán)繞速度，由萬(wàn)有引力等于向心力有可得可知，該衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，故B正確，不符合題意；C．由于稀薄大氣的影響，如不加干預(yù)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，衛(wèi)星的速度減小，引力大于向心力，做近心運(yùn)動(dòng)，半徑變小，引力做正功，其速度變大，該衛(wèi)星的動(dòng)能會(huì)增加，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．根據(jù)題意，由萬(wàn)有引力等于重力有可得可知，由題干條件可以求出地球的質(zhì)量，故D正確，不符合題意。故選C。2．（2022·江蘇省昆山中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）我們銀河系的恒星中大約有四分之一是雙星，某雙星由質(zhì)量不等的星體S1和S2構(gòu)成，兩星在相互之間萬(wàn)有引力的作用下繞兩者連線上某一定點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（如圖所示）。由天文觀察測(cè)得其運(yùn)動(dòng)周期為T，S1到O點(diǎn)的距離為r1，S1和S2的距離為r，已知引力常量為G。由此可求出S1的質(zhì)量為（）A． B．C． D．【答案】A【解析】根據(jù)題意可知，雙星之間的萬(wàn)有引力提供各自做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，對(duì)有解得故BCD錯(cuò)誤A正確。故選A。3．（2022·江蘇鎮(zhèn)江·高三開(kāi)學(xué)考試）北京冬奧會(huì)開(kāi)幕式24節(jié)氣倒計(jì)時(shí)驚艷全球，如圖是地球沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行所處不同位置對(duì)應(yīng)的節(jié)氣，地球運(yùn)行速度最小的節(jié)氣是（）A．春分 B．夏至 C．秋分 D．冬至【答案】B【解析】根據(jù)開(kāi)普勒第二定律知：對(duì)太陽(yáng)的每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)行星的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，設(shè)地球到太陽(yáng)中心的距離為r，根據(jù)扇形的面積公式可得由此式可以判斷，當(dāng)面積S和時(shí)間t相等時(shí)，r越小，v越大，故地球在近日點(diǎn)的速度最大，遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度最小，即地球運(yùn)行速度最小的節(jié)氣是在夏至。故選B。4．（2022·江蘇南通·高三開(kāi)學(xué)考試）如圖所示，兩顆衛(wèi)星繞地球分別在圓軌道Ⅰ和橢圓軌道Ⅱ上運(yùn)行，衛(wèi)星在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)點(diǎn)的速度為，加速度為，、為軌道的近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)，則軌道Ⅱ上的衛(wèi)星（）A．點(diǎn)的速度大于B．點(diǎn)的速度大于C．點(diǎn)的加速度大于D．點(diǎn)的加速度大于【答案】A【解析】A．從軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ需要在P點(diǎn)加速，可知衛(wèi)星在軌道Ⅱ上的點(diǎn)的速度大于，選項(xiàng)A正確；B．根據(jù)可知若經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)做圓軌道Ⅲ，則在圓軌道Ⅲ上的速度而由軌道Ⅱ上的Q點(diǎn)要進(jìn)入軌道Ⅲ需要加速，可知在軌道Ⅱ上點(diǎn)的速度小于v，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知在軌道Ⅱ上點(diǎn)的加速度仍然等于，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知在軌道Ⅱ上點(diǎn)的加速度小于，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。5．（2022·江蘇南京·模擬預(yù)測(cè)）我國(guó)的天宮空間站繞地球運(yùn)行的軌道可視為圓軌道。如圖，若空間站離地球表面的高度約為400km，則下列說(shuō)法正確的是（）A．航天員相對(duì)空間站靜止時(shí)所受合力為零B．航天員在空間站內(nèi)所受重力為零C．空間站相對(duì)地球表面是靜止的D．空間站在軌運(yùn)行向心加速度小于地球表面重力加速度【答案】D【解析】A．航天員相對(duì)空間站靜止時(shí)仍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受合力提供向心力，合力不為零，故A錯(cuò)誤；B．