2024高考物理基础知识综合复习优化集训10万有引力与宇宙航行

优化集训10万有引力与宇宙航行基础巩固1.下列叙述正确的是()A.英国物理学家牛顿用试验的方法测出了引力常量GB.第谷接受了哥白尼日心说的观点,并依据开普勒对行星运动视察记录的数据,应用严密的数学运算和椭圆轨道假说,得出了开普勒行星运动定律C.亚里士多德认为力是变更物体运动状态的缘由D.牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础2.下列说法正确的是()A.万有引力定律只适用于两个质点间万有引力大小的计算B.据表达式F=Gm1mC.在开普勒第三定律R3T2=kD.两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力3.行星绕太阳运行的示意图如图所示,下列说法正确的是()A.行星速率最大时在B点B.行星速率最小时在C点C.行星从A点运动到B点做减速运动D.行星从A点运动到B点做加速运动4.(2024浙江宁波高一期末)2024年3月30日上午10时29分,我国在酒泉卫星放射中心用长征十一号运载火箭成功将天平二号A、B、C卫星放射升空,卫星顺当进入预定轨道,若已知A、B、C卫星绕地球做近似圆周运动,距地高度分别是hA、hB和hc,且hA>hB>hC,环绕周期分别是TA、TB和TC,地球表面重力加速度为g,则以下说法正确的是()A.天平二号A卫星可能在地表上空沿某一经度线做匀速圆周运动B.依据开普勒第三定律有hC.依据题中所给信息,可计算地球的质量D.依据题中所给信息,无法算地球的密度5.(2024年浙江1月学考)嫦娥五号探测器是我国首个实施无人月面采样返回的航天器,由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。为等待月面采集的样品,轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。已知引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,地球质量m1=6.0×1024kg,月球质量m2=7.3×1022kg,月地距离r1=3.8×105km,月球半径r2=1.7×103km。当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约200km处做环月匀速圆周运动时,其环绕速度约为()A.16m/s B.1.1×102m/sC.1.6×103m/s D.1.4×104m/s6.神舟十一号载人飞船与天宫二号进行自动交会对接,如图所示,圆心轨道Ⅰ为天宫二号运行轨道,圆心轨道Ⅱ为神舟十一号运行轨道,则()A.神舟十一号在圆形轨道Ⅱ的运行速率大于7.9km/sB.天宫二号的运行周期小于神舟十一号的运行周期C.天宫二号的运行速率小于神舟十一号的运行速率D.天宫二号的向心加速度大于神舟十一号的向心加速度7.我国成功放射的第三十颗北斗导航卫星属于中圆地球轨道卫星,在轨高度约为21500km,该高度处重力加速度为g1,该卫星的线速度为v1,角速度为ω1,周期为T1。很早之前放射的天舟一号在高度约400km的圆轨道上运行,该高度处重力加速度为g2,天舟一号的线速度为v2,角速度为ω2,周期为T2。则 ()A.g1>g2 B.v1>v2C.ω1<ω2 D.T1<T28.我国高分六号卫星在酒泉卫星放射中心成功放射,它是一颗低轨光学遥感卫星,距离地面高度约为864km,低于地球同步卫星的高度,则()A.可算出高分六号卫星受到的万有引力B.高分六号卫星运行速度大于7.9km/sC.高分六号卫星运行周期小于地球同步卫星D.高分六号卫星的向心加速度小于赤道处随地球自转的物体的向心加速度9.(2024宁波中学开学考)北斗三号导航卫星系统由24颗中圆地球轨道、3颗地球静止轨道和3颗倾斜地球同步轨道卫星组成,下列说法不正确的是()A.中圆轨道卫星运行速度小于7.9km/sB.地球静止轨道与地球赤道面重合C.