《河北省衡水市2018届高考物理复习 五 万有引力与航天专项练习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北省衡水市2018届高考物理复习 五 万有引力与航天专项练习（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1专题五万有引力与航天物理试卷考试范围：xxx；考试时间：100 分钟；命题人：xxx学校：_姓名：_班级：_考号：_题号 一 二 三 四 总分得分注意事项：1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2、请将答案正确填写在答题卡上第 1 卷评卷人 得分一、单选题1、中国航天局在 2015 年年底发射了高分四号卫星,这是中国首颗地球同步轨道高时间分辨率对地观测卫星。如图所示, 是静止在赤道上随地球自转的物体; 、 是同在赤道平面内的两颗人造卫星, 位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上, 是高分四号卫星。则下列关系正确的是( )A.物体 随地球自转的角速度大于卫星 的角速度B.卫星 的线速度小
2、于卫星 的线速度C.物体 随地球自转的向心加速度小于卫星 的向心加速度D.物体 随地球自转的周期大于卫星 的周期2、由于受太阳系中辐射出的高能射线和卫星轨道所处的空间存在极其稀薄的大气影响,对我国神州飞船与天宫目标飞行器在离地面 343 的近圆形轨道上的载人空间交会对接.下面说法正确的是( )A.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会减小B.如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低C.为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间D.航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用3、如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图,已知 、 、 三颗卫
3、星均做圆周运动, 是地球同步卫星,则( )2A.卫星 的角速度小于 的角速度B.卫星 的加速度大于 的加速度C.卫星 的运行速度大于第一宇宙速度D.卫星 的周期大于 244、如图所示,某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极,已知该卫星从北纬60的正上方,按图示方向第一次运行到南纬 60的正上方时所用时间为 1 ,则下列说法正确的是( )A.该卫星与同步卫星的运行半径之比为 1:4B.该卫星与同步卫星的运行速度之比为 1:2C.该卫星的运行速度一定大于 7.9 D.该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能5、利用引力常量 和下列某一组数据,不能计算出地球质量的是( )A.地球的半径及重力加
4、速度(不考虑地球自转)B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离6、发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道 1,然后经点火,使其沿椭圆轨道 2 运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道 3.轨道 1、2 相切于 点,轨道 2、3 相切于 点,则( )A.卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 上的速率B.卫星在轨道 3 上的角速度等于在轨道 1 上的角速度C.卫星在轨道 1 上经过 点时的速率小于它在轨道 2 上经过 点时的速率D.卫星在轨道 2 上经过 点时的加速度大于它在轨道
5、3 上经过 点时的加速度37、1871 年,人们发现了太阳系中的第七颗行星天王星,但是,它的运动轨迹有些“古怪”:根据万有引力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有一些偏差;英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家雷维耶相信在天王星轨道外面还存在一颗未发现的行星.他们根据天王星的观测资料,各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道,后来这颗行星被命名为“海王星”.设天王星和海王星各自绕太阳做匀速圆周运动,两行星的轨道平面共面,它们绕行的方向相同;设从两行星离得最近时开始计时,到下一次两行星离得最近所经历的最短时间为;设天王星的轨道半径为 ,周期为 ;假设忽略各行星之间的万有引力,