航天員在空間站內(nèi)處于完全失重狀態(tài)，但重力提供向心力，不為零，故B錯(cuò)誤；C．地球同步衛(wèi)星相對(duì)地球表面靜止，其位于赤道上方高度約36000km處，而空間站離地球表面的高度約為400km，所以空間站相對(duì)地球表面是運(yùn)動(dòng)的，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R，地球表面的重力加速度為g，則可得同理可知空間站在軌運(yùn)行時(shí)的向心加速度為因?yàn)榭臻g站的軌道半徑，所以，故D正確。故選D。6．（2022·江蘇省海頭高級(jí)中學(xué)二模）“羲和號(hào)”衛(wèi)星是我國(guó)首顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星。該衛(wèi)星軌道為圓軌道，通過(guò)地球南北兩極上方，離地高度517km，能夠24h持續(xù)對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行觀測(cè)，則該衛(wèi)星的（）A．發(fā)射速度大于第二宇宙速度 B．軌道平面與地球同步衛(wèi)星軌道平面重合C．運(yùn)行周期大于地球同步衛(wèi)星的周期 D．運(yùn)行速度大于地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度【答案】D【解析】A．第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最小發(fā)射速度，第二宇宙速度是使衛(wèi)星脫離地球束縛的最小發(fā)射速度，所以“羲和號(hào)”的發(fā)射速度應(yīng)介于第一和第二宇宙速度之間，故A錯(cuò)誤；B．地球同步衛(wèi)星軌道平面與赤道平面重合，而“羲和號(hào)”通過(guò)地球南北兩極上方，所以其軌道平面與地球同步衛(wèi)星軌道平面垂直，故B錯(cuò)誤；CD．設(shè)地球質(zhì)量為M，質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞地球做半徑為r、周期為T、速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有分別解得地球同步衛(wèi)星位于赤道上方高度約36000km處，所以其軌道半徑遠(yuǎn)大于“羲和號(hào)”衛(wèi)星的軌道半徑，則根據(jù)以上兩式可知“羲和號(hào)”的運(yùn)行周期小于地球同步衛(wèi)星的周期，運(yùn)行速度大于地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。7．（2022·江蘇南京·模擬預(yù)測(cè)）2022年3月23日，“天宮課堂”第二課開(kāi)講，“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富在中國(guó)空間站再次為廣大青少年帶來(lái)一堂精彩的太空科普課，其中有一個(gè)實(shí)驗(yàn)是王亞平在太空擰毛巾，擰出的水形成一層水膜，附著在手上，像手套一樣，晃動(dòng)也不會(huì)掉。形成這種現(xiàn)象的原因，下列說(shuō)法正確的是（）A．在空間站水滴不受重力B．水和手發(fā)生浸潤(rùn)現(xiàn)象，且重力影響很小C．水和手發(fā)生不浸潤(rùn)現(xiàn)象，且重力影響很小D．在空間站中水的表面張力變大，使得水“粘”在手上【答案】B【解析】A．在空間站水滴仍受重力作用，只是重力用來(lái)提供向心力，處于失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；BC．由題意，擰出的水形成一層水膜，附著在手上，像手套一樣，說(shuō)明液體水在手表面有擴(kuò)展趨勢(shì)，說(shuō)明水和手發(fā)生浸潤(rùn)現(xiàn)象，且重力影響很小，故B正確，C錯(cuò)誤；D．液體水在手表面有擴(kuò)展趨勢(shì)，而不是收縮趨勢(shì)，故不是因?yàn)樗谋砻鎻埩ψ兇蟮木壒?，故D錯(cuò)誤。故選B。8．（2022·江蘇揚(yáng)州·模擬預(yù)測(cè)）2021年10月16日，搭載“神舟十三號(hào)”載人飛船的“長(zhǎng)征二號(hào)”F遙十三運(yùn)載火箭，順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空，標(biāo)志著中國(guó)人首次長(zhǎng)期進(jìn)駐空間站。2021年12月9日15時(shí)40分“天宮課堂”第一課開(kāi)講，2022年3月23日15時(shí)40分，“天宮課堂”第二課在中國(guó)空間站正式開(kāi)講并直播。以下說(shuō)法正確的是（）A．“神舟十三號(hào)載人飛船”的發(fā)射速度大于地球第一宇宙速度B．宇航員王亞平在進(jìn)行太空轉(zhuǎn)身和浮力消失實(shí)驗(yàn)時(shí)，空間站中的人和物體不受地球引力作用C．