《2022年高考物理二轮专项训练卷 专题10 万有引力与航天(含解析)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考物理二轮专项训练卷 专题10 万有引力与航天(含解析)（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Word2022年高考物理二轮专项训练卷 专题10 万有引力与航天(含解析) 专题10 万有引力与航天 1.某讨论小组用天文望远镜对一颗行星进行观测，发觉该行星有一颗卫星，卫星在行星的表面四周绕行，并测得其周期为T ，已知引力常量为G ，依据这些数据可以估算出 A 行星的质量 B 行星的半径 C 行星的平均密度 D 行星表面的重力加速度 【答案】：C 【解析】：卫星以周期T 在行星的表面四周绕行，g m R T m R Mm G =22 24 2 3334GT R M =,可见选项C 正确。 2.探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比 A 轨
2、道半径变小 B 向心加速度变小 C 线速度变小 D 角速度变小 【答案】：A 【解析】：由开普勒定律知,C r T =32变轨后在周期变小，则轨道半径变小，A 正确；,r M G a 2=向心加速度变大，B 错；,r v m r Mm G 2 2=,r GM v =线速度变大，C 错；,r v =角速度变大，D 错。 3.把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周。由火星和地球绕太阳运动的周期之比可求 A 火星和地球的密度比， B 火星和地球绕太阳运行速度大小之比。 C 火星和地球到太阳的距离之比 D 火星和地球表面的重力加速度比， 【答案】BC 【解析】：由万有引力定律等于向心力得，r T m r
3、 v m r Mm G 2 2224= ，GM r T 3224=由周期之比可求轨道半径之比，即火星和地球到太阳的距离之比，C 正确；由，T r v 2=可求火星和地球绕太阳运行速度大小之比，B 正确；重力加速度,R Gm g 2 =密度,R m 343=由于不知道火星和地球的质量之比和半径之比，A 、D 错。 4.(多选)如图所示，近地人造卫星和月球绕地球的运行轨道可视为圆。设卫星、月球绕地球运行周期分别为 T 卫、T 月，地球自转周期为T 地，则( ) A T 卫T 月 C T 卫r 同r 卫， 由开普勒第三定律 r 3 T 2k 可知，T 月T 同T 卫，又同步卫星的周期T 同T 地，故
4、有T 月T 地T 卫，选项A 、C 正确。 5.(多选)(2022全国卷19)如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P 为近日点，Q 为远日点，M 、N 为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T 0。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P 经M 、Q 到N 的运动过程中( ) A 从P 到M 所用的时间等于T 04 B 从Q 到N 阶段，机械能渐渐变大 C 从P 到Q 阶段，速率渐渐变小 D 从M 到N 阶段，万有引力对它先做负功后做正功 【答案】： CD 【解析】： A 错：由开普勒其次定律可知，相等时间内，太阳与海王星连线扫过的面积都相等。B 错：由机械能守恒定律知，从Q 到N 阶段，
5、机械能守恒。C 对：从P 到Q 阶段，万有引力做负功，动能减小，速率渐渐变小。D 对：从M 到N 阶段，万有引力与速度的夹角先是钝角后是锐角，即万有引力对它先做负功后做正功。 6.(2022黑龙江省五校高三联考)如图所示，A 为近地气象卫星，B 为远地通讯卫星，假设它们都绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R ，卫星A 距地面高度可忽视不计，卫星B 距地面高度为h ，不计卫星间的相互作用力。则下列说法正确的是( ) A 若两卫星质量相等，放射卫星 B 需要的能量少 B 卫星A 与卫星B 运行周期之比为R 3R h 3 C 卫星A 与卫星B 运行的加速度大小之比为R h R D 卫星A 与卫星B
6、 运行速度大小之比为 R h R 【答案】： D 【解析】： 虽然卫星B 的速度小于卫星A 的速度，但卫星B 的轨道比卫星A 的高，所具有的引力势能大，所以放射卫星B 需要的能量大，A 错误；依据开普勒第三定律可知，全部行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即卫星A 与卫星B 运行周期之比为 R 3R h 3，则B 错误；由GMm r 2ma ，则a GM r 2，所以卫星A 与卫星B 运行的加速度大小之比为R h 2R 2 ，C 错误；由GMm r 2mv 2r ，得v GM r ，卫星A 与卫星B 运行速度大小之比为 R h R ，所以D 正确。 7.(多选)(20
7、22河南郑州一模)2022年4月10日，三名宇航员在国际空间站停留173天后，乘坐“联盟MS 02”号飞船从国际空间站胜利返回地球，并在哈萨克斯坦杰兹卡兹甘四周着陆。设国际空间站在离地面高度约400 km 的轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球同步卫星轨道离地高度约36 000 km ，地球半径约6 400 km 。下列说法正确的是( ) A 飞船在返回地球的过程中机械能守恒 B 经估算，国际空间站的运行周期约为90 min C 国际空间站的速度小于地球的第一宇宙速度 D 返回时，需先让飞船与国际空间站脱离，再点火加速，然后即可下降 【答案】： BC 【解析】： 飞船在返回地球的过程中需要发动
8、机做功掌握速度，机械能不守恒，A 错误；依据万有引力提 供向心力，有GMm r 2m 42 T 2r ，解得T 42r 3GM ，可知T 1T 2 r 31r 32 ，国际空间站的轨道半径为6 800 km ，地球同步卫星的轨道半径为42 400 km ，地球同步卫星的周期为24 h ，可得国际空间站的运行周期约为90 min ，B 正确；地球的第一宇宙速度是全部地球人造卫星的最大环绕速度，所以国际空间站的速度小于地球的第一宇宙速度，C 正确；返回时，需先让飞船与国际空间站脱离，然后减速才可下降，D 错误。 8.双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。讨论发觉，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T ，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k 倍，两星之间的距离变为原来的n 倍，则此时圆周运动的周期为( ) A.n 3 k 2T B n 3 k - 6 -
