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1、万有引力与航天专题重点练习题12013高考物理万有引力与航天选择题专练1天文学家新发现了太阳系外的一颗行星这颗行星的体积是地球的4。7倍，质量是地球的25倍已知近地卫星绕地球运动的周期约为 1。4小时，引力常量G6。671011Nm2/kg2，由此估算该行星的平均密度约为A1.8103kg/m3B5。6103kg/m3C1。1104kg/m3D2.9104kg/m32。 “空间站”是科学家进行天文探测和科学试验的特殊而又重要的场所.假设目前由美国等国家研制的“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上匀速率运行，其离地高度为同步卫星离地高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致。下列关于该“空间
2、站”的说法正确的有 ( )。运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度.运行的速度等于同步卫星运行速度的倍【。站在地球赤道上的人观察到它向东运动.在“空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在其中悬浮或静止3. 2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有 ( ）A在轨道上经过A的速度小于经过B的速度B在轨道上经过A的动能小于在轨道上经过A 的动能C在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期D在轨道上经过A的加速度小于在轨道上经过A的加速度4。地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动,已知其轨道半径为
3、r,同期为T，引力常 量为G,地球表面的重力加速度为g.根据题目提供的已知条件,可以估算出的物理量有A.地球的质量 B.同步卫星的质量 C。地球的平均密度 D.同步卫星离地面的高度5如右图所示，a是静止在地球赤道地面上的一个物体,b是与赤道共面的地球卫星，c是地球同步卫星，对于a物体和b、c两颗卫星的运动情况,下列说法中正确的是（ )Aa物体运动的周期小于b卫星运动的周期Bb卫星运动受到的万有引力一定大于c卫星受到的万有引力Ca物体运动的线速度小于c卫星运动的线速度Db卫星减速后可进入c卫星轨道6 2012年6月24日，航天员刘旺手动控制“神舟九号飞船完成与“天宫一号的交会对接，形成组合体绕地
4、球圆周运动,速率为v0,轨道高度为340 km。.“神舟九号”飞船连同三位宇航员的总质量为m，而测控通信由两颗在地球同步轨道运行的“天链一号中继卫星、陆基测控站、测量船，以及北京飞控中心完成下列描述错误的是 A.组合体圆周运动的周期约1.5 h B。组合体圆周运动的线速度约7。8 km/sC.组合体圆周运动的角速度比“天链一号”中继卫星的角速度大D.发射“神舟九号”飞船所需能量是7（2013沈阳二中测试）我国研制并成功发射的“嫦娥二号”探测卫星，在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动,运行的周期为T。若以R表示月球的半径，则（）A卫星运行时的线速度为 B卫星运行时的向心加速度为C月球的第一
5、宇宙速度为 D物体在月球表面自由下落的加速度为轨道轨道轨道火星PQ8、中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的一次实验“火星500”活动，王跃走出登陆舱，成功踏上模拟火星表面，在火星上首次留下中国人的足迹，目前正处于从“火星返回地球途中.假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则下列说法中正确的是：（ ）A、飞船在轨道上运动时，在P点速度大于在Q点的速度B、飞船在轨道上运动时的机械能大于轨道上运动的机械能C、飞船在轨道上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道上运动到P点时的加速度D、飞船绕火星在轨道上运动周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以轨道同样半径运动
6、的周期相同9假设有一个从地面赤道上某处连向其正上方地球同步卫星的“太空电梯”。关于“太空电梯”上各处，说法正确的是（)A重力加速度相同 B线速度相同 C角速度相同 D各质点处于完全失重状态10木星是太阳系中最大的行星,它有众多卫星。观察测出:木星绕太阳做圆周运动的半径为r1、周期为T1;木星的某一卫星绕木星做圆周运动的半径为r2、周期为T2.已知万有引力常量为G，则根据题中给定条件，下列说法法错误的是(）A不能求出木星的质量 B能求出木星与卫星间的万有引力C能求出太阳与木星间的万有引力 D可以断定11.（2012韶关模拟)如图所示,在同一轨道平面上的三个人造地球卫星A、B、C在某一时刻恰好在同
7、一直线上，下列说法正确的有(）A根据v,可知vAvBaBaC D运动一周后，C先回到原地点12我国成功发射了“神舟七号载人飞船，假设飞船绕地球做匀速圆周运动，下列正确的是（)A飞船的运行速度大于地球的第一宇宙速度B若知道飞船运动的周期和轨道半径，再利用万有引力常量，就可算出地球的质量C若宇航员从船舱中慢慢“走”出并离开飞船，飞船速率将减小D若有两个这样的飞船在同一轨道上，相隔一段距离一前一后沿同一方向绕行，只要后一飞船向后喷气加速，则两飞船一定能实现对接13同重力场作用下的物体具有重力势能一样,万有引力场作用下的物体同样具有引力势能。若取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为r时的引力势能
