高三物理备考一轮复习：万有引力与航天能力提升卷

高三物理高考备考一轮复习万有引力与航天能力提升卷一、单选题（共7题，每题5分，共35分）1．已知地球质量为，半径为，自转周期为，地球同步卫星质量为，引力常量为，有关同步卫星，下列表述中正确的是（）A．卫星的运行速度可能等于第一宇宙速度B．卫星距离地面的高度为C．卫星运行的向心加速度大于地球表面的重力加速度D．卫星运行的向心速度等于地球赤道表面物体的向心加速度2．我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统由数十颗卫星构成，目前已经向“一带一路”相关国家提供相关服务。设想其中一颗人造卫星在发射过程中，原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动如图所示。下列说法正确的是（）A．卫星在轨道1的任何位置都具有相同动能B．卫星在轨道2的任何位置都具有相同加速度C．在轨道1与在轨道2运行比较，卫星在P点的动能不同D．在轨道1上的运转周期大于在轨道2上运转周期3．2020年6月23日，中国“北斗三号”全球导航收官之星成功发射。目前在轨的“北斗三号”卫星共有30颗，包括24颗中圆地球轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道卫星和3颗地球静止轨道卫星，此次发射的卫星属地球静止轨道卫星，该卫星（）A．周期为12h B．做匀变速运动C．可以定点在丹东上空 D．角速度比月球绕地球公转的角速度大4．“天问一号”到达火星附近后“刹车”被火星捕获，进入环火椭圆轨道，如图所示，P为近火点，Q为远火点，卫星在环火轨道上运行的周期为T，假设“天问一号”沿逆时针方向运行，从P到M所用时间为，与火星中心连线从P到M扫过的面积与从Q到N扫过的面积相等，不计空气阻力，则“天问一号”在一个周期内（）A．在N点的加速度比在M点大 B．从M运动到N所用时间为C．从P运动到Q机械能越来越小 D．从P运动到Q克服火星引力做功的功率越来越小5．2020年6月23日9时43分，“北斗三号”最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心成功发射第55颗北斗导航卫星，至此，北斗全球定位系统组网卫星部署圆满收官，该卫星为地球静止轨道卫星，距离地面的距离约为3.6万千米。已知火星质量约为地球的，半径约为地球的，火星自转周期与地球自转周期大致相等，若要发射一颗火星静止轨道卫星，则火星静止轨道卫星距离火星表面高度约为（地球半径为6400千米）（）A．0.4万千米 B．1.2万千米 C．1.8万千米 D．2.1万千米6．2021年6月，中国神舟十二号载人飞船成功发射升空，与天和核心舱及天舟二号组合体成功对接，将中国三名航天员送入“太空家园”，核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的.下列说法正确的是（）A．核心舱在轨道上飞行的周期小于24hB．宇航员在“太空家园”相对地球表面是静止的C．核心舱在轨道上飞行的速度大于第一宇宙速度D．宇航员在“太空家园”受地球的万有引力大小约为地面时的7．2021年9月17号下午，载着三名航天员的神舟十二号载人飞船返回舱成功在“东风”着陆场着陆，创造了中国航天的新记录神舟十二号载人飞船是在16号上午与“天和”号空间站核心舱分离后返回地球的，分离后核心舱的轨道可视为不变。关于神舟十二号飞船和“天和”号核心舱的运动，以下说法正确的是（）A．与飞船分离后，核心舱受到的向心力将减小B．与飞船分离后，核心舱运行的线速度将增大C．只需要测量地面的重力加速度和核心舱的运行周期即可算出核心舱的轨道高度D．飞船需要通过制动减速以返回地球二、多选题（共5题，每题5分，共25分）8．人造地球卫星的成功发射一般经过三个阶段，即卫星依次完成近地轨道、转移轨道、预定轨道。。其中近地轨道和预定轨道可认为是卫星做匀速园周运动，转移轨道是椭圆轨道。下图为同一颗人造卫星的变轨原理简图∶I为近地圆轨道，II为预定圆轨道，III为转移轨道即椭圆轨道，且I、II轨道相切于P点，II、III轨道相切于Q点。已知I轨道半径为R、III轨道半径为4R，卫星在三个轨道上运行的周期分别是T1、T2、T3，且已知T1=2h，卫星在各轨道经过P、Q两点处的速度大小分别是v1P、v2P、v2Q、v3Q，则|下列关于卫星正确说法是（）

