2020年高考物理一輪復習：17 萬有引力定律與航天

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1、2020年高考物理一輪復習：17 萬有引力定律與航天 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 單選題 (共9題；共18分) 1. （2分） (2019高一下汾陽期中) 十九大報告中提出“要加快建設創(chuàng)新型國家，開啟全面建設社會主義現(xiàn)代化國家的新征程，將我國建設成航天強國”，嫦娥四號于今年年底發(fā)射，若嫦娥四號環(huán)月衛(wèi)星工作軌道為圓形軌道，軌道離月球表面的高度為h，運行周期為T，月球半徑為R，引力常量為G，下列說法正確的是（ ） A . 月球表面的重力加速度為 B . 月球的質(zhì)量為 C . 衛(wèi)星的

2、線速度 D . 衛(wèi)星的加速度 2. （2分） (2017包頭模擬) 如圖所示，a為放在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動的物體，b為處于地面附近近地軌道上的衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，若a、b、c、d的質(zhì)量相同，地球表面附近的重力加速度為g．則下列說法正確的是（ ） A . a和b的向心加速度都等于重力加速度g B . a的角速度最大 C . c距離地面的高度不是一確定值 D . d是三顆衛(wèi)星中動能最小，機械能最大的 3. （2分） 靜止在地球表面跟地球自轉(zhuǎn)的物體，受到的作用力有（ ） A . 萬有引力、彈力 B . 萬有引力、重力、彈力 C .

3、 萬有引力、向心力、彈力 D . 萬有引力、向心力、彈力、摩擦力 4. （2分） (2017高一下景德鎮(zhèn)期中) 國務院批復，自2016年起將4月24日設立為“中國航天日”．1970年4月24日我國首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星東方紅一號，目前仍然在橢圓軌道上運行，其軌道近地點高度約為440km，遠地點高度約為2060km；1984年4月8日成功發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星運行在赤道上空35786km的地球同步軌道上．設東方紅一號在遠地點的加速度為a1 ， 東方紅二號的加速度為a2 ， 固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a3 ， 則a1、a2、a3的大小關系為（ ） A . a2＞a1＞

4、a3 B . a3＞a2＞a1 C . a3＞a1＞a2 D . a1＞a2＞a3 5. （2分） (2018高一下大同期末) 2011年8月，“嫦娥二號”成功進入了環(huán)繞“日地拉格朗日點”的軌道，我國成為世界上第三個造訪該點的國家。如圖所示，該拉格朗日點位于太陽和地球連線的延長線上，一飛行器處于該點，在幾乎不消耗燃料的情況下與地球同步繞太陽做圓周運動，則此飛行器的（ ） A . 線速度等于地球的線速度 B . 向心加速度大于地球的向心加速度 C . 向心力僅由太陽的引力提供 D . 向心力僅由地球的引力提供 6. （2分） 一物體靜置在平均密度為ρ的球形天體表面的赤

5、道上．已知萬有引力常量為G，若由于天體自轉(zhuǎn)使物體對天體表面壓力恰好為零，則天體自轉(zhuǎn)周期為（ ） A . B . C . D . 7. （2分） 關于公式 =k，下列說法中正確的是（ ） A . 公式只適用于圍繞太陽運行的行星 B . 不同星球的行星或衛(wèi)星，k值均相等 C . 圍繞同一星球運行的行星或衛(wèi)星，k值不相等 D . 圍繞同一星球運行的行星或衛(wèi)星，k值相等 8. （2分） (2020高三上瀘縣期末) 2019年4月10日晚9時許，全球多地天文學家同步公布如圖所示的首張黑洞照片，黑洞是一種密度極大的天體，從黑洞發(fā)出的光子都無法掙脫引力而射出。若某

6、“黑洞”的半徑約為135km，逃逸速度可近似認為是真空中的光速。已知萬有引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2 ， 真空中光速c=3108m/s，地球的質(zhì)量大約為6.01024kg，理論分析表明，天體的第二宇宙速度（逃逸速度）是其第一宇宙速度的 倍，這個關系對于天體普遍適用。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，估算此“黑洞”質(zhì)量約為地球質(zhì)量的多少倍（ ） A . 1.5104 B . 1.5105 C . 1.5106 D . 1.5107 9. （2分） 一行星繞恒星作圓周運動。由天文觀測可得，其運動周期為T，速度為v，引力常量為G，則不正確的是（ ）. A . 恒星的質(zhì)量為

