高考物理力学知识点之万有引力与航天专项训练解析含答案(6)

高考物理力学知识点之万有引力与航天专项训练解析含答案(6)一、选择题1．若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T 和R ，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t 和r ，则太阳质量与地球质量之比为（ ）A ．3232R T r tB ．3232R t r TC ．3223R t r TD ．2323R T r t2．某卫星绕地球做圆周运动时，其动能为E k ，该卫星做圆周运动的心加速度为近地卫星做圆周运动向心加速度的19，已知地球的半径为R ，则该卫星在轨运行时受到地球引力的大小为 A ．23KE RB ．3KE RC ．29KE RD ．9KE R3．如图为中国月球探测工程的形象标志，象征着探测月球的终极梦想。

假想人类不断向月球“移民”，经过较长时间后，月球和地球仍可视为均匀球体，地球的总质量仍大于月球的总质量，月球仍按原轨道运行，则以下说法中正确的是（ ）A ．月地之间的万有引力将变大B ．月球绕地球运动的周期将变小C ．月球绕地球运动的向心加速度将变大D ．月球表面的重力加速度将变小4．2015年7月25日，我国发射的新一代北斗导航卫星，全部使用国产微处理器芯片（CPU ），圆了航天人的“中国芯”之梦，该卫星在圆形轨道运行速度v 满足（ ） A ．v ＜7.9 km/sB ．7.9 km/s ＜v ＜11.2 km/sC ．11.2 km/s ＜v ＜16.7 km/sD ．v ＞16.7 km/s5．设想把质量为m 的物体放置地球的中心，地球质量为M ，半径为R ，则物体与地球间的万有引力是（ ） A ．零B ．无穷大C ．2MmGR D ．无法确定6．由于地球的自转，使得静止在地面的物体绕地轴做匀速圆周运动．对于这些做匀速圆周运动的物体，以下说法正确的是（ ） A ．向心力指向地心 B ．速度等于第一宇宙速度 C ．加速度等于重力加速度D ．周期与地球自转的周期相等7．如图所示，“天舟一号”处于低轨道，“天宫二号”处于高轨道，则（ ）A．“天舟一号”的向心加速度小于“天宫二号”的向心加速度B．“天舟一号”的角速度等于“天宫二号”的角速度C．“天舟一号”的周期大于“天宫二号”的周期D．“天舟一号”和“天宫二号”的向心力都由万有引力提供8．中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的试验“火星－500．假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法不正确的是（）A．飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点的速度大于在Q点的速度B．飞船在轨道Ⅰ上运动时，在P点的速度大于在轨道Ⅱ上运动时在P点的速度C．飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，就可以推知火星的密度9．2016年8月16日凌晨，被命名为“墨子号”的中国首颗量子科学实验卫星开启星际之旅，这是我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系．如图所示，“墨子号”卫星的工作高度约为500km，在轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t(t小于其运动周期)，运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为θ弧度，引力常量为G，则下列关于“墨子号”的说法正确的是( )A．线速度大于第一宇宙速度B．质量为32 s GtθC．环绕周期为2tπθD．向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度10．如图所示，甲是我国暗物质粒子探测卫星“悟空”，运行轨道高度为500km,乙是地球同步卫星．关于甲、乙两卫星的运动,下列说法中正确的是A．卫星乙的周期可能是20hB．卫星乙可能在泸州正上空C．卫星甲的周期大于卫星乙的周期D．卫星甲的角速度大于卫星乙的角速度11．一颗卫星绕地球沿椭圆轨道运动，A、B是卫星运动的远地点和近地点．下列说法中正确的是（）A．卫星在A点的角速度大于B点的角速度B．卫星在A点的加速度小于B点的加速度C．卫星由A运动到B过程中动能减小，势能增加D．卫星由A运动到B过程中引力做正功，机械能增大12．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能增大为原来的4倍，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（）A．向心加速度大小之比为1∶4B．轨道半径之比为4∶1C．周期之比为4∶1D．角速度大小之比为1∶213．如图所示，有关地球人造卫星轨道的正确说法有（）A．a、b、c 均可能是卫星轨道B．卫星轨道只可能是 aC．a、b 均可能是卫星轨道D．b 可能是同步卫星的轨道14．“嫦娥四号”是人类历史上首次在月球背面软着陆和勘测。

