2020年高考物理二輪重點(diǎn)專題強(qiáng)化練習(xí)五：萬(wàn)有引力與航天附答案

1、2020年高考物理二輪重點(diǎn)專題整合強(qiáng)化練專練五：萬(wàn)有引力與航天1、關(guān)于靜止在地球表面（兩極除外）隨地球自轉(zhuǎn)的物體，下列說(shuō)法正確的是（）A.物體所受重力等于地球?qū)λ娜f(wàn)有引力B.物體的加速度方向可能不指向地球中心C.物體所受合外力等于地球?qū)λ娜f(wàn)有引力D.物體在地球表面不同處角速度可能不同【答案】B解析 考慮了地球的自轉(zhuǎn)，萬(wàn)有引力不等于重力，重力是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力，只有兩極重力才嚴(yán)格與萬(wàn)有引力相等，故 A錯(cuò)誤；物體的加速度方向指向軌道的圓心，而地球上的物體隨地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道與地軸垂直，且緯度越高軌道半徑越小，只有在赤道上的物體，加速度才指向地心，故B正確；在地球上隨地球自轉(zhuǎn)的物體，跟隨

2、地球一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力和支持力的合力等于向心力，萬(wàn)有引力沿軌道半徑方向上的分力提供向心力，另一分力是重力，所以物體所受合外力不等于地球?qū)λ娜f(wàn)有引力，故C錯(cuò)誤；地球表面不同緯度的物體繞同一地軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，故 D錯(cuò)誤.2、（多選）2016年4月6日1時(shí)38分，我國(guó)首顆微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星一一實(shí)踐十號(hào)返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭發(fā)射升空，進(jìn)入近百萬(wàn)米預(yù)定軌道，開始了為期15天的太空之旅，大約能圍繞地球轉(zhuǎn) 200圈，如圖所示.實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星的微重力水平可達(dá)到地球表面重力的106g,實(shí)踐十號(hào)將在太空中完成19項(xiàng)微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)，力爭(zhēng)取得重大科學(xué)成果

3、.以下關(guān)于實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星的相關(guān)描述中正確的有（）A.實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星在地球同步軌道上B.實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星的環(huán)繞速度一定小于第一宇宙速度C.在實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星內(nèi)進(jìn)行的19項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)都是在完全失重狀態(tài)下完成的D.實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星運(yùn)行中因受微薄空氣阻力，需定期點(diǎn)火加速調(diào)整軌道【答案】BD_ 15X24解析 實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星的周期 T="20h=1.8 h,不是地球同步衛(wèi)星，所以不在地球同步軌道上，故A錯(cuò)誤;第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運(yùn)動(dòng)的環(huán)繞速度，則實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星的環(huán)繞速度一定小于第一宇宙速度，故 B正確；根據(jù)題意可知，實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星內(nèi)進(jìn)行的 19項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)都是在微重力情況下 做的，此時(shí)重力沒(méi)

4、有全部提供向心力，不是完全失重狀態(tài)，故 C錯(cuò)誤；實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星運(yùn)行中因受微薄空氣 阻力，軌道半徑將變小，速度變小，所以需定期點(diǎn)火加速調(diào)整軌道，故 D正確.3、（多選）如圖所示為一衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)，其周期為24小時(shí)，A、C兩點(diǎn)分別為軌道上的遠(yuǎn)地點(diǎn)和近地點(diǎn)，B為短軸和軌道的交點(diǎn).則下列說(shuō)法正確的是（）A.衛(wèi)星從A運(yùn)動(dòng)到B和從B運(yùn)動(dòng)到C的時(shí)間相等B.衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道上A、C間的距離和地球同步衛(wèi)星軌道的直徑相等C.衛(wèi)星在A點(diǎn)速度比地球同步衛(wèi)星的速度大D.衛(wèi)星在A點(diǎn)的加速度比地球同步衛(wèi)星的加速度小【答案】BD解析 根據(jù)開普勒第二定律知，衛(wèi)星從 A運(yùn)動(dòng)到B比從B運(yùn)動(dòng)到C的時(shí)間長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)開普勒第三

5、 定律*= k,該衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星的周期相等，則衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道上A、C間的距離和地球同步衛(wèi)星軌道的直徑相等.故b正確；由v=y!GM，知衛(wèi)星在該圓軌道上的線速度比地球同步衛(wèi)星的線速度小，所以衛(wèi)星 在橢圓上A點(diǎn)速度比地球同步衛(wèi)星的速度小 .故C錯(cuò)誤；A點(diǎn)到地心的距離大于地球同步衛(wèi)星軌道的半徑， 由GMF = ma得a = GM-,知衛(wèi)星在 A點(diǎn)的加速度比地球同步衛(wèi)星的加速度小，故 D正確.4、（多選）假設(shè)在宇宙中存在這樣三個(gè)天體 A、B、C,它們?cè)谝粭l直線上，天體A和天體B的高度為某值時(shí)，天體A和天體B就會(huì)以相同的角速度共同繞天體C運(yùn)轉(zhuǎn)，且天體A和天體B繞天體C運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓軌道，如圖所示.則

