高考物理新力学知识点之万有引力与航天难题汇编附答案解析(2)
- 格式：doc
- 大小：894.00 KB
- 文档页数：18
高考物理新力学知识点之万有引力与航天难题汇编附答案解析(2)
一、选择题
1．我国“北斗二代”计划在2020年前发射35颗卫星，形成全球性的定位导航系统，比美国GPS多5颗．多出的这5颗是相对地面静止的高轨道卫星(以下简称“静卫”)，其他的有27颗中轨道卫星(以下简称“中卫”)的轨道高度为“静卫”轨道高度的.下列说法正确的是( )
A．“中卫”的线速度介于7.9km/s和11.2km/s之间
B．“静卫”的轨道必须是在赤道上空
C．如果质量相同，“静卫”与“中卫”的动能之比为3∶5
D．“静卫”的运行周期小于“中卫”的运行周期
2．由于地球自转和离心运动，地球并不是一个绝对的球形（图中虚线所示），而是赤道部分凸起、两极凹下的椭球形（图中实线所示），A点为地表上地理纬度为的一点，在A点有一静止在水平地面上的物体m，设地球对物体的万有引力仍然可看做是质量全部集中于地心O处的质点对物体的引力，地球质量为M，地球自转周期为T，地心O到A点距离为R，关于水平地面对该物体支持力的说法正确的是（ ）
A．支持力的方向沿OA方向向上
B．支持力的方向垂直于水平地面向上
C．支持力的大小等于2GMmR
D．支持力的大小等于222cosGMmmRRT
3．图甲为“中星9A”在定位过程中所进行的10次调整轨道的示意图，其中的三条轨道如图乙所示，曲线Ⅰ是最初发射的椭圆轨道，曲线Ⅱ是第5次调整后的椭圆轨道，曲线Ⅲ是第10次调整后的最终预定圆轨道；轨道Ⅰ与Ⅱ在近地点A相切，轨道Ⅱ与Ⅲ在远地点B相切。卫星在变轨的过程中质量变化忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道Ⅲ上运行的速度大于第一宇宙速度 B．卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速度小于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的速度
C．卫星在轨道Ⅰ上经过A点时的机械能大于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的机械能
D．卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的加速度小于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的加速度
4．太空——110轨道康复者”可以对卫星在太空中补充能源，使卫星的寿命延长10年或更长。假设“轨道康复者”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运动，且轨道半径为地球同步卫星的15，且运行方向与地球自转方向相同。下列说法正确的是
A．“轨道康复者”运行的重力加速度等于其所在轨道处的向心加速度
B．“轨道康复者”运行的速度等于同步卫星运行速度的5倍
C．站在地球赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动
D．“轨道康复者”可以从高轨道加速从而对低轨道上的卫星进行拯救
5．因“光纤之父”高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。假设高锟星为均匀的球体，其质量为地球质量的1k倍，半径为地球半径的1q倍，则“高锟星”表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的（ ）
A．qk倍 B．kq倍 C．2qk倍 D．2kq倍
6．电影《流浪地球》深受观众喜爱，地球最后找到了新家园，是一颗质量比太阳大一倍的恒星，假设地球绕该恒星作匀速圆周运动，地球到这颗恒星中心的距离是地球到太阳中心的距离的2倍。则现在地球绕新的恒星与原来绕太阳运动相比，说法正确的是（ ）
A．线速度是原来的12
B．万有引力是原来的14
C．向心加速度是原来的2倍
D．周期是原来的2倍
7．2019年1月3日上午10点26分，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面。探测器在着陆过程从轨道3，到轨道2，再到轨道1。设探测器在轨道3与轨道2经过Q点的速度分别为v3Q与v2Q，加速度分别为a3Q与a2Q；探测器在轨道2与轨道1经过P点的速度分别为v2P与v1P，加速度分别为a2P与a1P，则以下说法正确的是（ ）
A．v2P=v1P B．a2P=a1P
C．v3Q＞v2P D．a3Q＞a1P
8．2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行．与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的： （ ）
A．周期变大 B．速率变大 C．动能变大 D．向心加速度变大
9．研究火星是人类探索向火星移民的一个重要步骤。假设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，火星轨道在地球轨道外侧，如图所示，与地球相比较，则下列说法中正确的是（ ）
A．火星运行速度较大 B．火星运行角速度较大
C．火星运行周期较大 D．火星运行的向心加速度较大
10．若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2:7．已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R．由此可知，该行星的半径约为（ ）
A．12R B．72R C．2R D．72R
11．近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础．如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为T，则火星的平均密度ρ的表达式为（k为某个常数）（ ）
A．kT B．kT C．2kT D．2kT
12．若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越近的卫星（ ）
