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1、2017高考物理最新模拟题精选训练（万有引力与航天）专题07宇宙探测（含解析）专题07 宇宙探测1（2017湖北八校联考）“嫦娥四号”(专家称为“四号星”)，计划在2017年发射升空，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万有引力常量为G，月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，嫦娥四号离月球中心的距离为r，绕月周期为T根据以上信息判断下列说法正确的是A月球的第一宇宙速度为B“嫦娥四号”绕月运行的速度为C月球的平均密度为D“嫦娥四号”必须减速运动才能返回地球【参考答案】AC 2（2017江苏七
2、校期中联考）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，同时地球同步轨道上还有一与“悟空”质量相等的卫星，则下列说法正确的是（）A“悟空”的线速度大于第一宇宙速度B“悟空”的向心加速度大于地球同步轨道上卫星的向心加速度C“悟空”的动能大于地球同步轨道上卫星的动能D“悟空”和地球同步轨道上的卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积相等【参考答案】BC【名师解析】由几何知识确定运动半径，根据万有引力提供向心力得出各量与轨道半径的关系
3、第一宇宙速度为最大的环绕速度，则“悟空”的线速度不会大于第一宇宙速度则A错误；根据万有引力提供向心力，得，则半径小的加速度大，则“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，B正确根据万有引力提供向心力，得，半径的小的速度答，由知悟空”的动能大于地球同步轨道上卫星的动能，故C正确；根据开普勒第二定律知，若是同一卫星绕地球运行时，相等时间内，卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积相等，现在是不同卫星，则知A与地心的连线在单位时间内扫过的面积与B与地心连线在单位时间内扫过的面积不等，故D错误；3(2017福建霞浦一中期中)据NASA中文消息，2014年9月24日，印度首个火星探测器“曼加里安”
4、号从较高的椭圆过渡轨道成功进入较低的火星圆周轨道下列关于“曼加里安”号探测器的说法正确的是（）A从地球发射的速度应该小于第三宇宙速度B从椭圆轨道进入火星轨道过程应该减速C绕火星运行周期与其质量无关D仅根据在轨高度与运行周期就可估算火星平均密度【参考答案】ABC绕火星运动行时，万有引力提供圆周运动向心力可得周期T=，由此可知周期与航天器质量无关，故C正确；根据万有引力提供向心力由轨道高度与周期可以求得火星的质量，但未知火星的半径，故无法求得火星的密度，所以D错误4(2010安徽)为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”。假设探测器在离火星表
5、面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2。火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G。仅利用以上数据，可以计算出（ ）A火星的密度和火星表面的重力加速度B火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C火星的半径和“萤火一号”的质量D火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力【参考答案】A5（2011浙江）为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2 的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则（ ）A. X星球的质量为M=B. X星球表面的重力加
6、速度为gx=C. 登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为=D. 登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2=T1【参考答案】. AD6（2010浙江）宇宙飞船以周期为T绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如题12-23图所示。已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0。太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角为，则（）A.飞船绕地球运动的线速度为B. 一天内飞船经历“日全食”的次数为T/T0C. 飞船每次“日全食”过程的时间为T0/(2) D. 飞船周期为T=【参考答案】AD7（2016郑州一模）中国北斗卫星导航系统（BeiDou
7、Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。预计2020年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，己知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则A卫星a的角速度小于c的角速度 B卫星a的加速度小于b的加速度C卫星a的运行速度大于第一宇宙速度 D卫星b的周期大于24 h【参考答案】A【名师解析】由G=mr2解得：=。由轨道示意图可知，a的轨道半径大于c，所以卫星a的角速度小于c的角
8、速度，选项A正确。由G=ma解得：a=G。由轨道示意图可知，a的轨道半径等于b，所以卫星a的加速度等于b的加速度，选项B错误。任何绕地球运行的卫星运行速度均小于第一宇宙速度，选项C错误。轨道半径相等的卫星运行周期相等，卫星b的周期等于地球同步卫星的周期，为24 h ，选项D错误。8（2016洛阳一模）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v2=v1。已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为（ ）A B C D【参考答案】B9（2
9、016武汉联考）据报道，美国国家航空航天局(NASA)宣布首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler186f.假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测，该行星自转周期为T，宇航员在该行星“北极”距该行星表面附近h处自由释放一个小球(引力视为恒力)，落地时间为t.已知该行星半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是()A该行星的第一宇宙速度为 B宇宙飞船绕该行星做圆周运动的周期不小于tC该行星的平均密度为 D如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为 R【参考答案】BD【名师解析】在行星表面附近自由释放的小球做自由落体运动，因hgt2，解得行星表面的重力加速度g，该行星的第一宇宙速度为v，选项A错误；宇宙飞船绕该行星做圆周运动的周期最小值Tt，选项B正确；该行星的体积VR3，质量M，行星的密度，选项C错误；根据万有引力定律有m(RH)，解得同步卫星离行星表面的高度HR，选项D正确10. 在星球表面发射探测器，当发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度达到v时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球，已知地球、火星两星球的质量比约为101，半径比约为21，下列说法正确的有A探测器的质量越大，脱离星球所需的发射速度越大B探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等D探测器脱离星球的过程中势能逐渐变大【参考答案】BD- 2 -
