山東版物理高考總復(fù)習(xí)專題五萬有引力與航天（試題練）教學(xué)講練

物理高考總復(fù)習(xí)PAGEPAGE25學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕專題五萬有引力與航天【考情探究】課標(biāo)解讀考情分析備考指導(dǎo)考點(diǎn)內(nèi)容萬有引力定律及天體運(yùn)動1.理解開普勒行星運(yùn)動定律。2.理解萬有引力定律,知道其使用條件。3.理解天體運(yùn)動的規(guī)律。1.本專題主要考查天體運(yùn)動的基本參量分析、天體的質(zhì)量或密度的計(jì)算、重力加速度的計(jì)算、同步衛(wèi)星問題、雙星問題、衛(wèi)星的發(fā)射與變軌中的功能關(guān)系等。2.近幾年高考考查的題型主要是選擇題,難度中等或中等偏下。3.從2019年的考查情況來看,本專題內(nèi)容的考查有強(qiáng)化的趨勢,需引起重視。1.復(fù)習(xí)時(shí)側(cè)重對規(guī)律的理解和應(yīng)用,強(qiáng)化幾種常見的題型,如:天體質(zhì)量和密度的估算、人造衛(wèi)星的發(fā)射和運(yùn)行規(guī)律、雙星問題、同步衛(wèi)星問題等。2.解決本專題問題應(yīng)注意以下兩點(diǎn):①GMmr②GMmr2=mv2r=mω2人造衛(wèi)星、宇宙速度1.了解人造衛(wèi)星的發(fā)射和運(yùn)行規(guī)律,知道宇宙速度。2.知道同步衛(wèi)星的特點(diǎn),會用萬有引力定律解答多星、追及問題?！菊骖}探秘】基礎(chǔ)篇固本夯基【基礎(chǔ)集訓(xùn)】考點(diǎn)一萬有引力定律及天體運(yùn)動1.火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行,根據(jù)開普勒行星運(yùn)動定律可知()A.太陽位于木星運(yùn)行軌道的中心B.火星和木星繞太陽運(yùn)行速度的大小始終相等C.火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方D.相同時(shí)間內(nèi),火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積答案C2.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),該系統(tǒng)由35顆衛(wèi)星組成,衛(wèi)星的軌道有三種:地球同步軌道、中軌道和傾斜軌道。其中,同步軌道半徑大約是中軌道半徑的1.5倍,那么同步衛(wèi)星與中軌道衛(wèi)星的周期之比約為()A.3212 B.3223答案C3.(2018河北定州期中,13)某地區(qū)的地下發(fā)現(xiàn)了天然氣資源,如圖所示,在水平地面P點(diǎn)的正下方有一球形空腔區(qū)域內(nèi)儲藏有天然氣。假設(shè)該地區(qū)巖石均勻分布且密度為ρ,天然氣的密度遠(yuǎn)小于ρ,可忽略不計(jì)。如果沒有該空腔,地球表面正常的重力加速度大小為g;由于空腔的存在,現(xiàn)測得P點(diǎn)處的重力加速度大小為kg(k<1)。已知引力常量為G,球形空腔的球心深度為d,則此球形空腔的體積是()A.kgdGρB.kgd2GρC.答案D考點(diǎn)二人造衛(wèi)星、宇宙速度4.“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由地球靜止軌道衛(wèi)星、中軌道衛(wèi)星和傾斜同步衛(wèi)星組成。地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星都在圓軌道上運(yùn)行,它們距地面的高度分別為h1和h2,且h1>h2。則下列說法中正確的是()A.靜止軌道衛(wèi)星的周期比中軌道衛(wèi)星的周期大B.靜止軌道衛(wèi)星的線速度比中軌道衛(wèi)星的線速度大C.靜止軌道衛(wèi)星的角速度比中軌道衛(wèi)星的角速度大D.靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度比中軌道衛(wèi)星的向心加速度大答案A5.(多選)我國已掌握了航天器以接近第二宇宙速度的速度進(jìn)入大氣層返回地球的關(guān)鍵技術(shù)。如圖所示,飛行器關(guān)閉發(fā)動機(jī)返回地球時(shí),在距地面5000km的太空中,以10.8km/s的速度飛向地球,從距地面大約120km的大氣層邊緣穿入大氣層,以跳躍式順利返回地球。飛行器在靠近地球但進(jìn)入大氣層之前,下列說法正確的有()A.加速度越來越小B.機(jī)械能保持不變C.若僅改變飛行方向,飛行器可能在大氣層外繞地球做勻速圓周運(yùn)動D.若僅改變飛行方向,飛行器可能從大氣層外再次遠(yuǎn)離地球飛向太空答案BD綜合篇知能轉(zhuǎn)換【綜合集訓(xùn)】拓展一開普勒行星運(yùn)動定律的應(yīng)用1.牛頓在思考萬有引力定律時(shí)就曾想,把物體從高山上水平拋出,速度一次比一次大,落點(diǎn)一次比一次遠(yuǎn)。如果速度足夠大,物體就不再落回地面,它將繞地球運(yùn)動,成為人造地球衛(wèi)星。牛頓設(shè)想的一顆衛(wèi)星,它沿橢圓軌道運(yùn)動。下列說法正確的是()A.地球的球心與橢圓的中心重合B.衛(wèi)星在近地點(diǎn)的速率小于在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速率C.衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度小于在近地點(diǎn)的加速度D.