只需知道空間站的運(yùn)動(dòng)周期和地球半徑就可以計(jì)算出地球的質(zhì)量和地球密度D．載人飛船加速后可追上在同軌道上的核心艙并實(shí)施對(duì)接【答案】A【解析】A．第一宇宙速度為地球人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，故“神舟十三號(hào)載人飛船”的發(fā)射速度大于地球第一宇宙速度，A正確；B．宇航員王亞平在進(jìn)行太空轉(zhuǎn)身和浮力消失實(shí)驗(yàn)時(shí)，空間站中的人和物體仍受地球引力作用，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力解得可知需要知道空間站的運(yùn)動(dòng)周期、軌道半徑和地球半徑才可以計(jì)算出地球的質(zhì)量和地球密度，C錯(cuò)誤；D．載人飛船加速后會(huì)離開(kāi)原軌道做離心運(yùn)動(dòng)，不能追上在同軌道上的核心艙并實(shí)施對(duì)接，D錯(cuò)誤；故選A。9．（2022·江蘇泰州·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，“食雙星”是兩顆相距為d的恒星A、B，只在相互引力作用下繞連線上O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，彼此掩食（像月亮擋住太陽(yáng)）而造成亮度發(fā)生周期性變化的兩顆恒星。觀察者在地球上通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀察“食雙星”，視線與雙星軌道共面。觀測(cè)發(fā)現(xiàn)每隔時(shí)間T兩顆恒星與望遠(yuǎn)鏡共線一次，已知萬(wàn)有引力常量為G，則（）A．恒星A、B運(yùn)動(dòng)的周期為T B．恒星A質(zhì)量小于B的質(zhì)量C．恒星A、B的總質(zhì)量為 D．恒星A線速度大于B的線速度【答案】C【解析】A．每隔時(shí)間T兩顆恒星與望遠(yuǎn)鏡共線一次，則兩恒星的運(yùn)動(dòng)周期為故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)萬(wàn)有引力等于向心力因?yàn)閯t故B錯(cuò)誤；C．由B選項(xiàng)得，兩恒星總質(zhì)量為故C正確；D．根據(jù)兩恒星角速度相等，則故D錯(cuò)誤。故選C。10．（2022·江蘇省昆山中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）中國(guó)新聞網(wǎng)宣布：在摩洛哥墜落的隕石被證實(shí)來(lái)自火星。某同學(xué)想根據(jù)平時(shí)收集的部分火星資料（如圖所示）計(jì)算出火星的密度，再與這顆隕石的密度進(jìn)行比較。下列計(jì)算火星密度的公式錯(cuò)誤的是（引力常量G已知，忽略火星自轉(zhuǎn)的影響）（）A． B．C． D．【答案】B【解析】設(shè)近地衛(wèi)星的質(zhì)量為，火星的質(zhì)量為，對(duì)近地衛(wèi)星，火星的萬(wàn)有引力提供其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則有可得可得火星的密度為將代入上式可得又火星對(duì)近地衛(wèi)星的萬(wàn)有引力近似等于近地衛(wèi)星的重力，則有解得因此火星的密度為ACD正確，B錯(cuò)誤。故錯(cuò)誤的選B。11．（2022·江蘇省木瀆高級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）假設(shè)有一載人宇宙飛船在距地面高度為4200km的赤道上空繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球半徑約為6400km，地球同步衛(wèi)星距地面高為36000km，宇宙飛船和一地球同步衛(wèi)星繞地球同向運(yùn)動(dòng)，每當(dāng)兩者相距最近時(shí)，宇宙飛船就向同步衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)，然后再由同步衛(wèi)星將信號(hào)發(fā)送到地面接收站，某時(shí)刻兩者相距最遠(yuǎn)，從此刻開(kāi)始，在一晝夜的時(shí)間內(nèi)，接收站共接收到信號(hào)的次數(shù)為（）A．4次 B．6次 C．7次 D．8次【答案】C【解析】設(shè)宇宙飛船的周期為T，由得則解得T=3h設(shè)兩者由相隔最遠(yuǎn)至第一次相隔最近的時(shí)間為t1，有解得再設(shè)兩者相鄰兩次相距最近的時(shí)間間隔為t2，有解得由n==6.5次知，接收站接收信號(hào)的次數(shù)為7次。故選C。12．（2022·江蘇南通·高三開(kāi)學(xué)考試）2020年7月，我國(guó)用長(zhǎng)征運(yùn)載火箭將“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器發(fā)射升空，探測(cè)器在星箭分離后，進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道，如圖所示，2021年5月在火星烏托邦平原著陸。