8、为EpG（G为万有引力常量),设宇宙中有一个半径为R的星球，宇航员在该星球上以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的物体，不计空气阻力，经t秒后物体落回手中,则下列判断错误的是（)A在该星球表面上以 的初速度水平抛出一个物体,物体将不再落回星球表面B在该星球表面上以2 的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面C在该星球表面上以 的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面D在该星球表面上以2的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面14(2011浙江高考改编)为了探测 X 星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为 r1的圆轨道上运动，周期为 T1，总质量为 m1。
9、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（)AX星球的质量为 M BX星球表面的重力加速度为 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 15银河系的恒星中大约四分之一是双星，某双星由质量不等的星体S1和S2构成,两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G。由此可求出S2的质量为（）A。 B. C. D.16(2011山东高考改编）甲、乙为两颗地球卫星,其中
10、甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断错误的是（）A甲的周期大于乙的周期 B乙的速度大于第一宇宙速度C甲的加速度小于乙的加速度 D甲在运行时不能经过北极的正上方17(2011福建高考)“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。若测得“嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期T，已知引力常量为G，半径为R的球体体积公式VR3，则可估算月球的（）A密度 B质量 C半径 D自转周期18星球上的物体脱离星球引力所需要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r,它表面
11、的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6。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。19发射地球同步卫星时，先将卫星发射到距地面高度为h1的近地圆轨道上,在卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道,最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将卫星送入同步轨道，如图2所示。已知同步卫星的运动周期为T,地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响。求： （1)卫星在近地点A的加速度大小； (2)远地点B距地面的高度。万有引力与航天选择题专练答案1.答案D2.3. C正确;在空间上同一点所受万有引力相等，在轨道上经过A的加速度等于在轨道上经过A的加速度,选项D正确。
12、4. 56 4。8、9解析：连接赤道和同步卫星的电梯各处的角速度相同，离地球越远的点，线速度越大，B错误，C正确;由mg得离地球越远的点,重力加速度越小,A错误；只有在万有引力等于向心力时才处于完全失重状态,由向心力Fm2（Rh）得离地球越远，向心力越大，由万有引力F1得离地球越远，万有引力越小，其向心力与万有引力不相等，所以电梯间质点不能处于完全失重状态,D错误。答案：C10解析：木星绕太阳做匀速圆周运动所需向心力由万有引力提供：Gm木r1；卫星绕木星做匀速圆周运动所需向心力由万有引力提供:Gmr2，由此式可求得木星的质量，两式联立即可求出太阳与木星间的万有引力,所以A、C正确。由于不知道卫
13、星的质量,不能求得木星与卫星间的万有引力，故B正确.又，故D不正确。答案:D11。解析：由mma可得：v，故vAvBvC,不可用v比较v的大小，因卫星所在处的g不同，A错误；由a，可得aAaBaC，C正确；万有引力F，但不知各卫星的质量大小关系，无法比较FA、FB、FC的大小，B错误；由T可知，C的周期最大，最晚回到原地点，故D错误.答案：C12解析:根据Gm，得v ，飞船的轨道半径r大于地球半径R,所以飞船的运行速度小于地球的第一宇宙速度，A错；根据Gmr，若知道飞船运动的周期和轨道半径，再利用万有引力常量，就可算出地球的质量，B对；若宇航员从船舱中慢慢“走出并离开飞船，飞船速率仍为v ,是
14、不变的,C错;若有两个这样的飞船在同一轨道上，相隔一段距离一前一后沿同一方向绕行，如果后一飞船向后喷气加速，会偏离原来的轨道,无法实现对接，D错。答案：B13解析:设该星球表面附近的重力加速度为g，物体竖直上抛运动有：0v0，在星球表面有：mgG,设绕星球表面做圆周运动的卫星的速度为v1，则mG，联立解得v1 ，A正确；2 ，B正确；从星球表面竖直抛出物体至无穷远速度为零的过程，有mv22Ep0,即mv22G，解得v22 ，C错误,D正确。答案：C14解析：探测飞船做圆周运动时有 G m1（)2r1，解得 M,选项A正确；因为星球半径未知，所以选项B错误;根据 Gm，得 v ，所以 ，选项C错；根据开普勒第三定律得选项D错误。答案：A15解析：取S1为研究对象，S1做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得:Gm1(）2r1，得:m2,所以选项D正确。答案：D16解析：对同一个中心天体而言，根据开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，周期就越长，A正确。第一宇宙速度是环绕地球运行的最大线速度,B错。由Gma可得轨道半径大的天体加速度小，C正确。同步卫星只能在赤道的正上空，不可能过北极的