衛(wèi)星與橢圓中心的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積答案C2.我國即將展開深空探測,計(jì)劃在2020年通過一次發(fā)射,實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞探測和軟著陸巡視探測,已知太陽的質(zhì)量為M,地球、火星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑分別為R1和R2,速率分別為v1和v2,地球繞太陽運(yùn)行的周期為T。當(dāng)質(zhì)量為m的探測器被發(fā)射到以地球軌道上的A點(diǎn)為近日點(diǎn),火星軌道上的B點(diǎn)為遠(yuǎn)日點(diǎn)的軌道上圍繞太陽運(yùn)行時(shí)(如圖),只考慮太陽對探測器的作用,則()A.探測器在A點(diǎn)的加速度為vB.探測器在B點(diǎn)的加速度為4C.探測器在B點(diǎn)的動能為12mD.探測器沿橢圓軌道從A飛行到B的時(shí)間為12答案A拓展二天體質(zhì)量和密度的估算3.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動,其軌道半徑為r,運(yùn)動周期為T,地球半徑為R,引力常量為G,下列說法中正確的是()A.衛(wèi)星的線速度大小為v=2B.地球的質(zhì)量為M=4C.地球的平均密度為ρ=3D.地球表面重力加速度大小為g=4答案D4.已知引力常量G,那么在下列給出的各種情景中,能根據(jù)測量的數(shù)據(jù)求出月球密度的是()A.在月球表面使一個(gè)小球做自由落體運(yùn)動,測出落下的高度H和時(shí)間tB.發(fā)射一顆貼近月球表面繞月球做圓周運(yùn)動的飛船,測出飛船運(yùn)行的周期TC.觀察月球繞地球的圓周運(yùn)動,測出月球的直徑D和月球繞地球運(yùn)行的周期TD.發(fā)射一顆繞月球做圓周運(yùn)動的衛(wèi)星,測出衛(wèi)星離月球表面的高度H和衛(wèi)星的周期T答案B拓展三宇宙速度的有關(guān)計(jì)算5.使物體脫離星球的引力束縛,不再繞星球運(yùn)行,從星球表面發(fā)射所需的最小速度稱為第二宇宙速度,星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2=2v1。已知某星球的半徑為地球半徑R的4倍,質(zhì)量為地球質(zhì)量M的2倍,地球表面重力加速度為g。不計(jì)其他星球的影響,則該星球的第二宇宙速度為()A.12gR B.12gR C.答案C6.(多選)美國國家航空航天局宣布首次在太陽系外發(fā)現(xiàn)“類地”行星Kepler-186f。若宇航員乘坐宇宙飛船到達(dá)該行星表面進(jìn)行科學(xué)考察,在行星表面h高度(遠(yuǎn)小于行星半徑)處以初速度v水平拋出一個(gè)小球,測得水平位移為x。已知該行星半徑為R,自轉(zhuǎn)周期為T,引力常量為G。則下列說法正確的是()A.該行星表面的重力加速度為2B.該行星的質(zhì)量為2C.如果該行星存在一顆同步衛(wèi)星,其距行星表面高度為3hD.該行星的第一宇宙速度為v答案ABC拓展四衛(wèi)星的軌道參量7.如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖,已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運(yùn)動,a是地球同步衛(wèi)星,a和b的軌道半徑相同,且均為c的k倍,已知地球自轉(zhuǎn)周期為T。則()A.衛(wèi)星b也是地球同步衛(wèi)星B.衛(wèi)星a的向心加速度是衛(wèi)星c的向心加速度的k2倍C.衛(wèi)星c的周期為1kD.a、b、c三顆衛(wèi)星的運(yùn)行速度大小關(guān)系為va=vb=kvc答案C8.(2018山東煙臺質(zhì)檢,8,4分)科幻大片《星際穿越》是基于知名理論物理學(xué)家基普·索恩的黑洞理論,加入人物和相關(guān)情節(jié)改編而成的。電影中的黑洞花費(fèi)三十名研究人員將近一年的時(shí)間,用數(shù)千臺計(jì)算機(jī)精確模擬才得以實(shí)現(xiàn),讓我們看到了迄今為止最真實(shí)的黑洞模樣。若某黑洞的半徑R約為45km,質(zhì)量M和半徑R的關(guān)系滿足MR=c22G(其中c=3×108m/s,G為引力常量),A.108m/s2 B.1010m/s2C.1012m/s2 D.1014m/s2答案C應(yīng)用篇知行合一應(yīng)用一衛(wèi)星變軌問題的分析方法【應(yīng)用集訓(xùn)】1.(多選)航天器關(guān)閉動力系統(tǒng)后沿如圖所示的橢圓軌道繞地球運(yùn)動,A、B分別是軌道上的近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn),A位于地球表面附近。若航天器所受阻力不計(jì),以下說法正確的是()A.航天器運(yùn)動到A點(diǎn)時(shí)的速度等于第一宇宙速度B.航天器由A運(yùn)動到B的過程中萬有引力做負(fù)功C.航天器由A運(yùn)動到B的過程中機(jī)械能不變D.航天器在A點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度答案BC2.“軌道康復(fù)者”是“垃圾”衛(wèi)星的救星,被稱為“太空110”,它可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補(bǔ)充能源,延長衛(wèi)星的使用壽命。