在倾斜地球同步轨道上运行的卫星与地面始终相对静止D.在倾斜地球同步轨道上运行的卫星运行周期为24小时10.“北斗卫星导航系统”(BDS)中的两颗圆轨道半径均为21332km的北斗-M5和北斗-M6卫星,其轨道如图所示,下列说法正确的是()A.两颗卫星绕地球运行的向心加速度大小相等B.两颗卫星绕地球的运行速率均大于7.9km/sC.北斗-M5绕地球的运行周期大于地球的自转周期D.北斗-M6绕地球的运行速率大于北斗-M5的运行速率11.如图所示,我国自主研发的北斗三号卫星导航系统由分布于a类型轨道的同步轨道卫星、分布于b类型轨道的倾斜轨道卫星(与同步卫星轨道半径相同,轨道倾角55°)和分布于c类型轨道的中轨道卫星组成。下列说法正确的是()A.a类型轨道上的卫星相对于地面静止且处于平衡状态B.a类型轨道上的卫星运行速率等于b类型轨道上卫星的速率C.b类型轨道上的卫星也与地球保持相对静止D.三类卫星相比,c类卫星的向心加速度最小12.(2024浙江湖丽衢联考)2024年1月20日,我国在西昌卫星放射中心成功将地球同步卫星天通一号03星放射升空,标记着我国首个卫星移动通信系统建设取得重要进展,关于该卫星下列说法正确的是()A.运行速率在7.9km/s至11.2km/s之间B.运行速度大于近地卫星的运行速度C.角速度比月球绕地球运行的角速度小D.向心加速度比月球绕地球运动的向心加速度大13.关于爱因斯坦的狭义相对论,下列说法正确的是()A.狭义相对论的基本假设之一是光速不变原理B.有些运动物体相对于视察者的速度可以大于真空中的光速C.在地面参考系中,视察到在上海和北京同时有两个婴儿诞生,假如在沿北京—上海方向高速飞行的飞船上观测,他们也是同时诞生的D.对于不同的惯性系,物理规律(包括力学和电磁学的)的形式都是不同的14.下列运动中,牛顿力学的规律不适用的是 ()A.子弹的飞行B.飞船绕地球的运行C.列车的运行D.粒子接近光速的运动实力提高15.某颗北斗导航卫星属于倾斜地球同步轨道卫星,卫星入轨并完成在轨测试后,将接入北斗卫星导航系统,为用户供应更牢靠服务。通过查询知道,倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤道面有夹角的轨道卫星,它的运转周期也是24小时,如图所示,关于该北斗导航卫星说法正确的是()A.该卫星可定位在北京的正上空B.该卫星与地球同步卫星的向心加速度大小是不等的C.该卫星的放射速度v≤7.9km/sD.该卫星的角速度与放在北京地面上物体随地球自转的角速度大小相等16.两颗地球卫星P和Q,卫星P的轨道半径约为地球半径的16倍,卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。则P与Q的线速度大小之比约为()A.1∶2 B.1∶4 C.2∶1 D.4∶117.长征五号遥四运载火箭托举着天问一号探测器在中国文昌航天放射场点火升空,开启我国首次火星探测任务。已知火星半径约为地球半径的12,火星质量约为地球质量的19,则火星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为(A.94 B.49 C.2318.你现在正在完成100分钟的期末物理考试,假设一艘飞船相对你以0.3c的速度匀速飞过(c为真空中的光速),则飞船上的视察者依据相对论认为你考完这场考试所用时间 ()A.大于100分钟 B.等于100分钟C.小于100分钟 D.不能确定

