《21年高考[物理]考点：选择题万有引力与航天模型（解析版）专项突破》由会员分享，可在线阅读，更多相关《21年高考[物理]考点：选择题万有引力与航天模型（解析版）专项突破（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考考点 | 专项突破真金试炼备战高考高考考点专项突破专题31 选择题万有引力与航天模型-备战2021年高考物理考点专项突破题集1.已知月球质量与地球质量之比约为180，月球半径与地球半径之比约为14，则月球上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比最接近 ()A92 B29 C181 D118【答案】：B【解析】：第一宇宙速度等于卫星的轨道半径与中心天体的半径相等时的卫星的速度，有Gm，由此得第一宇宙速度v ，即 v 。设月球上的第一宇宙速度为v1，地球上的第一宇宙速度为v2，则有 ，接近，可知B正确。2.某星球直径为d，宇航员在该星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，物体上升的最大高度为h
2、，若物体只受该星球引力作用，则该星球的第一宇宙速度为 ()A B2v0 C D 【答案】：D【解析】：由题意可知，星球表面的重力加速度为g，根据万有引力定律可知，解得v；又在星球表面重力等于万有引力，解得v ，故D正确。3.使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星球运行，从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2v1。已知某星球的半径为地球半径R的4倍，质量为地球质量M的2倍，地球表面重力加速度为g。不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为 ()A. BCD. 【答案】：C【解析】：地球的第一宇宙速度v1，星球表面的重力加速度gg，星球的第
3、一宇宙速度v1 ，该星球的第二宇宙速度v2v1v1，故选项C正确。4.(多选)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 ()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 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【答案】：ACD【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
4、，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。5.(2019天津高考)2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”。已知月球的质量为M、半径为R，探测器的质量为m，引力常量为G，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的 ()A周期为 B动能为C角速度为 D向心加速度为【答案】：A【解析】：探测器绕月运动由万有引力提供向心力，对探测器，由牛顿第二定律得，Gm2r，解得周期T ，A对。由Gm知，动能Ekmv2，B错。由Gmr
5、2得，角速度 ，C错。由Gma得，向心加速度a，D错。6.(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【答案】：A【解析】：行星绕太阳做圆周运动时，由牛顿第二定律和圆周运动知识：由Gma得向心加速度a，由Gm得速度v ，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。7.我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一次重大科技活动，在探月工程中飞行器成功变轨至关重要。如图所示，假设月球半径为R，月球
6、表面的重力加速度为g0，飞行器在距月球表面高度为3R的圆形轨道上运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道绕月球做圆周运动，则 ()A飞行器在B点处点火后，动能增加B飞行器在轨道上绕月球运行一周所需的时间为2 C只有万有引力作用情况下，飞行器在轨道上通过B点的加速度大于在轨道上通过B点的加速度D由已知条件不能求出飞行器在轨道上的运行周期【答案】：B【解析】：在椭圆轨道近月点变轨成为圆轨道，要实现变轨应给飞行器点火减速，减小所需的向心力，故点火后动能减小，故A错误；设飞行器在近月轨道绕月球运行一周所需的时间为T3，则：mg0mR，解得：T32 ，根据几何关系
7、可知，轨道的半长轴a2.5R，根据开普勒第三定律k以及飞行器在轨道上的运行周期，可求出飞行器在轨道上的运行周期，故B正确，D错误；只有万有引力作用情况下，飞行器在轨道上通过B点的加速度与在轨道上通过B点的加速度相等，故C错误。8.(2017全国卷)2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的 ()A周期变大 B速率变大C动能变大 D向心加速度变大【答案】：C【解析】：根据Gm，可得v ，可知与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的速率不变，B项错误；又T，则