則探測(cè)器（）A．與火箭分離時(shí)的速度大于B．繞火星運(yùn)行時(shí)在探測(cè)軌道上的運(yùn)行周期最小C．繞火星運(yùn)行時(shí)每次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等D．繞火星運(yùn)行時(shí)在不同軌道上與火星的連線每秒掃過(guò)的面積相等【答案】B【解析】A．探測(cè)器沒(méi)有脫離太陽(yáng)系，故其發(fā)射速度小于，與火箭分離時(shí)的速度小于，故A錯(cuò)誤；B．由圖可得，繞火星運(yùn)行時(shí)在探測(cè)軌道上的軌道半徑最小，則由開(kāi)普勒第三定律知在探測(cè)軌道上的周期最小，故B正確；C．捕獲軌道、停泊軌道、探測(cè)軌道經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速度分別為、、，從捕獲軌道到停泊軌道再到探測(cè)軌道探測(cè)器在做近心運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)P點(diǎn)是加速度不變，曲率半徑在減小，所以三者速度關(guān)系故C錯(cuò)誤；D．由開(kāi)普勒第二定律可知，繞火星運(yùn)行時(shí)在同一軌道上與火星的連線每秒掃過(guò)的面積相等，故D錯(cuò)誤。故選B。13．（2022·江蘇揚(yáng)州·模擬預(yù)測(cè)）為了節(jié)省燃料，發(fā)射火星探測(cè)器需要等火星與地球之間相對(duì)位置合適。如圖所示，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器自地球發(fā)射后，立即被太陽(yáng)引力俘獲，沿以太陽(yáng)為焦點(diǎn)的橢圓地火轉(zhuǎn)移軌道無(wú)動(dòng)力到達(dá)火星附近，在火星附近被火星引力俘獲后環(huán)繞火星飛行。已知火星的公轉(zhuǎn)周期約是地球公轉(zhuǎn)周期的1.9倍。則火星探測(cè)器（）。A．下一個(gè)發(fā)射時(shí)機(jī)需要再等約2.1年B．在地火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于6個(gè)月C．在地火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)速度均大于地球繞太陽(yáng)的速度D．進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道的速度大于7.9km/s小于11.2km/s【答案】A【解析】A．由題意可知火星的公轉(zhuǎn)周期為年，設(shè)下一個(gè)發(fā)射時(shí)機(jī)需要再經(jīng)過(guò)時(shí)間，則有可得解得A正確；B．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知，探測(cè)器在地火轉(zhuǎn)移軌道的周期大于地球的公轉(zhuǎn)周期，故探測(cè)器在地火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)間為可知火星探測(cè)器在地火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于6個(gè)月，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得解得可知地球繞太陽(yáng)的速度大于火星繞太陽(yáng)的速度，根據(jù)衛(wèi)星從低軌道變軌到高軌道需要在變軌處點(diǎn)火加速，可知火星探測(cè)器運(yùn)動(dòng)到火星軌道處的速度小于火星繞太陽(yáng)的速度，故火星探測(cè)器在地火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)速度并不是一直大于地球繞太陽(yáng)的速度，C錯(cuò)誤；D．火星探測(cè)器進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道需要脫離地球的束縛，火星探測(cè)器進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道的速度大于小于，D錯(cuò)誤；故選A。14．（2022·江蘇南京·模擬預(yù)測(cè)）2020年我國(guó)實(shí)施“天問(wèn)一號(hào)”計(jì)劃，將通過(guò)一次發(fā)射，實(shí)現(xiàn)“環(huán)繞、降落、巡視”三大任務(wù)。如圖所示，探測(cè)器經(jīng)歷橢圓軌道Ⅰ→橢圓軌道Ⅱ→圓軌道Ⅲ的變軌過(guò)程。Q為軌道Ⅰ遠(yuǎn)火點(diǎn)，P為軌道Ⅰ近火點(diǎn)，探測(cè)器在三個(gè)軌道運(yùn)行時(shí)都經(jīng)過(guò)P點(diǎn)。則探測(cè)器（）A．沿軌道Ⅰ運(yùn)行至P點(diǎn)速度大于運(yùn)行至Q點(diǎn)速度B．沿軌道Ⅱ運(yùn)行至P點(diǎn)的加速度小于沿軌道Ⅲ運(yùn)行至P點(diǎn)加速度C．沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期小于沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期D．與火星連線在相等時(shí)間內(nèi)，沿軌道Ⅰ運(yùn)行與沿軌道Ⅱ運(yùn)行掃過(guò)面積相等【答案】A【解析】A．根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知，沿軌道Ⅰ運(yùn)行至近點(diǎn)P的速度大于運(yùn)行至遠(yuǎn)點(diǎn)Q的速度，選項(xiàng)A正確；B．根據(jù)可知，沿軌道Ⅱ運(yùn)行至P點(diǎn)的加速度等于沿軌道Ⅲ運(yùn)行至P點(diǎn)加速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知沿軌道Ⅰ運(yùn)行的半長(zhǎng)軸大于沿軌道Ⅱ運(yùn)行的半長(zhǎng)軸，則沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期大于沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知，沿同一軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)在相等的時(shí)間內(nèi)與火星的連線掃過(guò)的面積相等，而在相等時(shí)間內(nèi)，沿軌道Ⅰ運(yùn)行與沿軌道Ⅱ運(yùn)行掃過(guò)面積一定不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。15．（2022·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè)）2022年5月10號(hào)，“天舟四號(hào)”貨運(yùn)飛船成功對(duì)接空間站“天和”核心艙，已知空間站在距離地球表面約400km圓軌道上運(yùn)行。則其（）A．線速度大于第一宇宙速度 B．角速度大于地球自轉(zhuǎn)角速度C．運(yùn)行周期大于地球自轉(zhuǎn)周期 D．向心加速度大于地面的重力加速度【答案】B【解析】設(shè)地球質(zhì)量為M，質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞地球做半徑為r、周期為T、速度大小為v、加速度大小為a的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有分別解得

①

②

③A．第一宇宙速度是物體在地球表面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，空間站軌道半徑大于地球半徑，根據(jù)①式可知空間站的線速度小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；BC．地球同為衛(wèi)星位于赤道上方高度約36000km處，其周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，而空間站的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)②式可知空間的運(yùn)行周期小于同步衛(wèi)星的周期，即小于地球自轉(zhuǎn)周期，再根據(jù)可知空間站角速度大于地球自轉(zhuǎn)角速度，故B正確，C錯(cuò)誤；D．質(zhì)量為m0的物體在地球表面所受重力等于萬(wàn)有引力，即解得地球表面的重力加速度為

④空間站軌道半徑大于地球半徑，則比較③④兩式可知故D錯(cuò)誤。故選B。16．（2022·江蘇·揚(yáng)州中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，“鵲橋”中繼星處于地月拉格朗日點(diǎn)L2上時(shí)，會(huì)和月球、地球兩個(gè)大天體保持相對(duì)靜止的狀態(tài)。設(shè)地球的質(zhì)量為M，“鵲橋”中繼星的質(zhì)量為m，地月間距為L(zhǎng)，拉格朗日L2點(diǎn)與月球間距為d，地球、月球和“鵲橋”中繼星均可視為質(zhì)點(diǎn)，忽略太陽(yáng)對(duì)“鵲橋”中繼星的引力，忽略“鵲橋”中繼星對(duì)月球的影響。則“鵲橋”中繼星處于L2點(diǎn)上時(shí)，下列選項(xiàng)正確的是（）A．月球與地球質(zhì)量之比為B．“鵲橋”中繼星與月球的線速度之比為C．“鵲橋”中繼星與月球的向心加速度之比D．地球?qū)υ虑虻囊汀谤o橋”中繼星對(duì)月球的引力之比為1∶1【答案】A【解析】A．對(duì)月球，地球?qū)λ娜f(wàn)有引力提供向心力對(duì)“鵲橋”中繼星，地球引力和月球引力的合力提供向心力，故聯(lián)立解得故A正確；B．“鵲橋”中繼星與月球繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度相等，根據(jù)可得“鵲橋”中繼星與月球的線速度之比為，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可得“鵲橋”中繼星與月球的向心加速度之比為，故C錯(cuò)誤；D．