物理高考复习专题06 万有引力定律和宇宙航行原卷版.docx
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物理高考复习专题06万有引力定律和宇宙航行原卷版
2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编（第七期）
万有引力定律与宇宙航行
1、（2020·福建省厦门六中高三测试三）—颗质量为m的卫星在离地球表面一定高度的轨道上绕地球做圆周运动，若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，卫星的向心加速度与地球表面的重力加速度大小之比为1：
9，卫星的动能（）
A．
B．
C．
D．
2、（2020·百师联盟高三停课不停学山东卷五）据科学家推算，六亿两千万年前，一天只有21个小时，而现在已经被延长到24小时，假设若干年后，一天会减慢延长到25小时，则若干年后的地球同步卫星与现在的相比，下列说法正确的是（ ）
A．可以经过地球北极上空
B．轨道半径将变小
C．加速度将变大
D．线速度将变小
3、（2020·福建省厦门六中高三测试三）2018年11月1日，第四十一颗北斗导航卫星成功发射。
此次发射的北斗导航卫星是北斗三号系统的首颗地球静止轨道（GEO）卫星，也是第十七颗北斗三号组网卫星。
该卫星大幅提升了我国北斗系统的导航精度。
已知静止轨道（GEO）卫星的轨道高度约36000km，地球半径约6400km，地球表面的重力加速度为g，请你根据所学的知识分析该静止轨道（GEO）卫星处的加速度最接近多少（）
A．
B．
C．
D．
4、（2020·福建省泉州市高三单科质检）我国成功发射了国内首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星（简称“碳卫星“），用于监测地球大气层中二氧化碳的浓度变化情况。
“碳卫星“在半径为R的圆周轨道上运行，每天绕地球运行约14圈。
已知地球自转周期为T，引力常量为G。
则（ ）
A．可算出地球质量为
B．“碳卫星”的运行速度大于7.9km/s
C．“碳卫星”的向心加速度小于9.8m/s2
D．“碳卫星”和地球同步卫星的周期之比约为1：
14
5、（2020·广东省珠海市高三下学期2月检测）为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。
P与Q的周期之比约为（）
A．2:
1B．4:
1C．8:
1D．16:
1
6、（2020·河南省开封市高三一模）某科技小组设计的月球探测器的环月轨道方案如图所示，环月轨道Ⅰ为圆形轨道，环月轨道Ⅱ为椭圆轨道，远月点记为P，近月点记为Q（图中未标出），下列说法正确的是（）
A．探测器在环月轨道Ⅰ上运动的速度比月球的第一宇宙速度小
B．探测器在环月轨道Ⅰ上的运行周期比在环月轨道Ⅱ上的运行周期长
C．探测器在轨道Ⅱ上运行时，远月点的加速度数值比近月点的加速度数值大
D．探测器在环月轨道Ⅰ上运行时的机械能小于在环月轨道Ⅱ上的机械能
7、（2020·内蒙古赤峰市高三上学期期末）2019年11月14日，我国国家航天局在河北怀来的地外天体着陆综合试验场进行了火星探测器的相关实验工作，通过天文观测知道，火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球绕太阳公转半径的1.5倍。
以下说法正确的是（ ）
A．火星公转的向心加速度比地球的大
B．火星公转的周期比地球的小
C．火星公转的线速度比地球的大
D．火星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度小
8、（2020·河北省沧州市一中高三12月月考）两颗人造地球卫星，它们质量的比m1:
m2=1:
2，它们运行的线速度的比是v1:
v2=1:
2，那么（）.