7、 B . 行星的質(zhì)量為 C . 行星運動的軌道半徑為 D . 行星運動的加速度為 二、 多選題 (共8題；共24分) 10. （3分） “HAT-P-1”是迄今為止發(fā)現(xiàn)的河外星系最大的行星，圍繞某恒星A做圓周運動，“HAT-P-1”距離地球的間距大約為450光年。另觀測到該行星的半徑為R，已知在該行星表面的重力加速度為g。由以上條件可求解的物理量是（ ） A . 恒星A的密度 B . 行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度 C . 行星“HAT-P-1”繞恒星A運行的周期 D . 繞“HAT-P-1”運行的衛(wèi)星的最小周期 11. （3分） 卡文迪許把自己測量引

8、力常量的實驗說成是“稱量地球重量”。若已知引力常量，下列說法正確的是（ ） A . 根據(jù)火星的半徑和火星表面的重力加速度，可估算出火星的密度 B . 根據(jù)土星繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑和周期，可估算出土星的質(zhì)量 C . 根據(jù)金星繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑、周期和太陽半徑，可估算出太陽表面的重力加速度 D . 根據(jù)月球公轉(zhuǎn)的周期、月地距離和地球表面的重力加速度，可估算出地球的第一宇宙速度 12. （3分） (2019高一下蒙山月考) 假如一個做圓周運動的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來的2倍，仍做圓周運動則：（ ） A . 根據(jù)公式 ，可知衛(wèi)星運動的線速度將增大到原來的2倍 B .

9、根據(jù)公式 可知，衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的1／2 C . 根據(jù)公式 可知，地球提供的向心力將減小到原來的1／4 D . 根據(jù)上述選項B和C中給出的公式，可知衛(wèi)星運動的線速度將減小到原來的 13. （3分） 關于開普勒行星運動定律的應用，下面結(jié)論正確的是（ ） A . 地球的所有衛(wèi)星都繞地球在橢圓或圓軌道上運行，地球位于橢圓的一個焦點上或圓心上 B . 地球的所有衛(wèi)星與地心連線相等時間內(nèi)掃過的面積相等 C . 地球的所有衛(wèi)星橢圓軌道半長軸的立方或圓軌道半徑立方與衛(wèi)星公轉(zhuǎn)周期平方之比相等 D . 開普勒行星運動定律只適用于行星繞太陽運動 14. （3分） (201

10、9高一下行唐月考) 不可回收的航天器在使用后，將成為太空垃圾．如圖所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意圖，對此有如下說法，正確的是（ ） A . 離地越低的太空垃圾運行周期越小 B . 離地越高的太空垃圾運行角速度越小 C . 由公式v＝ 得，離地越高的太空垃圾運行速率越大 D . 太空垃圾一定能跟同一軌道上同向飛行的航天器相撞 15. （3分） (2017高一下槐蔭期末) 下列關于地球同步衛(wèi)星的說法正確的是（ ） A . 它的周期與地球自轉(zhuǎn)同步，但高度和速度可以選擇，高度增大，速度減小 B . 它的周期、高度、速度都是一定的 C . 我國發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星可

11、以定點在北京上空 D . 我國發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星也必須定點在赤道上空 16. （3分） (2018高一下齊齊哈爾期中) 如圖所示，1為地球同步衛(wèi)星，2為近地衛(wèi)星，3為赤道上的一個物體，它們都在同一平面內(nèi)繞地心做圓周運動．關于它們的圓周運動的線速度、角速度、和向心加速度，下列說法正確的是（ ） A . v2=v3＞v1 B . ω1=ω3＜ω2 C . a1＜a2=a3 D . a2＞a1＞a3 17. （3分） (2017高一下重慶期中) 如圖所示，在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進入橢圓軌道I，然后在Q點通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進人地球同步軌道Ⅱ，則（ ）