假定测得月球表面物体自由落体加速度g，已知月球半径R和月球绕地球运转周期T，引力常数为G．根据万有引力定律，就可以“称量”出月球质量了。

月球质量M为（）A．2GR MgB ．GgR M 2= C ．2324R M GT π= D ．2324T R M Gπ= 15．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16．一宇宙飞船绕火星表面做匀速圆周运动，运转周期为T ，引力常量为G 则火星的平均密度( ) A ．GT 2/3πB ．3π/GT 2C ．2GT /4πD ．24/GT17．如图，地球赤道上的山丘e ，近地资源卫星p 和同步通信卫星q 均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。

设e 、p 、q 的圆周运动速率分别为v 1、v 2、v 3，向心加速度分别为a 1、a 2、a 3，则（ ）A ．v 1＞v 2＞v 3B ．v 1＜v 2＜v 3C ．a 1＞a 2＞a 3D ．a 1＜a 3＜a 218．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W 1；将该物体从B 处移到无穷远处，万有引力做功为W 2。

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-W219．有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动， b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有A．a的向心加速度等于重力加速度gB．c在4 h内转过的圆心角是π / 6C．b在相同时间内转过的弧长最长D．d的运动周期有可能是20 h20．由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（）A．轨道平面可以不同B．轨道半径可以不同C．质量可以不同D．速率可以不同21．如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆.根据开普勒行星运动定律可知( )A．火星绕太阳运行过程中，速率不变B．火星绕太阳运行一周的时间比地球的长C．火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大D．地球靠近太阳的过程中，运行速率减小22．一个行星，其半径比地球的半径大2倍，质量是地球的25倍，则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（）A．6倍B．4倍C．259倍D．12倍23．德国天文学家们曾于2008年证实，位于银河系中心，与地球相距2.6万光年的“人马座A”其实是一个质量超大的黑洞．假设银河系中心仅此一个黑洞，太阳系绕银河系中心做匀速圆周运动，则根据下列哪组数据可以估算出该黑洞的质量(引力常量已知)A．太阳系的质量和太阳系绕该黑洞公转的周期B．太阳系的质量和太阳系到该黑洞的距离C．太阳系的运行速度和该黑洞的半径D．太阳系绕该黑洞公转的周期和公转的半径24．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9:4C ．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81:4D ．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 25．2017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【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】 【详解】地球绕太阳公转，由太阳的万有引力提供地球的向心力，则得：2224Mm G m R R Tπ= 解得太阳的质量为：2324R M GTπ= 月球绕地球公转，由地球的万有引力提供月球的向心力，则得：'2'224mm G m r r tπ= 解得地球的质量为：2324r m Gtπ= 所以太阳质量与地球质量之比3232M R t m r T=，故B 正确。

2．A解析：A 【解析】 【详解】近地卫星的向心加速度为g ，轨道半径为R ，则有：2GMg R =该卫星在轨运动时的加速度大小 19a g =，由万有引力定律可知， 219GM g r= 卫星的轨道半径为：3r R =，则卫星在轨运行时受到地球的引力：2k23E v F m r R==， 故A 正确，BCD 错误。

故选：A3．A解析：A 【解析】 【分析】 【详解】A ．设地球质量为M ，月球的质量为m ，两者的总质量为0m ，则月地之间的万有引力为02()GM m M F r -=由质量的乘积0()M m M -为二次函数关系，其中0()M m M =-时取最大值，但在地球的质量M 不断减小仍大于月球质量，可知函数值在最高点右侧，质量乘积逐渐减小，则万有引逐渐变大，故A 正确； B ．由万有引力提供向心力，有222()Mm Gm r r Tπ= 可得2T = 则随着地球质量减小，月球的公转周期变大，故B 错误； C ．对月球由万有引力提供向心力，有2MmGma r = 可得2GMa r =则随着地球质量减小，月球绕地球运动的向心加速度将变小，故C 错误； D ．在月球表面的物体所受引力等于重力，有1121mm Gm g r = 可得月球表面的重力加速度31122114433Gm G g r G r r r ρππρ==⋅= 则随着月球质量增大，月球的半径1r 增大，则月球表面的重力加速度变大，故D 错误。