A．线速度越大 B．角速度越小 C．加速度越小 D．周期越大
13．2017年6月19日，“中星9A”卫星在西昌顺利发射升空。卫星变轨如图所示，卫星先沿椭圆轨道Ⅰ飞行，后在远地点Q改变速度成功变轨进入地球同步轨道Ⅱ，P点为椭圆轨道近地点。下列说法正确的是（ ）
A．卫星在椭圆轨道Ⅰ运行时，在P点的速度等于在Q点的速度
B．卫星在椭圆轨道Ⅰ的Q点加速度大于在同步轨道Ⅱ的Q点的加速度
C．卫星在椭圆轨道Ⅰ的Q点速度小于在同步轨道Ⅱ的Q点的速度
D．卫星耗尽燃料后，在微小阻力的作用下，机械能减小，轨道半径变小，动能变小
14．已知地球质量大约是月球质量的8l倍，地球半径大约是月球半径的4倍．不考虑地球、月球自转的影响，由以上数据可推算出 （ ）
A．地球的平均密度与月球的平均密度之比约为9:8
B．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为9:4
C．靠近地球表面运行的航天器的速度与靠近月球表面运行的航天器的速度之比约为81:4
D．靠近地球表面运行的航天器的周期与靠近月球表面运行的航天器的周期之比约为8:9
15．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为0v假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N，已知引力常量为G,则这颗行星的质量为
A．2mvGN B．4mvGN C．2NvGm D．4NvGm
16．我国发射的“嫦娥一号”卫星经过多次加速、变轨后，最终成功进入环月工作轨道．如图所示，卫星既可以在离月球比较近的圆轨道a上运动，也可以在离月球比较远的圆轨道b上运动．下列说法正确的是
A．卫星在a上运行的线速度小于在b上运行的线速度
B．卫星在a上运行的周期大于在b上运行的周期
C．卫星在a上运行的角速度小于在b上运行的角速度
D．卫星在a上运行时受到的万有引力大于在b上运行时的万有引力
17．人类以发射速度v1发射地球同步卫星，以发射速度v2发射火星探测器，以发射速度v3发射飞出太阳系外的空间探测器，下列说法错误的是（ ）
A．v1大于第一宇宙速度，小于第二宇宙
B．v2大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度
C．v3大于第三宇宙速度
D．地球同步卫星的环绕速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度
18．如图所示，A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知三颗卫星的质量关系为ABCmmm，轨道半径的关系为ABCrrr，则三颗卫星( )
A．线速度大小关系为ABCvvv
B．加速度大小关系为ABCaaa
C．向心力大小关系为ABCFFF
D．周期关系为ABCTTT
19．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度增大到原来的2倍，卫星仍做匀速圆周运动，则（ ）
A．卫星的向心加速度增大到原来的4倍
B．卫星的角速度增大到原来的4倍
C．卫星的周期减小到原来的18
D．卫星的周期减小到原来的12
20．如图所示，将一物体从地球表面的A处移到B处，万有引力做功为W1；将该物体从B处移到无穷远处，万有引力做功为W2。取无穷远处引力势能为零，则该物体在A处具有的引力势能可表示为
A．W1-W2 B．W2-W1 C．W1+W2 D．-W1-W2
21．2019年10月31日为“2019年国际暗物质日”，当天，中国锦屏实验室和英国伯毕实验室作为两个世界著名暗物质实验室首次进行了公开互动。假设某一行星绕恒星中心转动，行星转动周期的理论值与实际观测值之比(1)TkkT理论观测，科学家推测，在以两星球球心连线为半径的球体空间中均匀分布着暗物质，设恒星质量为M，据此推测，暗物质的质量为
A．k2M B．4k2M C．（k2-1）M D．（4k2-1）M
22．宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（ ）
A．0 B．2()GMRh C．2()GMmRh D．2GMh 23．将太阳系中各行星绕太阳的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星
A．角速度越大 B．周期越大 C．线速度越大 D．向心加速度越大
24．探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空，飞行试验器飞抵距月球6万千米附近进入月球引力影响区，开始月球近旁转向飞行，最终进入距月球表面200kmh的圆形工作轨道。设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A．飞行试验器绕月球运行的周期为2Rg
B．在飞行试验器的工作轨道处的重力加速度为2RgRh
C．飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为gRh
D．由题目条件可知月球的平均密度为34gGRh
25．“北斗”卫星导航定位系统由5颗同步卫星和30颗非静止轨道卫星组成。则（ ）
A．5颗同步卫星中质量小的卫星的高度比质量大的卫星的高度要低
B．5颗同步卫星的周期小于轨道在地球表面附近的卫星的周期
C．5颗同步卫星离地面的高度都相同
D．5颗同步卫星运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．B
解析：B
【解析】
试题分析：7．9 km/s是地球卫星的最大速度，所以“中卫”的线速度小于7．9 km/s，故A错误；同步轨道卫星轨道只能在赤道上空，则“静卫”的轨道必须是在赤道上空，故B正确；根据万有引力提供向心力得：22MmvGmrr＝，解得：21 22GMmmvr＝，如果质量相同，动能之比等于半径的倒数比，“中卫”轨道高度为静止轨道高度的35，地球半径相同，所以“中卫”轨道半径不是静止轨道半径的35，则“静卫”与“中卫”的动能之比不是3：5，故C错误；根据2224MmrGmrT＝得：234 rTGM，则半径越大周期越大，所以“静卫”的运
