专题05-万有引力和航天-2016年高考、联考分类汇编（原卷版）

1/72016高考+联考模拟物理试题分项解析专题05万有引力和航天一、选择题1．【2016·全国新课标Ⅲ卷】关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是（）A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律2．【2016·北京卷】如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道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。下列说法正确的是（）A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量3．【2016·四川卷】椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为（）A．a2＞a1＞a3B．a3＞a2＞a1C．a3＞a1＞a2D．a1＞a2＞a34．【2016·天津卷】我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是（）A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接5．【2016·全国新课标Ⅰ卷】利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前，地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为（）A．1hB．4hC．8hD．16h6．【2016·海南卷】通过观测冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是（）A．卫星的速度和角速度B．卫星的质量和轨道半径C．卫星的质量和角速度D．卫星的运行周期和轨道半径7．【2016·江苏卷】如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有（）A．TA>TBB．EkA>EkBC．SA=SBD．二、非选择题8．【2016·上海卷】两颗卫星绕地球运行的周期之比为27:1，则它们的角速度之比为__________，轨道半径之比为___________。1．【2016·开封市5月质检（最后一卷）】北斗卫星导航系统（BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，该系统将由35颗卫星组成，卫星的轨道有三种：地球同步轨道、中地球轨道和倾斜轨道。其中，同步轨道半径大约是中轨道半径的1．5倍，那么同步卫星与中轨道卫星的周期之比约为（）A．B．C．D．2．【2016·淮安市5月最后一卷】科学家预测银河系中所有行星的数量大概在2万亿-3万亿之间。日前在银河系发现一颗类地行星，半径是地球半径的两倍，质量是地球质量的三倍。卫星a、b分别绕地球、类地行星做匀速圆周运动，它们距中心天体表面的高度均等于地球的半径。则卫星a、b的（）A．线速度之比为1∶QUOTEB．角速度之比为3∶QUOTEC．周期之比为∶D．加速度之比为4∶33．【2016·郑州市5月质检（最后一卷）】如图所示，a、b为环绕某红矮星运行的行星，a行星的运行轨道为圆轨道，b行星的运行轨道为椭圆轨道，两轨道和红矮星都在同一平面内。已知a行星的公转周期为18天，则下列说法正确的是（）A．b行星的公转周期大于18天B．b行星在轨道上运行的最大速度小于a行星的速度C．若已知b行星轨道半长轴，可求得红矮星的密度D．若已知a行星的轨道半径，可求得红矮星的质量4．【2016·安徽师大附中最后一卷】据英国《每日邮报》报道，科学家发现了一颗距离地球仅14光年的“另一个地球”—沃尔夫（Wolf）1061c。沃尔夫1061c的质量为地球的4倍，围绕红矮星沃尔夫1061运行的周期为5天，它是迄今为止在太阳系外发现的距离最近的宜居星球。设想从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c表面运行．已知万有引力常量为G，天体的环绕运动可看作匀速圆周运动。则下列说法正确的是（）A．从地球发射该卫星的速度应该小于第三宇宙速度B．卫星绕行星沃尔夫1061c运行的周期与该卫星的密度有关C．沃尔夫1061c和地球公转轨道半径的三次方之比等于D．若已知探测卫星的周期和地球的质量，可近似求出沃尔夫1061c的半径5．【2016·商丘市5月三模】地质勘探发现某地区表面的重力加速度发生了较大的变化，怀疑地下有空腔区域。进一步探测发现在地面p点的正下方有一球形空腔区域储藏有天然气，如图所示。假设该地区岩石均匀分布且密度为ρ，天然气的密度远小于ρ，可忽略不计。如果没有该空腔，地球表面正常的重力加速度大小为g；由于空腔的存在，现测得p点处的重力加速度大小为kg（k＜1）。已知引力常量为G，球形空腔的球心深度为d，则此球形空腔的体积是（）A．B．C．D．6．【2016·哈尔滨师范大学附属中学第三次模拟】有研究表明，目前月球远离地球的速度是每年。则10亿年后月球与现在相比（）A．绕地球做圆周运动的周期变小B．绕地球做圆周运动的加速度变大C．绕地球做圆周运动的线速度变小D．地月之间的引力势能变小7．【2016·襄阳市第五中学5月模拟最后一卷】暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命。为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星。已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运动周期），运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为β（弧度），引力常量为G，则下列说法中正确的是（）A．“悟空”的线速度大于第一宇宙速度B．“悟空”的环绕周期为C．“悟空”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度D．“悟空”的质量为8．【2016·淄博市、莱芜市5月二模（最后一卷）】“超级地球”是指围绕恒星公转的类地行星。科学家发现有两颗未知质量的不同“超级地球”环绕同一颗恒星公转，周期分别为T1和T2。根据上述信息可以计算两颗“超级地球”的（）A．角速度之比B．向心加速度之比C．质量之比D．所受引力之比9．【2016·揭阳市5月二模（最后一卷）】已知地球自转周期为T0，有一颗与同步卫星在同一轨道平面的低轨道卫星，自西向东绕地球运行，其运行半径为同步轨道半径的四分之一，该卫星两次在同一城市的正上方出现的时间间隔可能是（）A．B．C．D．10．【2016·济南市5月模拟（最后一卷）】2016年4月24日为首个“中国航天日”，中国航天事业取得了举世瞩目的成绩，我国于16年1月启动了火星探测计划，假设将来人类登上了火星，航天员考察完毕后，乘坐宇宙飞船离开火星时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法，正确的是（）A．飞船在轨道I上运动到P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动到P点的速度B．飞船绕火星在轨道I上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以与轨道I同样的轨道半径运动的周期相同C．飞船在轨道III上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度D．飞船在轨道Ⅱ上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度11．【2016·苏北三市（徐州市、连云港市、宿迁市）最后一卷联考】2016年1月20日，美国天文学家MichaelBrown推测：太阳系有第九个大行星，其质量约为地球质量的10倍，直径约为地球直径的4倍，到太阳的平均距离约为地球到太阳平均距离的600倍，万有引力常量G已知．下列说法正确的有（）A．该行星绕太阳运转的周期在1～2万年之间B．由题中所给的条件可以估算出太阳的密度C．该行星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度D．该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月第二次模拟（最后一卷）】1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，拉开了中国人探索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕。自2016年起，我国将每年4月24日设立为“中国航天日”。继嫦娥三号之后，嫦娥四号将于2018年前后发射，首次探秘月球背面，它将实现人类航天器在月球背面的首次着陆。为“照亮”嫦