假設(shè)“軌道康復(fù)者”的軌道半徑為同步衛(wèi)星軌道半徑的15,其運(yùn)動方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致,軌道平面與地球赤道平面重合,下列說法正確的是(A.“軌道康復(fù)者”的加速度是同步衛(wèi)星加速度的5倍B.“軌道康復(fù)者”的線速度是同步衛(wèi)星線速度的5倍C.站在地球赤道上的人觀察到“軌道康復(fù)者”向西運(yùn)動D.“軌道康復(fù)者”可在高軌道上加速,以對接并拯救低軌道上的衛(wèi)星答案B應(yīng)用二雙星及多星問題【應(yīng)用集訓(xùn)】1.(2013山東理綜,20,5分)雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成,兩恒星在相互引力的作用下,分別圍繞其連線上的某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動。研究發(fā)現(xiàn),雙星系統(tǒng)演化過程中,兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)生變化。若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運(yùn)動的周期為T,經(jīng)過一段時(shí)間演化后,兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膋倍,兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍,則此時(shí)圓周運(yùn)動的周期為()A.n3k2T B.n3kT C.n答案B2.天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆星稱為雙星。若某雙星的質(zhì)量分別為M、m,間距為L,雙星各自圍繞其連線上的某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動,其角速度分別為ω1、ω2,質(zhì)量為M的恒星軌道半徑為R,已知引力常量為G,則描述該雙星運(yùn)動的上述物理量滿足()A.ω1<ω2 B.ω1>ω2C.GM=ω22(L-R)L2 D.Gm=ω答案C應(yīng)用三天體的追及相遇問題的分析方法【應(yīng)用集訓(xùn)】(多選)某行星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓,每過N年,該行星會運(yùn)行到日地連線的延長線上(相距最近),如圖所示,該行星與地球的公轉(zhuǎn)半徑之比為a,公轉(zhuǎn)周期之比為b,則()A.a=N+1N C.b=N+1N2答案BD【五年高考】A組基礎(chǔ)題組1.(2019課標(biāo)Ⅲ,15,6分)金星、地球和火星繞太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動,它們的向心加速度大小分別為a金、a地、a火,它們沿軌道運(yùn)行的速率分別為v金、v地、v火。已知它們的軌道半徑R金<R地<R火,由此可以判定()A.a金>a地>a火 B.a火>a地>a金C.v地>v火>v金 D.v火>v地>v金答案A2.(2017課標(biāo)Ⅲ,14,6分)2017年4月,我國成功發(fā)射的天舟一號貨運(yùn)飛船與天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室完成了首次交會對接,對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道(可視為圓軌道)運(yùn)行。與天宮二號單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比,組合體運(yùn)行的()A.周期變大 B.速率變大C.動能變大 D.向心加速度變大答案C3.(2019課標(biāo)Ⅱ,14,6分)2019年1月,我國嫦娥四號探測器成功在月球背面軟著陸。在探測器“奔向”月球的過程中,用h表示探測器與地球表面的距離,F表示它所受的地球引力,能夠描述F隨h變化關(guān)系的圖像是()答案D4.(2015山東理綜,15,6分)如圖,拉格朗日點(diǎn)L1位于地球和月球連線上,處在該點(diǎn)的物體在地球和月球引力的共同作用下,可與月球一起以相同的周期繞地球運(yùn)動。據(jù)此,科學(xué)家設(shè)想在拉格朗日點(diǎn)L1建立空間站,使其與月球同周期繞地球運(yùn)動。以a1、a2分別表示該空間站和月球向心加速度的大小,a3表示地球同步衛(wèi)星向心加速度的大小。以下判斷正確的是()A.a2>a3>a1 B.a2>a1>a3C.a3>a1>a2 D.a3>a2>a1答案D5.(2018課標(biāo)Ⅱ,16,6分)2018年2月,我國500m口徑射電望遠(yuǎn)鏡(天眼)發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J0318+0253”,其自轉(zhuǎn)周期T=5.19ms。假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體,已知引力常量為6.67×10-11N·m2/kg2。以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為()A.5×109kg/m3 B.5×1012kg/m3C.5×1015kg/m3 D.5×1018kg/m3答案C6.(2018課標(biāo)Ⅲ,15,6分)為了探測引力波,“天琴計(jì)劃”預(yù)計(jì)發(fā)射地球衛(wèi)星P,其軌道半徑約為地球半徑的16倍;另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍。P與Q的周期之比約為()A.2∶1 B.4∶1 C.8∶1 D.16∶1答案C7.(2016課標(biāo)Ⅰ,17,6分)利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星,可使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無線電通訊。目前,地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍。假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小,若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)上述目的,則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為()A.1h B.4h C.8h D.16h答案B8.(2019北京理綜,18,6分)2019年5月17日,我國成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)。該衛(wèi)星()A.入軌后可以位于北京正上方B.入軌后的速度大于第一宇宙速度C.發(fā)射速度大于第二宇宙速度D.若發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少答案DB組綜合題組1.(2018課標(biāo)Ⅰ,20,6分)(多選)2017年,人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波。根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過程,在兩顆中子星合并前約100s時(shí),它們相距約400km,繞二者連線上的某點(diǎn)每秒轉(zhuǎn)動12圈。將兩顆中子星都看做是質(zhì)量均勻分布的球體,由這些數(shù)據(jù)、引力常量并利用牛頓力學(xué)知識,可以估算出這一時(shí)刻兩顆中子星()A.質(zhì)量之積 B.質(zhì)量之和C.速率之和 D.各自的自轉(zhuǎn)角速度答案BC2.(2018北京理綜,17,6分)若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律,在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下,需要驗(yàn)證()A.地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的1/602 B.月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的1/602 C.自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的1/6 D.蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的1/60答案B3.(2019天津理綜,1,6分)2018年12月8日,肩負(fù)著億萬中華兒女探月飛天夢想的嫦娥四號探測器成功發(fā)射,“實(shí)現(xiàn)人類航天器首次在月球背面巡視探測,率先在月背刻上了中國足跡”。已知月球的質(zhì)量為M、半徑為R,探測器的質(zhì)量為m,引力常量為G,嫦娥四號探測器圍繞月球做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動時(shí),探測器的()A.周期為4π2r3C.角速度為Gmr3 D.答案A4.(2019江蘇單科,4,3分)1970年成功發(fā)射的“東方紅一號”是我國第一顆人造地球衛(wèi)星,該衛(wèi)星至今仍沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動。如圖所示,設(shè)衛(wèi)星在近地點(diǎn)、遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度分別為v1、v2,近地點(diǎn)到地心的距離為r,地球質(zhì)量為M,引力常量為G。則()A.v1>v2,v1=GMr B.v1>v2,v1>C.v1<v2,v1=GMr D.v1<v2,v1>答案B5.(2018天津理綜,6,6分)(多選)2018年2月2日,我國成功將電磁監(jiān)測試驗(yàn)衛(wèi)星“張衡一號”發(fā)射升空,標(biāo)志我國成為世界上少數(shù)擁有在軌運(yùn)行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一。通過觀測可以得到衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的周期,并已知地球的半徑和地球表面處的重力加速度。若將衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動看做是勻速圓周運(yùn)動,且不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響,根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計(jì)算出衛(wèi)星的()A.密度 B.向心力的大小C.離地高度 D.線速度的大小答案CD6.(2015課標(biāo)Ⅰ,21,6分)(多選)我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后,先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運(yùn)行;然后經(jīng)過一系列過程,在離月面4m高處做一次懸停(可認(rèn)為是相對于月球靜止);最后關(guān)閉發(fā)動機(jī),探測器自由下落。