A．v2P>v1P>v3Q>v2QB．T2≈8h，T3=16hC．卫星在II轨道上从P点到Q点的运行过程中，动能增大，引力势能减小，机械能大小不变D．卫星在三个轨道中I轨道的机械能最大，III轨道的机械能最小，II轨道的机械能居二者之间9．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统，设某双星系统A、B绕其连线上的某固定点O点做匀速圆周运动，如图所示。现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知万有引力常量为G。若AO>OB，则（）A．星球A的质量一定小于星球B的质量B．星球A所受向心力大于星球B所受向心力C．双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期增大D．两星球的总质量等于10．2021年6月17日，中国神舟十二号载人飞船成功发射升空，将聂海胜、刘伯明和汤洪波三名航天员送入太空。神州十二号飞船在入轨后，与天和核心舱进行自主快速交会对接。与天和核心舱、天舟二号货运飞船形成组合体后，组合体围绕地球做匀速圆周运动。已知引力常量为，组合体轨道半径为，组合体绕地球转圈的时间为，下列物理量可求的是（）A．地球表面重力加速度 B．地球质量C．组合体所在轨道的重力加速度 D．地球的密度11．2021年5月30日5时01分，天舟二号货运飞船采用自主快速交会对接模式精准对接于天和核心舱后向端口，本次对接过程可简化为如图所示模型，天舟二号飞船在近地圆轨道Ⅰ飞行，在点加速变轨，进入转移轨道Ⅱ，在远地点与轨道Ⅲ上做匀速圆周运动的天和核心舱对接，下列说法正确的是（）A．天和核心舱在轨道Ⅲ的线速度小于天舟二号在轨道Ⅰ的线速度B．天和核心舱在轨道Ⅲ的运行周期小于天舟二号在轨道Ⅱ的运行周期C．天和核心舱与天舟二号在点对接后，将一起沿轨道Ⅱ运动D．天舟二号加速后由点沿轨道Ⅱ运动到点过程中，机械能保持不变12．2020年11日，我国在海南文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功将“嫦娥五号”探测器送入预定轨道。嫦娥五号在进入环月圆轨道前要进行两次“刹车”。如图所示，第一次“刹车”是在P点让其进入环月大椭圆轨道，第二次是在P点让其进入环月轨道。下列说法正确的是（）A．探测器在不同轨道上经过P点时所受万有引力相同B．探测器在环月大椭圆轨道运动时的线速度大小不变C．探测器在环月轨道上运行周期比在大椭圆轨道上运行周期小D．探测器在环月轨道上运动的机械能比在大椭圆轨道上运动的大三、解答题（共4题，每题10分，共40分）13．尽管牛顿是伟大的物理学家，但他当时提出的万有引力定律却不能被所有人理解，甚至18世纪时有人画了一幅讽刺万有引力定律的漫画。从这一事件出发，谈谈对科学探索过程的认识。14．如图所示，两个质量均匀的小球，质量为m，半径为r，两球之间用细杆AB相连，AB长度也为r。某同学认为两球之间的万有引力该同学的看法是否正确？请说明理由。15．将一枚面值一元的硬币用确定的速度向上抛起，你能否断定（不是猜测）它落地时哪一面朝上？请试一试，这种现象能用牛顿力学解释吗？16．太阳系八大行星轨道半长轴长度和运行周期的数据如表所示。利用这些数据验证开普勒第三定律，并尝试