月球所受的合外力方向指向地球，故地球?qū)υ虑虻囊Υ笥凇谤o橋”中繼星對(duì)月球的引力，故D錯(cuò)誤。故選A。17．（2022·江蘇·公道中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）2022年3月30日上午10時(shí)29分，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭成功將天平二號(hào)A、B、C衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，若已知A、B、C衛(wèi)星繞地球做近似圓周運(yùn)動(dòng)，高地高度分別是、和hc，且，環(huán)繞周期分別是、和，地球表面重力加速度為g，則以下說(shuō)法正確的是（）A．天平二號(hào)A星可能在地表上空沿某一經(jīng)度線做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有C．根據(jù)題中所給信息，可計(jì)算地球的質(zhì)量D．根據(jù)題中所給信息，無(wú)法算地球的密度【答案】C【解析】A．由于地球在自轉(zhuǎn)，所以地球衛(wèi)星不可能地表上空沿某一經(jīng)度線做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有①故B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)結(jié)合得由公式①可以用題干中的已知量（其中兩個(gè)衛(wèi)星的高度和周期）表示出地球半徑，所以可以求出地球的質(zhì)量和密度，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。18．（2022·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè)）2016年10月19日凌晨，神舟十一號(hào)飛船與天宮二號(hào)對(duì)接成功，如圖兩者對(duì)接后一起繞地球運(yùn)行的軌道可視為圓軌道，運(yùn)行周期為T，已知地球半徑為R，對(duì)接體距地面的高度為kR，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，下列說(shuō)法正確的是（）A．對(duì)接后，飛船的線速度大小為B．對(duì)接后，飛船的加速度大小為C．地球的密度為D．對(duì)接前，飛船通過(guò)自身減速使軌道半徑變大靠近天宮二號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)接【答案】B【解析】A．對(duì)接后，軌道半徑飛船的線速度選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．在地球表面附近，根據(jù)重力等于萬(wàn)有引力得對(duì)接后，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有得選項(xiàng)B正確；C．根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有得地球質(zhì)量密度選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．對(duì)接前，飛船如果減速，在原軌道上萬(wàn)有引力大于所需要的向心力，做近心運(yùn)動(dòng)，軌道半徑變小，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。19．（2022·江蘇淮安·模擬預(yù)測(cè)）為監(jiān)控北回歸線處某島嶼的環(huán)境變化，每天下午同一時(shí)刻有一顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星經(jīng)過(guò)該島嶼正上方拍照，下列說(shuō)法正確的是（）A．地球自轉(zhuǎn)周期是該衛(wèi)星運(yùn)行周期的整數(shù)倍B．該衛(wèi)星軌道平面與北回歸線所在平面共面C．該衛(wèi)星軌道平面與赤道所在的平面共面D．該衛(wèi)星的軌道半徑可能比同步衛(wèi)星的軌道大【答案】A【解析】A．每天下午同一時(shí)刻有一顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星經(jīng)過(guò)該島嶼正上方拍照，則地球自轉(zhuǎn)一周，該衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)N周，所以地球自轉(zhuǎn)周期是該衛(wèi)星運(yùn)行周期的整數(shù)倍，A正確；BC．萬(wàn)有引力提供向心力，該衛(wèi)星軌道平面一定與地心和該島嶼共面，且不可能與北回歸線所在平面共面，也不可能與赤道所在平面共面，BC錯(cuò)誤；D．根據(jù)牛頓第二定律得解得該衛(wèi)星的周期小于地球同步衛(wèi)星的周期，所以該衛(wèi)星的軌道半徑一定比同步衛(wèi)星的軌道小，D錯(cuò)誤。