A.它们运行的周期比为8:
1B.它们运行的轨道半径之比为4:
1
C.它们所受向心力的比为1:
32D.它们运动的向心加速度的比为1:
16
9、（2020·河北省沧州市一中高三12月月考）据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N．由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为（）
A.0.5B.2C.3.2D.4
10、（2020·河北省沧州市一中高三12月月考）科学研究表明地球的自转在变慢，四亿年前，地球每年是400天，那时，地球每自转一周的时间是21.5小时，比现在要快2.5小时。
据科学家分析，地球自转变慢的原因主要有两个：
一个是潮汐时海水与海岸碰撞、与海底摩擦而使能量变成内能；另一个是由于潮汐的作用，地球把部分自转能量传给了月球，使月球的机械能增加了（不考虑对月球自转的影响）。
由此可以判断，与四亿年前相比月球绕地球公转的（ ）
A.半径增大B.速度增大C.周期增大D.角速度增大
11、（2020·湖南省长沙市一中第六次月考）.2011年11月3日1时43分，中国自行研制的神州八号飞船与天宫一号目标飞行器在距离地球高为h的轨道上实现自动对接，为未来空间站建设迈出了关键一步。
对接前，它们的运动轨迹如图所示，假设天宫一号绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T，神州八号运行的轨道为椭圆，且两轨道相切于远地点P，已知万有引力常量为G。
则下列说法正确的是（ ）
A.在远地点P处，神舟八号的加速度与“天宫一号”相等
B.根据题中条件可以计算出地球的平均密度
C.根据题中条件可以计算出天宫一号的质量
D.要实现神舟八号与天宫一号在远地点P处对接，神舟八号需在靠近P处点火减速
12、（2020·湖南省长沙市高三期末统考）.为了加快建设海洋强国，根据《中国民用空间基础设施中长期发展规划》和《海洋卫星业务发展“十三五”规划》，到2020年，我国将研制和发射海洋卫星共十余颗。
“海洋一号C”卫星和“海洋二号B”卫星这两颗卫星现在已经正式交付自然资源部投入使用，若这两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，“海洋二号B”卫星的轨道半径是“海洋一号C”卫星的n倍，关于这两颗卫星，下列说法正确的是（ ）
A.“海洋二号B”卫星的线速度是“海洋一号C”卫星的
倍
B.“海洋二号B”卫星的线速度是“海洋一号C”卫星的
倍
C.在相同的时间内，“海洋二号B”卫星与地球球心的连线扫过的面积和“海洋一号C”卫星的相等
D.在相同的时间内，“海洋二号B”卫星与地球球心的连线扫过的面积是“海洋一号C”卫星的
倍
13、（2020·内蒙古鄂尔多斯市一中高三下学期一模）已知地球两极处的重力加速度大小约为9.8m/s2,贴近地球表面飞行卫星的运行周期约为1.5小时，试结合生活常识，估算一质量为60kg的人站在地球赤道上随地球自转所需要的向心力约为
A.0.2NB.0.4NC.2ND.4N
14、（2020·天一皖豫联盟体高三第二次联考）如图所示，a、b、c为地球的三颗卫星，它们均沿逆时针方向绕地球做匀速圆周运动，其中a、b的轨道半径为
，c是地球同步卫星，轨道半径为
。
图示时刻b、c恰好相距最近，已知地球半径为
，自转周期为
，则下列说法正确的是（）
A
卫星a加速可以追上卫星b
B.卫星a、b的运行周期为
C.地球表面的重力加速度为
D.从图示位置到b、c再次距离最近，需要的时间为是
15、（2020·浙江省浙大附中高三元月选考模拟在星球A上将一小物块P竖直向上抛出，P的速度的二次方
与位移x间的关系如图中实线所示；在另一星球B上用另一小物块Q完成同样的过程，Q的
关系如图中虚线所示，已知A的半径是B的半径的
，若两星球均为质量均匀分布的球体（球的体积公式为V=
，r为球的半径），两星球上均没有空气，不考虑两星球的自转，则（）
A.A表面的重力加速度是B表面的重力加速度的
倍
B.A的第一宇宙速度是B的第一宇宙速度的
倍
C.A的密度是B的密度的9倍
D.P抛出后落回原处的时间是Q抛出后落回原处的时间的
倍
16、（2020·重庆市巴蜀中学高三月考一）某天体平均密度为ρ，第一宇宙速度为v，已知万有引力恒量为G，天体可视为均匀球体，则（ ）
A.该天体半径为
B.该天体表面重力加速度为
C.绕该天体表面附近飞行的卫星周期为
D.若考虑天体自转，则维持该天体稳定的最小自转周期为
