專題05-萬有引力和航天-2016年高考、聯(lián)考分類匯編（原卷版）

1/72016高考+聯(lián)考模擬物理試題分項(xiàng)解析專題05萬有引力和航天一、選擇題1．【2016·全國(guó)新課標(biāo)Ⅲ卷】關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)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(dòng)的規(guī)律B．開普勒在天文觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律C．開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因D．開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律2．【2016·北京卷】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(dòng)。下列說法正確的是（）A．不論在軌道1還是軌道2運(yùn)行，衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度都相同B．不論在軌道1還是軌道2運(yùn)行，衛(wèi)星在P點(diǎn)的加速度都相同C．衛(wèi)星在軌道1的任何位置都具有相同加速度D．衛(wèi)星在軌道2的任何位置都具有相同動(dòng)量3．【2016·四川卷】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(hào)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(hào)在遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度為a1，東方紅二號(hào)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．a(chǎn)2＞a1＞a3B．a(chǎn)3＞a2＞a1C．a(chǎn)3＞a1＞a2D．a(chǎn)1＞a2＞a34．【2016·天津卷】我國(guó)即將發(fā)射“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，之后發(fā)生“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”對(duì)接。假設(shè)“天宮二號(hào)”與“神舟十一號(hào)”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)接5．【2016·全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷】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．1hB．4hC．8hD．16h6．【2016·海南卷】通過觀測(cè)冥王星的衛(wèi)星，可以推算出冥王星的質(zhì)量。假設(shè)衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，除了引力常量外，至少還需要兩個(gè)物理量才能計(jì)算出冥王星的質(zhì)量。這兩個(gè)物理量可以是（）A．衛(wèi)星的速度和角速度B．衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑C．衛(wèi)星的質(zhì)量和角速度D．衛(wèi)星的運(yùn)行周期和軌道半徑7．【2016·江蘇卷】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(dòng)，用R、T、Ek、S分別表示衛(wèi)星的軌道半徑、周期、動(dòng)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>TBB．EkA>EkBC．SA=SBD．二、非選擇題8．【2016·上海卷】?jī)深w衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的周期之比為27:1，則它們的角速度之比為__________，軌道半徑之比為___________。1．【2016·開封市5月質(zhì)檢（最后一卷）】北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)將由35顆衛(wèi)星組成，衛(wèi)星的軌道有三種：地球同步軌道、中地球軌道和傾斜軌道。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．B．C．D．2．【2016·淮安市5月最后一卷】科學(xué)家預(yù)測(cè)銀河系中所有行星的數(shù)量大概在2萬億-3萬億之間。日前在銀河系發(fā)現(xiàn)一顆類地行星，半徑是地球半徑的兩倍，質(zhì)量是地球質(zhì)量的三倍。衛(wèi)星a、b分別繞地球、類地行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們距中心天體表面的高度均等于地球的半徑。則衛(wèi)星a、b的（）A．線速度之比為1∶QUOTEB．角速度之比為3∶QUOTEC．周期之比為∶D．加速度之比為4∶33．【2016·鄭州市5月質(zhì)檢（最后一卷）】如圖所示，a、b為環(huán)繞某紅矮星運(yùn)行的行星，a行星的運(yùn)行軌道為圓軌道，b行星的運(yùn)行軌道為橢圓軌道，兩軌道和紅矮星都在同一平面內(nèi)。已知a行星的公轉(zhuǎn)周期為18天，則下列說法正確的是（）A．b行星的公轉(zhuǎn)周期大于18天B．b行星在軌道上運(yùn)行的最大速度小于a行星的速度C．若已知b行星軌道半長(zhǎng)軸，可求得紅矮星的密度D．若已知a行星的軌道半徑，可求得紅矮星的質(zhì)量4．【2016·安徽師大附中最后一卷】據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)道，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆距離地球僅14光年的“另一個(gè)地球”—沃爾夫（Wolf）1061c。沃爾夫1061c的質(zhì)量為地球的4倍，圍繞紅矮星沃爾夫1061運(yùn)行的周期為5天，它是迄今為止在太陽系外發(fā)現(xiàn)的距離最近的宜居星球。設(shè)想從地球發(fā)射一顆科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星圍繞沃爾夫1061c表面運(yùn)行．