故選A。20．（2022·江蘇常州·三模）我國(guó)自主研發(fā)的空間站“天和”核心艙在圓軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)。航天員在核心艙長(zhǎng)期駐留開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)。已知地球半徑為R、地面的重力加速度g，則（）A．“天和”核心艙的向心加速度大于gB．“天和”核心艙的線速度大于第一宇宙速度C．測(cè)出“天和”核心艙的速度可以得到軌道半徑D．測(cè)出“天和”核心艙的周期可以測(cè)出地球質(zhì)量【答案】C【解析】設(shè)地球質(zhì)量為M，核心艙的質(zhì)量為m，繞地球做半徑為r、周期為T、線速度大小為v、加速度大小為a的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有分別解得

①②

③AB．在地球表面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其向心加速度等于地面的重力加速度，線速度等于第一宇宙速度，即

④

⑤而核心艙的軌道半徑大于地球半徑，則比較③④兩式可知核心艙的向心加速度小于g，比較①⑤兩式可知核心艙的線速度小于第一宇宙速度，故AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)①④式可知，在g和R已知的情況下，測(cè)出“天和”核心艙的速度可以得到軌道半徑，故C正確；D．根據(jù)②④式可知，在g和R已知的情況下，測(cè)出“天和”核心艙的周期可以得到軌道半徑，無(wú)法測(cè)出地球質(zhì)量，故D錯(cuò)誤。故選C。21．（2022·江蘇省鎮(zhèn)江第一中學(xué)高三階段練習(xí)）2021年10月16日，神舟十三號(hào)載人飛船把翟志剛、王亞平、葉光富三位航天員送入空間站，在軌駐留6個(gè)月進(jìn)行了出艙活動(dòng)、太空授課、科學(xué)研究等重要工作后，飛船返回艙于2022年4月16日在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸，三位宇航員順利返回地面．空間站在近地點(diǎn)高度200km、遠(yuǎn)地點(diǎn)高度356km的預(yù)定軌道上飛行，則（）A．中國(guó)空間站的運(yùn)行周期大于地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期B．王亞平在艙內(nèi)把“冰墩墩”水平拋出，冰墩墩相對(duì)艙的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線C．神舟十三號(hào)飛船在返回時(shí)，需要在適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行減速變軌順利返回地球D．翟志剛和葉光富在空間站互相推拉的過(guò)程中，他倆動(dòng)量守恒，機(jī)械能也守恒【答案】C【解析】A．中國(guó)空間站的環(huán)繞半徑較小，運(yùn)行周期小于地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期，故A錯(cuò)誤；B．王亞平在艙內(nèi)把“冰墩墩”水平拋出，空間站處于失重狀態(tài)，冰墩墩相對(duì)艙的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線，故B錯(cuò)誤；C．神舟十三號(hào)飛船在返回時(shí)，需要在適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行減速變軌，萬(wàn)有引力大于向心力，空間站做向心運(yùn)動(dòng)順利返回地球，故C正確；D．翟志剛和葉光富在空間站互相推拉的過(guò)程中，推力做功了，他倆動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤。故選C。22．（2022·江蘇南通·高三開(kāi)學(xué)考試）近期中國(guó)航天喜訊不斷，在觀看電視轉(zhuǎn)播時(shí)，看到飛船控制中心的大屏幕上如圖所示的曲線：飛船繞地球飛行兩周，地球轉(zhuǎn)過(guò)，地表的重力加速度為，地球半徑為，地球自轉(zhuǎn)周期為，則此飛船運(yùn)行的軌道高度為（