6、那么海王星的轨道半径为( )A.B.C.D.8、 如图所示, 为置于地球赤道上的物体, 为绕地球做椭圆轨道运行的卫星, 为绕地球做圆周运动的卫星, 为 、 两卫星轨道的交点,已知 、 、 绕地心运动的周期相同,相对地心,下列说法中错误的是( ) A.卫星 的运行速度大于物体 的速度B.物体 和卫星 具有相同大小的加速度C.卫星 运动轨迹的半长轴与卫星 运动轨迹的半径相同D.卫星 在 点的加速度大小与卫星 在该点的加速度大小相等9、空间站是一种在近地轨道长时间运行,可供多名航天员巡防,长期工作和生活的载人航天器.如图所示,某空间站在轨道半径为 的近地圆轨道上围绕地球运动,一宇宙飞船与空间站对接检
7、修后再与空间站分离,分离时宇宙飞船依靠自身动力装置在很短的距离内加速,进入椭圆轨道运行.已知椭圆轨道的远地点到地球球心的距离为 3.5 ,地球质量为 ,万有引力常量为 ,则分离后飞船在椭圆轨道上至少运动多长时间才有机会和空间站进行第二次对接?( )4A.B.C.D.评卷人 得分二、多选题10、 “天舟一号”货运飞船于 2017 年 4 月 20 日在文昌航天发射中心成功发射升空,与“天宫二号”空间实验室对接前,“天舟一号”在距离地面约 380 的圆轨道上飞行,则其( )A.角速度小于地球自转角速度B.线速度小于第一宇宙速度C.周期小于地球自转周期D.向心加速度小于地面的重力加速度11、某行星周
8、围存在着环状物质,为了测定环状物质是行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群,某天文学家对其做了精确的观测,发现环状物质绕行星中心的运行速度 与到行星中心的距离 的关系如图所示。已知行星除环状物外的半径为 ,环状物质的宽度为 ,引力常量为 。则以下说法正确的是( ) 5A.环状物质是该行星的组成部分B.行星表面的重力加速度C.该行星除去环状物质部分后的质量D.该行星的自转周期12、我国计划在 2017 年发射“嫦娥四号”,它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星,主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息,完善月球档案资料.已知月球的半径为 ,月球表面的重力加速度为
9、 ,引力常量为 ,嫦娥四号离月球中心的距离为 ,绕月周期为 .根据以上信息可求出( )A.“嫦娥四号”绕月运行的速度为B.“嫦娥四号”绕月运行的速度为C.月球的平均密度D.月球的平均密度为13、2016 年 10 月 17 日,我国“神舟十一号”载人飞船在酒泉发射中心顺利升空;10 月 19日凌晨,绕地运行 30 多圈后与“天宫二号”实验室成功实现自动对接;11 月 18 日 14 时 07分,两名航天员在完成各项试验任务后乘坐返回舱安全顺利返回,本次太空征程首次将人类以外的生物带上太空,并创造了中国航天员在太空驻留时间新纪录.对此,以下说法正确的是( )A.两名航天员进入空间试验室后,将不再
10、受到地球的万有引力B.神舟十一号载人飞船必须在天空二号的轨道上,再加速才能实现对接C.对接后,神舟十一号飞船的向心加速度大于月球的向心加速度D.天宫二号空间实验室在轨运行的线速度大于地球同步卫星运动的线速度14、近年来,我国航天与深潜事业的发展交相辉映,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”已不再是梦想.若如图所示处于 393 高空圆轨道上的“神舟十一”号的向心加速度为 、转动角速度为 ;处于 7062 深海处随地球自转的“蛟龙”号的向心加速度为 、转动角速度为 ;地球表面的重力加速度为 .则下列结论正确的是( ) 6A.B.C.D.15、我国发射的“嫦娥三号”卫星在距月球表面高度为 的轨道上做匀速圆