已知萬有引力常量為G，天體的環(huán)繞運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則下列說法正確的是（）A．從地球發(fā)射該衛(wèi)星的速度應(yīng)該小于第三宇宙速度B．衛(wèi)星繞行星沃爾夫1061c運(yùn)行的周期與該衛(wèi)星的密度有關(guān)C．沃爾夫1061c和地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的三次方之比等于D．若已知探測(cè)衛(wèi)星的周期和地球的質(zhì)量，可近似求出沃爾夫1061c的半徑5．【2016·商丘市5月三模】地質(zhì)勘探發(fā)現(xiàn)某地區(qū)表面的重力加速度發(fā)生了較大的變化，懷疑地下有空腔區(qū)域。進(jìn)一步探測(cè)發(fā)現(xiàn)在地面p點(diǎn)的正下方有一球形空腔區(qū)域儲(chǔ)藏有天然氣，如圖所示。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(cè)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．B．C．D．6．【2016·哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)第三次模擬】有研究表明，目前月球遠(yuǎn)離地球的速度是每年。則10億年后月球與現(xiàn)在相比（）A．繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期變小B．繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度變大C．繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度變小D．地月之間的引力勢(shì)能變小7．【2016·襄陽市第五中學(xué)5月模擬最后一卷】暗物質(zhì)是二十一世紀(jì)物理學(xué)之謎，對(duì)該問題的研究可能帶來一場(chǎng)物理學(xué)的革命。為了探測(cè)暗物質(zhì)，我國(guó)在2015年12月17日成功發(fā)射了一顆被命名為“悟空”的暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星。已知“悟空”在低于同步衛(wèi)星的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t（t小于其運(yùn)動(dòng)周期），運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為s，與地球中心連線掃過的角度為β（弧度），引力常量為G，則下列說法中正確的是（）A．“悟空”的線速度大于第一宇宙速度B．“悟空”的環(huán)繞周期為C．“悟空”的向心加速度小于地球同步衛(wèi)星的向心加速度D．“悟空”的質(zhì)量為8．【2016·淄博市、萊蕪市5月二模（最后一卷）】“超級(jí)地球”是指圍繞恒星公轉(zhuǎn)的類地行星。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有兩顆未知質(zhì)量的不同“超級(jí)地球”環(huán)繞同一顆恒星公轉(zhuǎn)，周期分別為T1和T2。根據(jù)上述信息可以計(jì)算兩顆“超級(jí)地球”的（）A．角速度之比B．向心加速度之比C．質(zhì)量之比D．所受引力之比9．【2016·揭陽市5月二模（最后一卷）】已知地球自轉(zhuǎn)周期為T0，有一顆與同步衛(wèi)星在同一軌道平面的低軌道衛(wèi)星，自西向東繞地球運(yùn)行，其運(yùn)行半徑為同步軌道半徑的四分之一，該衛(wèi)星兩次在同一城市的正上方出現(xiàn)的時(shí)間間隔可能是（）A．B．C．D．10．【2016·濟(jì)南市5月模擬（最后一卷）】2016年4月24日為首個(gè)“中國(guó)航天日”，中國(guó)航天事業(yè)取得了舉世矚目的成績(jī)，我國(guó)于16年1月啟動(dòng)了火星探測(cè)計(jì)劃，假設(shè)將來人類登上了火星，航天員考察完畢后，乘坐宇宙飛船離開火星時(shí)，經(jīng)歷了如圖所示的變軌過程，則有關(guān)這艘飛船的下列說法，正確的是（）A．飛船在軌道I上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度小于在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度B．飛船繞火星在軌道I上運(yùn)動(dòng)的周期跟飛船返回地面的過程中繞地球以與軌道I同樣的軌道半徑運(yùn)動(dòng)的周期相同C．飛船在軌道III上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度大于飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度D．飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速度11．【2016·蘇北三市（徐州市、連云港市、宿遷市）最后一卷聯(lián)考】2016年1月20日，美國(guó)天文學(xué)家MichaelBrown推測(cè)：太陽系有第九個(gè)大行星，其質(zhì)量約為地球質(zhì)量的10倍，直徑約為地球直徑的4倍，到太陽的平均距離約為地球到太陽平均距離的600倍，萬有引力常量G已知．下列說法正確的有（）A．該行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的周期在1～2萬年之間B．由題中所給的條件可以估算出太陽的密度C．該行星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度D．該行星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度12．【2016·威海市5月第二次模擬（最后一卷）】1970年4月24日，我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”發(fā)射成功，拉開了中國(guó)人探索宇宙奧秘、和平利用太空、造福人類的序幕。自2016年起，我國(guó)將每年4月24日設(shè)立為“中國(guó)航天日”。繼嫦娥三號(hào)之后，嫦娥四號(hào)將于2018年前后發(fā)射，首次探秘月球背面，它將實(shí)現(xiàn)人類航天器在月球背面的首次著陸。為“照亮”嫦