已知探測器的質(zhì)量約為1.3×103kg,地球質(zhì)量約為月球的81倍,地球半徑約為月球的3.7倍,地球表面的重力加速度大小約為9.8m/s2。則此探測器()A.在著陸前的瞬間,速度大小約為8.9m/sB.懸停時(shí)受到的反沖作用力約為2×103NC.從離開近月圓軌道到著陸這段時(shí)間內(nèi),機(jī)械能守恒D.在近月圓軌道上運(yùn)行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的線速度答案BD7.(2019課標(biāo)Ⅰ,21,6分)(多選)在星球M上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上,把物體P輕放在彈簧上端,P由靜止向下運(yùn)動,物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖中實(shí)線所示。在另一星球N上用完全相同的彈簧,改用物體Q完成同樣的過程,其a-x關(guān)系如圖中虛線所示。假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體。已知星球M的半徑是星球N的3倍,則()A.M與N的密度相等B.Q的質(zhì)量是P的3倍C.Q下落過程中的最大動能是P的4倍D.Q下落過程中彈簧的最大壓縮量是P的4倍答案ACC組教師專用題組1.(2016課標(biāo)Ⅲ,14,6分)關(guān)于行星運(yùn)動的規(guī)律,下列說法符合史實(shí)的是()A.開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上,導(dǎo)出了行星運(yùn)動的規(guī)律B.開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,總結(jié)出了行星運(yùn)動的規(guī)律C.開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動的規(guī)律,找出了行星按照這些規(guī)律運(yùn)動的原因D.開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動的規(guī)律,發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律答案B2.(2016天津理綜,3,6分)我國即將發(fā)射“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室,之后發(fā)射“神舟十一號”飛船與“天宮二號”對接。假設(shè)“天宮二號”與“神舟十一號”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動,為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對接,下列措施可行的是()A.使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行,然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對接B.使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行,然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對接C.飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速,加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室,兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對接D.飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速,減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室,兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對接答案C3.(2015廣東理綜,20,6分)(多選)在星球表面發(fā)射探測器,當(dāng)發(fā)射速度為v時(shí),探測器可繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動;當(dāng)發(fā)射速度達(dá)到2v時(shí),可擺脫星球引力束縛脫離該星球。已知地球、火星兩星球的質(zhì)量比約為10∶1,半徑比約為2∶1,下列說法正確的有()A.探測器的質(zhì)量越大,脫離星球所需要的發(fā)射速度越大B.探測器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C.探測器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等D.探測器脫離星球的過程中,勢能逐漸增大答案BD4.(2016四川理綜,3,6分)國務(wù)院批復(fù),自2016年起將4月24日設(shè)立為“中國航天日”。