12、 A . 該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于11.2 km/s B . 衛(wèi)星在軌道上運行不受重力 C . 在軌道I上，衛(wèi)星在P點的速度大于在Q點的速度 D . 衛(wèi)星在Q點通過加速實現(xiàn)由軌道I進入軌道Ⅱ 三、 綜合題 (共4題；共40分) 18. （10分） (2017高一下正定期末) 為紀念“光纖之父”、諾貝爾物理學獎獲得者高錕的杰出貢獻，早在1996年中國科學院紫金山天 文臺就將一顆于1981年12月3日發(fā)現(xiàn)的國際編號為“3463”的小行星命名為“高錕星”．已知“高錕星”半徑為R，其表面的重力加速度為g，萬有引力常量為G，在不考慮自轉(zhuǎn)的情況，求解以下問題：（以下結(jié)果均用字母表達即可）

13、 （1） 衛(wèi)星環(huán)繞“高錕星”運行的第一宇宙速度； （2） 假設“高錕星”為一均勻球體，試求“高錕星”的平均密度；（球體積V= πR3） （3） 假設某衛(wèi)星繞“高錕星”做勻速圓周運動且運行周期為T，求該衛(wèi)星距地面的高度． 19. （10分） (2017高一下大連期末) 已知某星球的半徑為R，有一距星球表面高度h=R處的衛(wèi)星，繞該星球做勻速圓周運動，測得其周期T=2π ． （1） 求該星球表面的重力加速度g； （2） 若在該星球表面有一如圖的裝置，其中AB部分為一長為L=10m并以v=3.2m/s速度順時針勻速轉(zhuǎn)動的水平傳送帶，BCD部分為一半徑為r=1.0m豎直放

14、置的光滑半圓形軌道，直徑BD恰好豎直，并與傳送帶相切于B點．現(xiàn)將一質(zhì)量為m=1.0kg的可視為質(zhì)點的小滑塊無初速地放在傳送帶的左端A點上，已知滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5．求：①質(zhì)點到B點的速度；②質(zhì)點到達D點時受軌道作用力的大?。ㄗⅲ喝? =2）． 20. （10分） (2017高一下黑龍江期末) 甲、乙兩顆人造地球衛(wèi)星，離地面的高度分別為R和2R（R為地球半徑），質(zhì)量分別為m和3m，它們都繞地球做勻速圓周運動，則 （1） 它們的周期之比T甲：T乙=________． （2） 它們的線速度之比v甲：v乙=________． （3） 它們的角速度之比ω甲：ω乙=_

15、_______． （4） 它們的向心加速度之比a甲：a乙=________． （5） 它們所受地球的引力之比F甲：F乙=________． 21. （10分） (2017高一下吉安期中) 探月衛(wèi)星的發(fā)射過程可簡化如下：首先進入繞地球運行的“停泊軌道”，在該軌道的P處通過變速在進入地月“轉(zhuǎn)移軌道”，在快要到達月球時，對衛(wèi)星再次變速，衛(wèi)星被月球引力“俘獲”后，成為環(huán)月衛(wèi)星，最終在環(huán)繞月球的“工作軌道”上繞月飛行（視為圓周運動），對月球進行探測．已知“工作軌道”周期為T，距月球表面的高度為h，月球半徑為R，引力常量為G，忽略其它天體對探月衛(wèi)星在“工作軌道”上環(huán)繞運動的影響． （1

16、） 要使探月衛(wèi)星從“轉(zhuǎn)移軌道”進入“工作軌道”，應增大速度還是減小速度？ （2） 求探月衛(wèi)星在“工作軌道”上環(huán)繞的線速度大小； （3） 求月球的第一宇宙速度． 第 12 頁 共 12 頁 參考答案 一、 單選題 (共9題；共18分) 1-1、 2-1、 3-1、 4-1、 5-1、 6-1、 7-1、 8-1、 9-1、 二、 多選題 (共8題；共24分) 10-1、 11-1、 12-1、 13-1、 14-1、 15-1、 16-1、 17-1、 三、 綜合題 (共4題；共40分) 18-1、 18-2、 18-3、 19-1、 19-2、 20-1、 20-2、 20-3、 20-4、 20-5、 21-1、 21-2、 21-3、