2022届高三物理一轮复习-万有引力与航天专项练习【含答案】

1、 万有引力与航天专项练习1火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知()A太阳位于木星运行轨道的中心B火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积2.两个质量均匀的球形物体，两球心相距r时它们之间的万有引力为F，若将两球的半径都加倍，两球心的距离也加倍，它们之间的作用力为()A2FB4FC8FD16F3.宇航员王亚平在“天宫一号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量

2、为G，则飞船所在处的重力加速度大小为()A0 Beq f(GM,(Rh)2)Ceq f(GMm,(Rh)2) Deq f(GM,h2)4.(2019全国卷)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火。已知它们的轨道半径R金R地a地a火Ba火a地a金Cv地v火v金Dv火v地v金52019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)该卫星()A入轨后可以位于北京正上方B入轨后的速度大于第一宇宙速度C发射速度大于第二宇宙速度D若发射到近地圆轨道所需能量较少6“三号卫

3、星”的工作轨道为地球同步轨道，离地高度为h，设地球半径为R，则关于地球赤道上静止的物体、地球近地环绕卫星和“三号卫星”的有关物理量下列说法中正确的是（ ）A赤道上物体与“三号卫星”的线速度之比为B近地卫星与“三号卫星”的角速度之比为C近地卫星与“三号卫星”的周期之比为D赤道上物体与“三号卫星”的向心加速度之比为7.据报道：我国第一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”将于2007年在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空假设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，若已知该卫星的运行周期、月球的半径、万有引力常量，以下物理量中不可求出的是（）A探测卫星的质量B月球的密度C月球的质量D月球表面的重力加

4、速度8.假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G。地球的密度为()Aeq f(3g0g,GT2g0)Beq f(3g0,GT2g0g)Ceq f(3,GT2)Deq f(3g0,GT2g)9.宇航员站在某一星球距其表面h高度处，以某一速度沿水平方向抛出一个小球，经过时间t后小球落到星球表面已知该星球的半径为R，引力常量为G，则该星球的质量为()Aeq f(2hR2,Gt2) Beq f(2hR2,Gt)Ceq f(2hR,Gt2) Deq f(Gt2,2hR2)10如图所示，A、B为两颗在不同轨道上绕地球做匀

5、速圆周运的卫星，A的轨道半径大于B的轨道半径，用vA、vB分别表示A、B线速度大小，用TA、TB表示A、B卫星的周期，aA、aB表示向心加速度大小，FA、FB表示其万有引力大小，A、B表示其角速度大小，则正确的是（ ）AvA vB、aA aB、A B、FA FBBvA vB、aA TBCTA TB、vA vB、FA = FBDTA FB、aA aB11.如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先从发射点P进入椭圆轨道，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道，则不正确的是()A该卫星在P点的速度大于7.9 km/s，且小于11.2 km/sB卫星在同步轨道上的运行速度大于7.9

6、km/sC在轨道上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度D卫星在Q点通过加速实现由轨道进入轨道12.假设将來一艘飞船靠近火星时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法正确的是（）A飞船在轨道上运动到P点的速度小于在轨道轨道上运动到P点的速度B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C飞船在轨道I上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道上运动到P点时的加速度D飞船在轨道上运动时的周期小于在轨道I上运动时的周期132019年4月10日21点，天文学家在全球六地（比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京、美国华盛顿）同步发布了人类首张黑洞照片探寻黑洞的方案之一是观测

7、双星系统的运动规律天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成将两星视为质点，不考虑其他天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T（1）可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为m1、m2，试求m（用m1、m2表示）；（2）求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式；答案：1.答案：C解析：选C太阳位于木星运行轨道的一个焦点上，A错误；不同的行星对应不同的运行

8、轨道，运行速度大小也不相同，B错误；同一行星与太阳连线在相等时间内扫过的面积才能相同，D错误；由开普勒第三定律得eq f(r火3,T火2)eq f(r木3,T木2)，故eq f(T火2,T木2)eq f(r火3,r木3)，C正确。2.答案：D解析：选D由Meq f(4,3)R3可知，两球半径加倍后，其质量M8M，又r2r，由万有引力定律：Feq f(GMM,r2)，Feq f(GMM,r2)，可得F16F，选项D正确。3.答案：B解析：选B飞船受的万有引力等于在该处所受的重力，即Geq f(Mm,(Rh)2)mg，得geq f(GM,(Rh)2)，选项B正确4.答案：A解析：选A行星绕太阳做圆

9、周运动时，由牛顿第二定律和圆周运动知识：由Geq f(Mm,R2)ma得向心加速度aeq f(GM,R2)，由Geq f(Mm,R2)meq f(v2,R)得速度v eq r(f(GM,R)，由于R金R地R火，所以a金a地a火，v金v地v火，选项A正确。5.答案：D解析：选D同步卫星只能位于赤道正上方，A错由eq f(GMm,r2)eq f(mv2,r)知，卫星的轨道半径越大，环绕速度越小，因此入轨后的速度小于第一宇宙速度(近地卫星的速度)，B错同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度、小于第二宇宙速度，C错若该卫星发射到近地圆轨道，所需发射速度较小，所需能量较少，D对6.【答案】C【解析】A项：由

10、于三号星为同步卫星，故其周期与地球自转周期相同，由 ，所以赤道上物体与“三号卫星”的线速度之比为，故A错误；B项：由万有引力提供向心力的周期表达式可得：，所以近地卫星与“三号卫星”的角速度之比为，故B错误；C项：由公式 ，所以近地卫星与“三号卫星”的周期之比为，故C正确；D项：由于三号星为同步卫星，故其周期与地球自转周期相同，由，所以赤道上物体与“三号卫星”的向心加速度之比为，故D错误7.【答案】A【解析】根据已知信息，可得可求得月球表面的重力加速度为可求得月球的质量为由月球的质量，可得月球的密度为因此可联立求解月球的质量、密度和月球表面重力加速度，只有探测卫星质量不能求。故选A。8.答案B解

11、析物体在地球的两极时，mg0Geq f(Mm,R2)，物体在赤道上时，mgmeq blc(rc)(avs4alco1(f(2,T)2RGeq f(Mm,R2)，Meq f(4,3)R3，解得地球的密度eq f(3g0,GT2g0g)。故选项B正确，A、C、D错误。9.答案：A解析：选A设该星球表面的重力加速度为g，小球在星球表面做平抛运动，heq f(1,2)gt2.设该星球的质量为M，在星球表面有mgGeq f(Mm,R2).由以上两式得，该星球的质量为Meq f(2hR2,Gt2)，A正确10.【答案】B【解析】ABCD卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则解得，由上述计算结果可

12、知，轨道半径r越大，加速度a、线速度v、角速度都越小，只有周期T越大。因为rA rB，所以aA aB、vA vB、A TB，又因为A、B卫星的质量大小关系未知，所以A、B卫星的万有引力FA、FB的大小无法比较，故B正确，ACD错误。故选B。11.答案：B解析：地球卫星的发射速度应大于7.9 km/s且小于11.2 km/s，故A正确；环绕地球做圆周运动的人造卫星，最大的运行速度是7.9 km/s，故B错误；P点比Q点离地球近些，故在轨道上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度，C正确；卫星在Q点通过加速实现由轨道进入轨道，故D正确。12.【答案】B【解析】A飞船从轨道到轨道I时做向心运动，所以要减速，所以飞船在轨道上运动到P点的速度大于在轨道轨道上运动到P点的速度，故A错误；B由公式，解得：密度故B正确；C不管在那个轨道上飞船在P点受到的万有引力是相等的，为飞船提供加速度，所以加速度相等，故C错误；D由