11、周运动,其运行的周期为 ;卫星还在月球上软着陆,若以 表示月球的半径,忽略月球自转及地球对卫星的影响,则( )A.“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度大小为B.月球的第一宇宙速度大小为C.物体在月球表面自由下落的加速度大小为D.由于月球表面是真空,“嫦娥三号”降落月球时,无法使用降落伞减速评卷人 得分三、不定项选择16、2017 年 2 月 23 日,科学家们发现一颗比太阳要暗且冷的星体 ,它提供非常多发现外星生命的机会,在其周围至少有 7 颗类似地球大小的行星,最靠近的两颗行星 、 围绕 做匀速圆周运动的周期是 1.5 天和 2.4 天,两颗行星的半径与地球半径相同.万有引力恒量已知.根据以上
12、条件可以求出行星 、 ( )A.运动的轨道半径之比B.表面的重力加速度之比C.至少经过多少天再次相遇D.质量之比评卷人 得分四、计算题717、2014 年 10 月 8 日,月全食带来的“红月亮”亮相天空,引起人们对月球的关注。我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行 圈所用时间为,如图所示。已知月球半径为 ,月球表面处重力加速度为 ,引力常量为 。试求月球的第一宇宙速度 和“嫦娥三号”卫星离月球表面高度 。18、2016 年 10 月 17 日,我国已成功发射了神舟十一号飞船,并按计划与在轨的目标飞行器天宫二号空间实验室交会对接,形成组合体.设组合体在轨道上绕地球做匀速圆周运动,已知组
13、合体所在轨道处的重力加速度大小为 ,地球质量和半径分别为 和 .(万有引力常量已知)求:1.组合体轨道离地面的高度 ; 2.组合体在轨道上绕地球运行的速度大小 .19、2009 年 9 月 17 日科学家在太阳系外发现了首个密度接近地球的 行星,其质量约为地球的 5 倍.假定地球的第一宇宙速度 ,可认为该行星密度和地球密度相等,质量是地球质量的 5 倍。己知质量为 的物体离行星球心距离 处的引力势能为,其中 为万有引力常量,且行星和地球均可看作质量分布均匀的球体.求:1.该行星的第一宇宙速度;2.该行星的第二宇宙速度.参考答案：一、单选题1.答案： C解析： 地球赤道上的物体与同步卫星具有相同
14、的角速度,所以 ,根据万有引力提供向心力 ,解得: ,所以卫星 的角速度大于卫星 角速度,所以物体 随地球自转的角速度小于卫星 的角速度,故 A 错误; ,所8以卫星 的线速度大于卫星 的线速度,故 B 错误,根据 ,物体 随地球自转的加速度小于卫星 的加速度,故 C 正确;地球赤道上的物体与同步卫星 有相同的角速度,所以物体 随地球自转的周期等于卫星的周期,故 D 错误;故选 C.考点:万有引力定律的应用【名师点睛】地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期,根据 ,比较线速度的大小和向心加速度的大小,根据万有引力提供向心力比较 、 的线速度、角速度、周期和向心加速度大小.2.答案：
15、B解析： A、根据万有引力提供向心力有: 解得: 得轨道高度降低,卫星的线速度增大,故动能将增大.故 A 错误;B、卫星本来满足万有引力提供向心力即 ,由于摩擦阻力作用卫星的线速度减小,提供的引力大于卫星所需要的向心力故卫星将做近心运动,即轨道半径将减小,故 B 正确;C、第一宇宙速度为最大环绕速度,天宫一号的线速度一定小于第一宇宙速度.故 C 错误;D、失重状态说明航天员对悬绳或支持物体的压力为 0,而地球对他的万有引力提供他随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力,所以 D 错误故选:B。考点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系3.答案： A解析： 根据公式 可得 ,运动半径越大,角速度越小,
16、故卫星 的角速度小于 的角速度,A 正确;根据公式 可得 ,由于 、的轨道半径相同,所以两者的向心加速度大小相同,B 错误;第一宇宙速度是近地轨道的环9绕速度,也是最大的环绕速度,根据公式 可得 ,半径越大,线速度越小,所以卫星 的运行速度小于第一宇宙速度,C 错误;根据公式可得 ,又因为 、 的故轨道半径相同,则二者的周期相同,所以卫星 的周期等于 24 ,D 错误.考点:考查了万有引力定律的应用【名师点睛】在万有引力这一块,涉及的公式和物理量非常多,掌握公式在做题的时候,首先明确过程中的向心力,然后弄清楚各个物理量表示的含义,最后选择合适的公式分析解题,另外这一块的计算量一是非常大的,所以需要细心计算4.答案： A解析： 卫星从北纬 60的正上方,按图示方向第一次运行到南纬 60的正上方时,偏转的角度是 1