1970年4月24日我國首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星東方紅一號,目前仍然在橢圓軌道上運(yùn)行,其軌道近地點(diǎn)高度約為440km,遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約為2060km;1984年4月8日成功發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星運(yùn)行在赤道上空35786km的地球同步軌道上。設(shè)東方紅一號在遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度為a1,東方紅二號的加速度為a2,固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a3,則a1、a2、a3的大小關(guān)系為()A.a2>a1>a3 B.a3>a2>a1 C.a3>a1>a2 D.a1>a2>a3答案D5.(2017北京理綜,17,6分)利用引力常量G和下列某一組數(shù)據(jù),不能計(jì)算出地球質(zhì)量的是()A.地球的半徑及重力加速度(不考慮地球自轉(zhuǎn))B.人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運(yùn)動的速度及周期C.月球繞地球做圓周運(yùn)動的周期及月球與地球間的距離D.地球繞太陽做圓周運(yùn)動的周期及地球與太陽間的距離答案D6.(2016江蘇單科,7,4分)(多選)如圖所示,兩質(zhì)量相等的衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運(yùn)動,用R、T、Ek、S分別表示衛(wèi)星的軌道半徑、周期、動能、與地心連線在單位時(shí)間內(nèi)掃過的面積。下列關(guān)系式正確的有()A.TA>TB B.EkA>EkBC.SA=SB D.RA3答案AD7.(2015北京理綜,16,6分)假設(shè)地球和火星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動,已知地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離,那么()A.地球公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期B.地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度C.地球公轉(zhuǎn)的加速度小于火星公轉(zhuǎn)的加速度D.地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度答案D8.(2015四川理綜,5,6分)登上火星是人類的夢想,“嫦娥之父”歐陽自遠(yuǎn)透露:中國計(jì)劃于2020年登陸火星。地球和火星公轉(zhuǎn)視為勻速圓周運(yùn)動,忽略行星自轉(zhuǎn)影響。根據(jù)下表,火星和地球相比()行星半徑/m質(zhì)量/kg軌道半徑/m地球6.4×1066.0×10241.5×1011火星3.4×1066.4×10232.3×1011A.火星的公轉(zhuǎn)周期較小B.火星做圓周運(yùn)動的加速度較小C.火星表面的重力加速度較大D.火星的第一宇宙速度較大答案B9.(2017江蘇單科,6,4分)(多選)“天舟一號”貨運(yùn)飛船于2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空。與“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室對接前,“天舟一號”在距地面約380km的圓軌道上飛行,則其()A.角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度B.線速度小于第一宇宙速度C.周期小于地球自轉(zhuǎn)周期D.向心加速度小于地面的重力加速度答案BCD10.(2015天津理綜,8,6分)(多選)P1、P2為相距遙遠(yuǎn)的兩顆行星,距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星s1、s2做勻速圓周運(yùn)動。圖中縱坐標(biāo)表示行星對周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a,橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方,兩條曲線分別表示P1、P2周圍的a與r2的反比關(guān)系,它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同。則()A.P1的平均密度比P2的大B.P1的“第一宇宙速度”比P2的小C.s1的向心加速度比s2的大D.s1的公轉(zhuǎn)周期比s2的大答案AC11.(2015重慶理綜,2,6分)宇航員王亞平在“天宮1號”飛船內(nèi)進(jìn)行了我國首次太空授課,演示了一些完全失重狀態(tài)下的物理現(xiàn)象。若飛船質(zhì)量為m,距地面高度為h,地球質(zhì)量為M,半徑為R,引力常量為G,則飛船所在處的重力加速度大小為()A.0B.GM(R+h)2答案B12.(2014天津理綜,3,6分)研究表明,地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢,3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時(shí)。假設(shè)這種趨勢會持續(xù)下去,地球的其他條件都不變,未來人類發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比()A.距地面的高度變大 B.向心加速度變大C.線速度變大 D.角速度變大答案A13.