高考物理新力学知识点之万有引力与航天解析含答案(3)

高考物理新力学知识点之万有引力与航天解析含答案(3)

一、选择题

1．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，设地球自转周期为24 h，所有卫星均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则有( )

A．a的向心加速度等于重力加速度g

B．b在相同时间内转过的弧长最长

C．c在4 h内转过的圆心角是6

D．d的运动周期有可能是23 h

2．设宇宙中某一小行星自转较快，但仍可近似看作质量分布均匀的球体，半径为R．宇航员用弹簧测力计称量一个相对自己静止的小物体的重量，第一次在极点处，弹簧测力计的读数为F1＝F0；第二次在赤道处，弹簧测力计的读数为F2＝02F ．假设第三次在赤道平面内深度为2R的隧道底部，示数为F3；第四次在距行星表面高度为R处绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中，示数为F4．已知均匀球壳对壳内物体的引力为零，则以下判断正确的是( )

A．F3＝04F ，F4＝04F

B．F3＝04F ，F4＝0

C．F3＝0154F ，F4＝0

D．F3＝04F ，F4＝04F

3．在地球同步轨道上等间距布置三颗地球同步通讯卫星，就可以让地球赤道上任意两位置间实现无线电通讯，现在地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6．6倍。假设将来地球的自转周期变小，但仍要仅用三颗地球同步卫星实现上述目的，则地球自转的最小周期约为

A．5小时 B．4小时 C．6小时 D．3小时

4．关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是（ ）

A．它的轨道可以是椭圆

B．各国发射的这种卫星轨道半径都一样

C．它不一定在赤道上空运行

D．它运行的线速度一定大于第一宇宙速度 5．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

6．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

7．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

8．“太空涂鸦”技术就是使低轨运行的攻击卫星在接近高轨侦查卫星时，准确计算轨道向其发射“漆雾”弹，并在临近侦查卫星时，压爆弹囊，让“漆雾”散开并喷向侦查卫星，喷散后强力吸附在侦查卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上，使之暂时失效。下列说法正确的是( )

A．攻击卫星在轨运行速率大于7.9 km/s

B．攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度小

C．攻击卫星完成“太空涂鸦”后应减速才能返回低轨道上

D．若攻击卫星周期已知，结合万有引力常量就可计算出地球质量

9．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

10．20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域．现有一艘远离星球在太空中直线飞行的宇宙飞船，为了测量自身质量，启动推进器，测出飞船在短时间Δt内速度的改变为Δv，和飞船受到的推力F（其它星球对它的引力可忽略）．飞船在某次航行中，当它飞近一个孤立的星球时，飞船能以速度v，在离星球的较高轨道上绕星球做周期为T的匀速圆周运动．已知星球的半径为R，引力常量用G表示．则宇宙飞船和星球的质量分别是（ ）

A．Fvt，2vRG

B．Fvt，32vTG

C．Ftv，2vRG

D．Ftv，32vTG

11．已知月球半径为R，飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上绕月飞行，周期为T。万有引力常量为G，则（ ）

A．月球质量为23216RGT

B．月球表面重力加速度为2232RT

C．月球密度为23GT D．月球第一宇宙速度为22RT

12．观看科幻电影《流浪地球》后，某同学设想地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道通过木星的情景，如图所示，轨道上P点距木星最近（距木星表面的高度可忽略）。则

A．地球靠近木星的过程中运行速度减小

B．地球远离木星的过程中加速度增大

C．地球远离木星的过程中角速度增大

D．地球在P点的运行速度大于木星第一宇宙速度

13．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

14．一个行星，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

15．一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

16．如图所示，地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的公转轨迹则是一个非常扁的椭圆。若已知哈雷彗星轨道半长轴约为地球公转轨道半径的18倍，哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为1r，速度大小为1v，在远日点与太阳中心距离为2r ，速度大小为2v，根据所学物理知识判断下列说法正确的是

A．哈雷彗星的公转周期约为76年

B．哈雷彗星在近日点速度1v小于远日点速度2v

C．哈雷彗星在近日点加速度1a的大小与远日点加速度2a的大小之比21122221avravr

D．哈雷彗星在椭圆轨道上运动的过程中机械能不守恒

17．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．3232RTrt B．3232RtrT C．3223RtrT D．2323RTrt

18．有研究表明300年后人类产生的垃圾将会覆盖地球1米厚．有人提出了“将人类产生的垃圾分批转移到无人居住的月球上”的设想，假如不考虑其他星体的影响，且月球仍沿着原来的轨道绕地球作匀速圆周运动，运用您所学物理知识，分析垃圾转移前后，下列说法中正确的是

A．地球与月球间的万有引力会逐渐减小

B．月球绕地球运行的线速度将会逐渐变小

C．月球绕地球运行的加速度将会逐渐变大

D．月球绕地球运行的周期将变小

19．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

20．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v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则（ ）

A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3

C．a1＞a2＞a3 D．a1＜a3＜a2 21．已知地球质量为M，半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常数为G，有一颗人造地球卫星在离地面高h处绕地球做匀速圆周运动，那么这个卫星的运行速率为( )

A．GMR

B．GMRh C．gR D．()gRh

22．2019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

23．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

24．如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动．据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动．以1a、v船相对板分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，v船对地表示地球同步卫星向心加速度的大小．以下判断正确的是

A．231aaa B．213aaa

C．312aaa D．321aaa

25．假设地球是一半径为R，质量分布均匀的球体，一矿井深度为d，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为

A．1dR B．1dR