）A． B．C． D．【答案】D【解析】地球轉(zhuǎn)過(guò)所用時(shí)間等于飛船周期的2倍，則飛船周期為設(shè)飛船運(yùn)行的軌道高度距離地面h，由萬(wàn)有引力提供向心力又由忽略地球自轉(zhuǎn)有聯(lián)立各式解得故選D。23．（2022·江蘇·南京師大附中模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，航天器A和衛(wèi)星B均在赤道面內(nèi)，它通過(guò)一根金屬長(zhǎng)繩相連，在各自的軌道上繞地球做自西向東的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮繩系衛(wèi)星與航天器之間的萬(wàn)有引力，忽略空氣阻力，不計(jì)金屬長(zhǎng)繩的質(zhì)量，則（）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【答案】D【解析】A．正常運(yùn)行時(shí)，航天器A和衛(wèi)星B的角速度相同，若僅在地球引力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)則航天器A角速度比衛(wèi)星B的角速度小，故長(zhǎng)繩中一定有彈力，故A錯(cuò)誤；B．由航天器A和衛(wèi)星B的角速度相同，由，則航天器A的線速度大于繩系衛(wèi)星B的線速度，故B錯(cuò)誤；C．地磁場(chǎng)的方向在赤道上空是由南向北，金屬長(zhǎng)繩由西向東切割磁感線，由右手定則知B端的電勢(shì)低于航天器A端的電勢(shì)，故C錯(cuò)誤；D．將航天器A和衛(wèi)星B看作一個(gè)系統(tǒng)，則該系統(tǒng)的重心位置應(yīng)大于衛(wèi)星B的位置，即系統(tǒng)的軌道半徑應(yīng)大于衛(wèi)星B的軌道半徑，由系統(tǒng)只在地球引力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有則知獨(dú)立衛(wèi)星C的角速度大于繩系衛(wèi)星B的角速度，故D正確。故選D。24．（2022·江蘇·模擬預(yù)測(cè)）“雙星系統(tǒng)”是指在相互間萬(wàn)有引力的作用下，繞連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)孤立星球組成的系統(tǒng)。如圖所示，若忽略其他星球的影響，可以將A星球和B星球看成“雙星系統(tǒng)”。已知A星球的公轉(zhuǎn)周期為T，A星球和B星球之間的距離為L(zhǎng)，B星球表面重力加速度為g，半徑為R，引力常量為G，不考慮B星球的自轉(zhuǎn)。則（）A．A星球和B星球的質(zhì)量之和為B．A星球的質(zhì)量為C．A星球和B星球的動(dòng)量大小相等D．A星球和B星球的加速度大小相等【答案】C【解析】ABC．設(shè)B星球質(zhì)量為M，B表面某物體的質(zhì)量為m，忽略自轉(zhuǎn)的影響，則有解得B球到O點(diǎn)的距離為，A球質(zhì)量為，到O點(diǎn)的距離為，則可得由于它們角速度相同且則，又因?yàn)槁?lián)立解得A星球質(zhì)量故AB錯(cuò)誤，C正確；D．A星球與B星球的引力大小相同，質(zhì)量不同，所以加速度大小不等，故D錯(cuò)誤。故選C。二、解答題25．（2022·江蘇·南京市中華中學(xué)高三開(kāi)學(xué)考試）宇航員登上某球形未知天體，在該天體表面將某一小球豎直上拋，得到的小球動(dòng)能隨小球距離未知天體表面的高度變化情況如圖所示，圖中為已知量。已知小球質(zhì)量為m，該星球的第一宇宙速度為v，求：（1）該未知天體表面的重力加速度大?。唬?）該未知天體的半徑大小。【答案】（1）；（2）【解析】（1）對(duì)小球由動(dòng)能定理可得解得重力加速度為（2）對(duì)該星球的近地衛(wèi)星，由重力作為向心力可得聯(lián)立解得未知天體半徑為26．（2022·江蘇揚(yáng)州·模擬預(yù)測(cè)）20世紀(jì)人類最偉大的創(chuàng)舉之一是開(kāi)拓了太空的全新領(lǐng)域。現(xiàn)有一艘遠(yuǎn)離星球在太空中直線飛行的宇宙飛船，為了測(cè)量自身質(zhì)量，啟動(dòng)推進(jìn)器，測(cè)出飛船在很短的時(shí)間內(nèi)速度的改變和飛船受到的推力F（其他星球?qū)λ囊珊雎裕?。飛船在某次航行中，當(dāng)它飛近一個(gè)孤立的星球時(shí)，飛船能以速度v在離星球較高的軌道上繞星球做周期為T的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知星球的半徑為R，引力常量用G表示，求：（1）宇宙飛船m；（2）星球的質(zhì)量M?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）依題意，根據(jù)動(dòng)量定理可得得宇宙飛船質(zhì)量（2）設(shè)飛船繞星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，可得又聯(lián)立可得星球的質(zhì)量27．（2022·江蘇南通·高三開(kāi)學(xué)考試）我國(guó)中繼衛(wèi)星“鵲橋”是運(yùn)行于地月拉格朗日點(diǎn)的通信衛(wèi)星，點(diǎn)位于地球和月球連線的延長(zhǎng)線上，“鵲橋”可以在幾乎不消耗燃料的情況下與月球同步繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。已知“鵲橋”質(zhì)量遠(yuǎn)小于月球質(zhì)量，可忽略“鵲橋”對(duì)月球的影響，地球與月球的中心距離為r，點(diǎn)與月球的中心距離為，月球繞地球公轉(zhuǎn)周期為T，引力常量為G。求：（1）“鵲橋”在點(diǎn)的加速度大小a；（2）地球質(zhì)量與月球質(zhì)量的比值?！敬鸢?/p>