8、周期T不变，A项错误；质量变大、速率不变，动能变大，C项正确；向心加速度a不变，D项错误。9.(多选)(2019常德模拟)2018年12月8日发射成功的“嫦娥四号”探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获并顺利进入环月轨道。若将整个奔月过程简化如下：“嫦娥四号”探测器从地球表面发射后，进入地月转移轨道，经过M点时变轨进入距离月球表面100 km的圆形轨道，在轨道上经过P点时再次变轨进入椭圆轨道，之后将择机在Q点着陆月球表面。下列说法正确的是 ()A“嫦娥四号”沿轨道运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度B“嫦娥四号”沿轨道运行的周期大于
9、沿轨道运行的周期C“嫦娥四号”在轨道上的运行速度小于月球的第一宇宙速度D“嫦娥四号”在地月转移轨道上M点的速度大于在轨道上M点的速度【答案】：CD【解析】：根据万有引力提供向心力有ma，可得a，可知“嫦娥四号”探测器沿轨道运行时，在P点的加速度小于在Q点的加速度，故A错误；根据开普勒第三定律可知卫星在轨道上运动轨道的半长轴小于在轨道上轨道半径，所以卫星在轨道上运动周期小于在轨道上运行的周期，故B错误；月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，“嫦娥四号”在轨道上的半径大于月球半径，根据可得线速度v，可知“嫦娥四号”在轨道上的运动速度比月球的第一宇宙速度小，故C正确； “嫦娥四号
10、”在地月转移轨道上经过M点若要进入轨道，需减速，所以在地月转移轨道上经过M点的速度比在轨道上经过M点时速度大，故D正确。10.(2020武邑第三次质检)2018年1月12日，我国成功发射北斗三号组网卫星。如图为发射卫星的示意图，先将卫星发射到半径为r1r的圆轨道上做匀速圆周运动，到A点时使卫星加速进入椭圆轨道，到椭圆轨道的远地点B点时，再次改变卫星的速度，使卫星进入半径为r22r的圆轨道做匀速圆周运动。已知卫星在椭圆轨道时距地心的距离与速度的乘积为定值，卫星在椭圆轨道上A点时的速度为v，卫星的质量为m，地球质量为M，引力常量为G，则发动机在A点对卫星做的功与在B点对卫星做的功之差为(不计卫星的
11、质量变化) ()Amv2Bmv2Cmv2Dmv2【答案】：D【解析】：当卫星在r1r的圆轨道上运行时，有Gm，解得在圆轨道上运行时通过A点的速度为v0 ，所以发动机在A点对卫星做的功为W1mv2mv02mv2；当在r22r的圆轨道上运行时，有Gm，解得在圆轨道上运行时通过B点的速度为v0 ，而根据卫星在椭圆轨道时距地心的距离与速度的乘积为定值可知在椭圆轨道上通过B点时的速度为v1vv，故发动机在B点对卫星做的功为W2mv02mv12mv2，所以W1W2mv2，D正确。11.(多选)(2020福州模拟)2018年5月21日，嫦娥四号中继星“鹊桥”在西昌卫星发射中心发射成功，同年12月8日成功发射
12、嫦娥四号探测器，2019年1月3日实现人类探测器在月球背面首次软着陆；探测器对月球背面进行科学考察，并把信息通过中继星即时传送回地球。中继星“鹊桥”号，可认为相对于月球绕地月系统的拉格朗日L2点做圆周运动，如图所示。地月系统的拉格朗日点就是小星体在该位置时，可以与地球和月球基本保持相对静止，即在地球和月球万有引力作用下与月球一起以相同的角速度近似绕地球运动。下列判断正确的是 ()A中继星“鹊桥”绕拉格朗日点L2运动过程，只受到地球和月球万有引力作用B中继星“鹊桥”绕拉格朗日点L2运动过程，不只受到地球和月球万有引力作用，还要受到自身的动力作用C中继星“鹊桥”随拉格朗日点L2绕地球运动的周期等于
13、月球绕地球的周期D从月球一面始终朝着地球，说明月球也有自转，自转周期与地球自转周期相同【答案】：BC【解析】：中继星“鹊桥”绕拉格朗日点L2运动过程，中继星“鹊桥”的合力指向拉格朗日点L2，地球和月球万有引力的合力不指向拉格朗日点L2，所以不只受到地球和月球万有引力作用，还要受到自身的动力作用，故A错误，B正确；根据题意知“鹊桥”中继星绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同，故C正确；由于月球永远只有一面对着地球，说明月球也有自转，月球的自转周期等于月球绕地球运动的周期，故D错误。12(多选)(2019珠海第一次模拟)如图所示，两颗质量不等卫星分别位于同一轨道上绕地球做匀速圆周运动。若卫星
14、均顺时针运行，不计卫星间的相互作用力，则以下判断中正确的是()A两颗卫星的运动速度大小相等B两颗卫星的加速度大小相等C两颗卫星所受到的向心力大小相等D卫星1向后喷气就一定能追上卫星2【答案】：AB【解析】：根据万有引力提供向心力得：Gm，解得：v ，两颗卫星的轨道半径相等，所以运动速度大小相等，故A正确；根据万有引力提供向心力得Gma，解得：a，两颗卫星的轨道半径相等，所以加速度大小相等，故B正确；根据万有引力提供向心力得，向心力FG，由于两颗卫星质量不等，所以向心力大小不等，故C错误；若卫星1向后喷气，则其速度会增大，卫星1将做离心运动，所以卫星1不可能追上卫星2，故D错误。13(多选)(2020扬州一模)2018年12月8日我国成功发射了嫦娥四号探测器，它实现了人类首次月球背面着陆探测。12日16时39分，探测器在距月面129 km处成功实施发动机点火，约5分钟后，探测器顺利进入距月面100 k