17、（2020·福建省莆田第二十五中高三上学期期末）据报道，目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器．探测器升空后，先在近地轨道上以线速度v环绕地球飞行，再调整速度进入地火转移轨道，最后再一次调整速度以线速度v′在火星表面附近环绕飞行．若认为地球和火星都是质量分布均匀的球体，已知火星与地球的半径之比为1∶2，密度之比为5∶7，设火星与地球表面重力加速度分别为g′和g，下列结论正确的是（ ）
A.g′∶g＝4∶1B.g′∶g＝10∶7
C.v′∶v＝
D.v′∶v＝
18、（2020·山东省微山县二中十二月月考）2019年春节期间，中国科幻电影里程碑的作品《流浪地球》热播，人类带着地球“流浪”至靠近木星时，上演了地球的生死存亡之战．影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程如图所示，地球在椭圆轨道I上运行到远日点B变轨，进入圆形轨道II，在圆形轨道II上运行到B点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳束缚．对于该过程，下列说法正确的是
A.在轨道I上B点的动能等于在轨道II上B点的动能
B.沿轨道I运行的周期小于沿轨道II运行的周期
C.沿轨道I运行时，在A点的加速度小于在B点的加速度
D.在轨道I上由A点运行到B点的过程，速度逐渐增大
19、（2020·山东省微山县二中十二月月考）2018年6月14日11时06分，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成为世界首颗成功进入地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道的卫星，为地月信息联通搭建“天桥”．如图所示，该L2点位于地球与月球连线的延长线上，“鹊桥”位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动．已知地球、月球和“鹊桥”的质量分别为Me、Mm、m，地球和月球之间的平均距离为R，L2点离月球的距离为x，则
A.“鹊桥”的线速度大于月球的线速度
B.“鹊桥”的向心加速度小于月球的向心加速度
C.x满足
D.x满足
20、（2020·天津市静海一中等七校高三期中联考）2019年1月15日，嫦娥四号生物科普试验载荷项目团队发布消息称停留在月球上的“嫦娥四号”探测器上的一颗棉花种子已经发芽，这是人类首次在月球上进行生物生长实验．如图所示，“嫦娥四号”先在环月圆轨道Ⅰ上运动，接着在Ⅰ上的A点实施变轨进入近月的椭圆轨道Ⅱ，再由近月点B实施近月制动，最后成功登陆月球，下列说法正确的是（ ）
A.“嫦娥四号”绕轨道Ⅱ运行的周期大于绕轨道Ⅰ运行的周期
B.“嫦娥四号”沿轨道Ⅰ运动至A时，需制动减速才能进入轨道Ⅱ
C.“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行时，在A点的加速度大小大于在B点的加速度大小
D.“嫦娥四号”在轨道Ⅱ上由A点运行到B点的过程，速度逐渐减小
21、（2020·天津市静海一中等七校高三期中联考）如图所示，A是静止在赤道上的物体，随地球自转而做匀速圆周运动；B、C是同一平面内两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星．已知第一宇宙速度为υ，物体A和卫星B、C的线速度大小分别为
、
、
，周期大小分别为TA、TB、TC，则下列关系正确的是（ ）
A.
B.
＜
＜
＜
C.
＝
＞
D.
＜
＜
22、（2020·山东省微山县二中十二月月考）.如图所示，返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱．已知月球表面的重力加速度为g，月球的半径为R，轨道舱到月球中心的距离为r，引力常量为G，不考虑月球的自转．求：
（1）月球的质量M；
（2）轨道舱绕月飞行的周期T．
23、（2020·河北省沧州市一中高三12月月考）某课外小组经长期观测，发现靠近某行星周围有众多卫星，且相对均匀地分布于行星周围，假设所有卫星绕该行星的运动都是匀速圆周运动，通过天文观测，测得离行星最近的一颗卫星的运动半径为R1，周期为T1，已知万有引力常为G．求：
⑴行星的质量；
⑵若行星的半径为R，行星的第一宇宙速度；
⑶通过天文观测，发现离行星很远处还有一颗卫星，其运动半径为R2，周期为T2，试估算靠近行星周围众多卫星的总质量．
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