解析匯編物理專題06萬有引力定律與航天-（原卷版）

專題06萬有引力定律與航天1．（2019·新課標全國Ⅰ卷）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2．（2019·新課標全國Ⅱ卷）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(xiàn)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3．（2019·新課標全國Ⅲ卷）金星、地球和火星繞太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運動，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(chǎn)金>a地>a火 B．a(chǎn)火>a地>a金C．v地>v火>v金 D．v火>v地>v金4．（2019·北京卷）2019年5月17日，我國成功發(fā)射第45顆北斗導航衛(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5．（2019·天津卷）2018年12月8日，肩負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、半徑為，探測器的質(zhì)量為，引力常量為，嫦娥四號探測器圍繞月球做半徑為的勻速圓周運動時，探測器的A．周期為 B．動能為C．角速度為 D．向心加速度為6．（2019·江蘇卷）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動．如圖所示，設(shè)衛(wèi)星在近地點、遠地點的速度分別為v1、v2，近地點到地心的距離為r，地球質(zhì)量為M，引力常量為G。則A． B．C． D．7．（2019·浙江選考）20世紀人類最偉大的創(chuàng)舉之一是開拓了太空的全新領(lǐng)域?，F(xiàn)有一艘遠離星球在太空中直線飛行的宇宙飛船，為了測量自身質(zhì)量，啟動推進器，測出飛船在短時間Δt內(nèi)速度的改變?yōu)棣，和飛船受到的推力F（其它星球?qū)λ囊珊雎裕?。飛船在某次航行中，當它飛近一個孤立的星球時，飛船能以速度v，在離星球的較高軌道上繞星球做周期為T的勻速圓周運動。已知星球的半徑為R，引力常量用G表示。則宇宙飛船和星球的質(zhì)量分別是A．， B．，C．， D．，8．（2019·廣東省汕尾市高三模擬）2018年11月1日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭成功發(fā)射第41顆北斗導航衛(wèi)星。這顆衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）。取地球半徑為R=6.4×106m，地球表面重力加速度g=9.8m/s2。下列說法正確的是A．該衛(wèi)星到地面的高度約為B．該衛(wèi)星的線速度約為C．該衛(wèi)星發(fā)出的電磁波信號傳播到地面經(jīng)過時間約為1sD．該衛(wèi)星做圓周運動的加速度小于月球繞地球做圓周運動的加速度9．（2019·湖南省懷化市高三二模）2018年12月8日，嫦娥四號發(fā)射升空。將實現(xiàn)人類歷史上首次月球背面登月。隨著嫦娥奔月夢想的實現(xiàn)，我國不斷刷新深空探測的中國高度。嫦娥衛(wèi)星整個飛行過程可分為三個軌道段：繞地飛行調(diào)相軌道段、地月轉(zhuǎn)移軌道段、繞月飛行軌道段我們用如圖所示的模型來簡化描繪嫦娥衛(wèi)星飛行過程，假設(shè)調(diào)相軌道和繞月軌道的半長軸分別為a、b，公轉(zhuǎn)周期分別為T1、T2。關(guān)于嫦娥衛(wèi)星的飛行過程，下列說法正確的是A．B．嫦娥衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道上運行的速度應(yīng)大于11.2km/sC．從調(diào)相軌道切入到地月轉(zhuǎn)移軌道時，衛(wèi)星在P點必須減速D．從地月轉(zhuǎn)移軌道切入到繞月軌道時，衛(wèi)星在Q點必須減速10．（2019·四川省成都市高三三模）2019年初，《流浪地球》的熱映激起了人們對天體運動的廣泛關(guān)注。木星的質(zhì)量是地球的317.89倍，已知木星的一顆衛(wèi)星甲的軌道半徑和地球的衛(wèi)星乙的軌道半徑相同，且它們均做勻速圓周運動，則下列說法正確的是A．衛(wèi)星甲的周期可能大于衛(wèi)星乙的周期B．衛(wèi)星甲的線速度可能小于衛(wèi)星乙的線速度C．衛(wèi)星甲的向心加速度一定大于衛(wèi)星乙的向心加速度D．衛(wèi)星甲所受的萬有引力一定大于衛(wèi)星乙所受的萬有引力11．（2019·北京市通州區(qū)高考物理二模）用傳感器測量一物體的重力時，發(fā)現(xiàn)在赤道測得的讀數(shù)與其在北極的讀數(shù)相差大約3‰。如圖所示，如果認為地球是一個質(zhì)量分布均勻的標準球體，下列說法正確的是A．在北極處物體的向心力為萬有引力的3‰B．在北極處物體的重力為萬有引力的3‰C．在赤道處物體的向心力為萬有引力的3‰D．在赤道處物體的重力為萬有引力的3‰12．（2019·江蘇省揚州中學高三模擬）2019年4月10日，天文學家召開全球新聞發(fā)布會，宣布首次直接拍攝到黑洞的照片如圖所示。黑洞是一種密度極大、引力極大的天體，以至于光都無法逃逸（光速為c）。若黑洞的質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G，其逃逸速度公式為。如果天文學家觀測到一天體以速度v繞某黑洞做半徑為r的勻速圓周運動，則下列說法正確的有A．B．M=Gv2rC．該黑洞的最大半徑為D．該黑洞的最小半徑為13．（2019·福建省泉州市高三質(zhì)量檢查）如圖，虛線I、Ⅱ、Ⅲ分別表示地球衛(wèi)星的三條軌道，其中軌道I為與第一宇宙速度7.9km/s對應(yīng)的近地環(huán)繞圓軌道，軌道Ⅱ為橢圓軌道，軌道Ⅲ為與第二宇宙速度11.2km/s對應(yīng)的脫離軌道，a、b、c三點分別位于三條軌道上，b點為軌道Ⅱ的遠地點，b、c點與地心的距離均為軌道I半徑的2倍，則A．衛(wèi)星在軌道Ⅱ的運行周期為軌道I的2倍B．衛(wèi)星經(jīng)過a點的速率為經(jīng)過b點的倍C．衛(wèi)星在a點的加速度大小為在c點的4倍D．質(zhì)量相同的衛(wèi)星在b點的機械能小于在c點的機械能14．（2019·東北三省四市高考二模）繼“好奇”號之后，“洞察”號再次探訪火星，使火星再次成為人類最為關(guān)注的行星。已知它的直徑約是地球的一半，質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/10，表面積相當于地球陸地面積自轉(zhuǎn)周期與地球十分接近，到太陽的距離約是日地距離的1.5倍。根據(jù)以上信息可知A．火星表面的重力加速度約是地球的0.4倍B．火星的第一宇宙速度約為地球的1.6倍C．火星的同步衛(wèi)星軌道半徑約為地球的1倍D．火星的公轉(zhuǎn)周期約1.8年15．（2019·山西省太原市第五中學高三模擬）已知某衛(wèi)星在赤道上空軌道半徑為r1的圓形軌道上繞地運行的周期為T，衛(wèi)星運動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同