优化集训10万有引力与宇宙航行1.D解析英国物理学家卡文迪什用扭秤试验的方法测出了引力常量G,A错误;开普勒接受了哥白尼日心说的观点,并依据第谷对行星运动视察记录的数据,应用严密的数学运算和椭圆轨道假说,得出了开普勒行星运动定律,B错误;伽利略认为力是变更物体运动状态的缘由,C错误;牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础,D正确。2.C解析万有引力定律可以普遍运用,不仅仅只适用于两个质点间万有引力大小的计算,故A错误;表达式F=Gm1m1r2,当r3.C解析由开普勒其次定律知行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等,A点为近日点,行星的运行速率最大,B点为远日点,行星的运行速率最小,A、B错误;行星由A点到B点的过程中,离太阳越来越远,所以行星的速率越来越小,C正确,D错误。4.D解析由于地球在自转,所以地球卫星不行能在地表上空沿某一经度线做匀速圆周运动,故A错误;设地球半径为R,依据开普勒第三定律有(hA+R)3TA2=(hB+R)3TB2=(h5.C解析依据Gm2mr2=mv2r,可得v=Gm2r6.C解析第一宇宙速度为最大的环绕速度,可知神舟十一号在圆形轨道Ⅱ的运行速率小于7.9km/s,故A错误;卫星的运行周期为T=2πrv=2πrrGM,由于天宫二号的轨道半径大于神舟十一号的轨道半径,则天宫二号的运行周期大于神舟十一号的运行周期,故B错误;由万有引力供应向心力,得GMmr2=mv27.C解析依据题意,天舟一号轨道高度为400km,第三十颗北斗导航卫星高度为21500km,依据GMmr2=mv2r可知,v=GMr可知,半径越大,线速度越小,所以v1<v2,同理ω=GMr3可知,ω1<ω2,选项B错误,C正确;依据ω=2πT可知,角速度越大,周期越短,所以T1>T28.C解析由于不知道高分六号卫星的质量,因此无法计算其所受万有引力,选项A错误。依据v=GMr可知,其在轨道上的速度应当小于7.9km/s,选项B错误。依据开普勒第三定律,高分六号卫星运行周期应小于同步卫星周期,选项C正确。依据a=GMr2可知,高分六号的向心加速度大于同步卫星的向心加速度,依据a=r9.C解析全部绕地球做匀速圆周运动的卫星线速度必需小于第一宇宙速度,A正确;地球静止轨道卫星与地球保持同步且相对静止,属于同步卫星,轨道平面必需与赤道平面重合,B正确;倾斜地球同步轨道不在赤道平面上,周期与地球自转周期相同,但是不属于同步卫星,不与地球保持相对静止,C错误;在地球同步轨道上运行的卫星运行周期与地球自转周期相同,D正确。10.A11.B解析a类型轨道上的卫星在赤道正上方属于地面静止同步卫星,但不是平衡状态,选项A错误;依据v=GMr可知,a、b轨道的半径一样,所以它们的速率应当相等,选项B正确;b轨道的卫星,和地球自转方向不一样,不行能与地面保持相对静止,选项C错误;依据a=GMr212.D解析由万有引力供应向心力得GMmr2=mv2r,则v=GMr,即线速度v随轨道半径r的增大而减小,v=7.9km/s为地球的第一宇宙速度,即卫星沿地球表面做匀速圆周运动所具有的速度,由于同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径,所以同步卫星的运行速度小于近地卫星的运行速度,即小于7.9km/s,故A、B错误;同步卫星绕地球运行的周期为1天,月球绕地球运行的周期约为27天,依据ω=2πT知同步卫星绕地球运行的角速度大于月球绕地球运行的角速度,故C错误;由万有引力供应向心力得GMmr13.A解析在爱因斯坦的相对论中,两个假设是:在不同的惯性参考系中,一切物理规律的形式都是相同的;真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。由上可知,A正确,D错误;真空中的光速是最大的速度,B错误;在沿北京—上海方向高速飞行的飞船上观测,婴儿不是同时诞生的,C错误。14.D解析牛顿力学适用于宏观、低速运动的物体,不适用于微观、高速运动的物体。子弹的飞行、飞船绕地球的运行、列车的运行,这些都是宏观物体的低速运动,牛顿力学均适用;而粒子接近光速的运动属于微观粒子的高速运动,牛顿力学不再适用,故选D。15.D解析由地球自转的方向可知,该卫星不行能与地面相对静止于北京正上方,选项A错误;该卫星的周期是24h,所以两种卫星距地面的高度相同,且角速度与地球自转的角速度大小相等,依据a=rω2可知,该卫星的向心加速度大