(2015海南單科,6,3分)若在某行星和地球上相對于各自的水平地面附近相同的高度處、以相同的速率平拋一物體,它們在水平方向運(yùn)動的距離之比為2∶7。已知該行星質(zhì)量約為地球的7倍,地球的半徑為R。由此可知,該行星的半徑約為()A.12R B.72R C.2R D.答案C【三年模擬】時(shí)間:30分鐘分值:45分一、單項(xiàng)選擇題(每小題3分,共21分)1.(2020屆山東等級考模擬,5)2019年10月28日發(fā)生了天王星沖日現(xiàn)象,即太陽、地球、天王星處于同一直線,此時(shí)是觀察天王星的最佳時(shí)間。已知日地距離為R0,天王星和地球的公轉(zhuǎn)周期分別為T和T0,則天王星與太陽的距離為()A.3T2T02R0C.3T02T2R0答案A2.(2020屆山東德州期中,9)2019年NASA發(fā)現(xiàn)距地球31光年的“超級地球”——GJ357d,質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6倍,半徑大小是地球的2倍,繞母星公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間是55.7天,若已知地球的第一宇宙速度v0,則根據(jù)以上信息可以算出“超級地球”的()A.第一宇宙速度 B.密度C.母星的質(zhì)量 D.公轉(zhuǎn)的線速度答案A3.(2020屆山東臨沂期中,5)如圖所示,一顆人造衛(wèi)星原來在橢圓軌道1繞地球E運(yùn)行,在P點(diǎn)變軌后進(jìn)入軌道2做勻速圓周運(yùn)動,則下列說法正確的是()A.無論在軌道1還是軌道2運(yùn)行,衛(wèi)星在P點(diǎn)的動能都相同B.無論在軌道1還是軌道2運(yùn)行,衛(wèi)星在P點(diǎn)的加速度相同C.衛(wèi)星在軌道1的運(yùn)行周期大于衛(wèi)星在軌道2的運(yùn)行周期D.衛(wèi)星沿軌道2運(yùn)行時(shí)的任何位置都具有相同動量答案B4.(2019山東青島一模,14)春節(jié)期間非常火爆的電影《流浪地球》講述了若干年后太陽內(nèi)部氫轉(zhuǎn)氦的速度加快,形成“氦閃”產(chǎn)生巨大的能量會使地球融化,核反應(yīng)方程為

12H+13H

24He+X。人類為了生存,通過給地球加速使其逃離太陽系,最終到達(dá)4.25光年外的比鄰星系的某軌道繞比鄰星做勻速圓周運(yùn)動,引力常量為A.核反應(yīng)方程式中的X為正電子B.地球要脫離太陽系需加速到第二宇宙速度C.若已知地球在比鄰星系內(nèi)的軌道半徑和環(huán)繞周期,則可確定出比鄰星的密度D.若已知地球在比鄰星系內(nèi)的軌道半徑和環(huán)繞周期,則可確定出比鄰星的質(zhì)量答案D5.(2019山東濰坊二模,16)如圖所示,繞月空間站繞月球做勻速圓周運(yùn)動,航天飛機(jī)僅在月球引力作用下沿橢圓軌道運(yùn)動,M點(diǎn)是橢圓軌道近月點(diǎn),為實(shí)現(xiàn)航天飛機(jī)在M點(diǎn)與空間站對接,航天飛機(jī)在即將到達(dá)M點(diǎn)前經(jīng)歷短暫減速后與空間站對接。下列說法正確的是()A.航天飛機(jī)沿橢圓軌道運(yùn)行的周期大于空間站的周期B.航天飛機(jī)對接前短暫減速過程中,機(jī)內(nèi)物體處于完全失重狀態(tài)C.航天飛機(jī)與空間站對接前后機(jī)械能增加D.航天飛機(jī)在對接前短暫減速過程中機(jī)械能不變答案A6.(2019山東淄博一模,15)2018年12月8日,“嫦娥四號”月球探測器在我國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功,并實(shí)現(xiàn)人類首次月球背面軟著陸。“嫦娥四號”從環(huán)月圓軌道Ⅰ上的P點(diǎn)實(shí)施變軌,進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ,由近月點(diǎn)Q落月,如圖所示。關(guān)于“嫦娥四號”,下列說法正確的是()A.沿軌道Ⅰ運(yùn)行至P點(diǎn)時(shí),需加速才能進(jìn)入軌道ⅡB.沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期大于沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期C.沿軌道Ⅱ運(yùn)行經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的加速度等于沿軌道Ⅰ運(yùn)行經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的加速度D.沿軌道Ⅱ從P點(diǎn)運(yùn)行到Q點(diǎn)的過程中,月球?qū)μ綔y器的萬有引力做的功為零答案C7.(2019山東聊城一模,16)嫦娥四號探測器平穩(wěn)落月,全國人民為之振奮。已知嫦娥四號探測器在地球上受到的重力為G1,在月球上受到月球的引力為G2,地球的半徑為R1,月球的半徑為R2,地球表面處的重力加速為g。則下列說法正確的是()A.月球表面處的重力加速度為G1B.月球與地球的質(zhì)量之比為GC.若嫦娥四號在月球表面附近做勻速圓周運(yùn)動,周期為2πRD.月球與地球的第一宇宙速度之比為G答案C二、多項(xiàng)選擇題(每小題4分,共16分)8.(2020屆山東菏澤期中,10)宇宙中,兩顆靠得比較近的恒星,只受到彼此之間的萬有引力作用互相繞轉(zhuǎn),稱之為雙星系統(tǒng)。在浩瀚的銀河系中,多數(shù)恒星都是雙星系統(tǒng)。設(shè)某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,如圖所示,若AO>