6、以下說(shuō)法正確的是（B做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度B做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度C對(duì)它的萬(wàn)有引力C對(duì)它的萬(wàn)有引力A.天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度大于天體 B.天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度小于天體 C.天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大于天體 D.天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于天體【答案】AC 解析 由于天體A和天體B繞天體C運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓軌道，角速度相同，由 a= co2r,可知天體A做圓周 運(yùn)動(dòng)的加速度大于天體 B做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度，故 A正確；由公式v=3!，可知天體 A做圓周運(yùn)動(dòng)的線速 度大于天體B做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，故 B錯(cuò)誤；天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由 B、C的萬(wàn)有引力的合力提供，大于天體 C對(duì)它的萬(wàn)有引力.故C正確，

7、D錯(cuò)誤.5.如圖所示，一顆衛(wèi)星繞地千沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，A、B是衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)地點(diǎn)和近地點(diǎn) .下列說(shuō)法中正確的是A.衛(wèi)星在A點(diǎn)的角速度大于在 B點(diǎn)的角速度B.衛(wèi)星在A點(diǎn)的加速度小于在 B點(diǎn)的加速度C.衛(wèi)星由A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中動(dòng)能減小，勢(shì)能增加D.衛(wèi)星由A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中萬(wàn)有引力做正功，機(jī)械能增大【答案】B解析 近地點(diǎn)的速度較大，可知 B點(diǎn)線速度大于 A點(diǎn)的線速度，根據(jù) 3=丫知，衛(wèi)星在A點(diǎn)的角速度小于 B r點(diǎn)的角速度，故 A錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律得，2=5 =窄，可知衛(wèi)星在 A點(diǎn)的加速度小于在 B點(diǎn)的加速度，故B正確；衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，從 A到B,萬(wàn)有引力做正功，動(dòng)能增加，勢(shì)能減小，機(jī)械能守恒，故C

8、、D錯(cuò)誤.6、（多選）如圖所示，兩質(zhì)量相等的衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，用 R T、Ek、S分別表示衛(wèi)星的軌道半徑、周期、動(dòng)能、與地心連線在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積.下列關(guān)系式正確的有（）B.EkA>EkBA.Ta>TbC.Sa = SbD.Ra? RB3T/F【答案】AD解析由噌m=呼=m4=T R 和Ek = 1mv2 可得丁=2兀、得Ek=GMm,因Ra>Rb,則Ta>Tb,EkA<EkB,R R I2： GM 2RA對(duì)，B錯(cuò)；由開普勒定律可知， C錯(cuò)，D.7、設(shè)想我國(guó)宇航員隨嫦娥”號(hào)登月飛船貼近月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇航員測(cè)出飛船繞行 n圈所用的時(shí) 間為

9、t.登月后，宇航員利用身邊的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出質(zhì)量為 m的物體重力為Gi.已知引力常量為 G,根據(jù)以上 信息可得到（ ）B.飛船的質(zhì)量A.月球的密度C.月球的第一宇宙速度D.月球的自轉(zhuǎn)周期【答案】A解析 設(shè)月球的半徑為 R,月球的質(zhì)量為 M.宇航員測(cè)出飛船繞行 n圈所用的時(shí)間為t,則飛船的周期為 T=GMmR2廣， 口4 irR3得到月球的質(zhì)量M=4普3R2兀4月球的笥'度為3卡4- 3 -商4-3=P3 02.等T,故A正確；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，列出的等式中消去了飛船的質(zhì)量，所以無(wú)法求出飛船的質(zhì)量，故 B錯(cuò)誤；月球的半徑未知，故不可求出月球的第一宇宙速度，故C錯(cuò)誤；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向

10、心力，不能求月球自轉(zhuǎn)的周期，故D錯(cuò)誤.8、為了驗(yàn)證拉住月球使它圍繞地球運(yùn)動(dòng)的力與拉著蘋果下落的力以及地球、眾行星與太陽(yáng)之間的作用力是同一性質(zhì)的力，同樣遵從平方反比定律，牛頓進(jìn)行了著名的月地檢驗(yàn)”已知月地之間的距離為60R（R為地球半徑），月球圍繞地球公轉(zhuǎn)的周期為T,引力常量為G.則下列說(shuō)法中正確的是（）A.物體在月球軌道上受到的地球引力是其在地面附近受到的地球引力的1603兀b.由題中信息可以計(jì)算出地球的留度為GT2c.物體在月球軌道上繞地球公轉(zhuǎn)的向心加速度是其在地面附近自由下落時(shí)的加速度的13 600D.由題中信息可以計(jì)算出月球繞地球公轉(zhuǎn)的線速度為解析 物體在月球軌道上受到的地球引力F =

11、GM= 孤 GmM1，故A錯(cuò)誤,60 R 3 600 RC正確；根據(jù)萬(wàn)有引力提223供向心力有G=m60R%可得地球質(zhì)量屋丁，根據(jù)密度公式可知地球的密度MP= 433卡故B錯(cuò)誤；據(jù)v= 26212T之，故D錯(cuò)誤.9、據(jù)新聞報(bào)導(dǎo)， 天宮二號(hào)”將于2016年秋季擇機(jī)發(fā)射，其繞地球運(yùn)行的軌道可近似看成是圓軌道.設(shè)每經(jīng)過(guò)時(shí)間t,天宮二號(hào)”通過(guò)的弧長(zhǎng)為I,該弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的圓心角為?；《?已知引力常量為 G,則地球的質(zhì)量是63B.GI2tDt2C.G9 3I3D.G。2解析 天宮二號(hào)”通過(guò)的弧長(zhǎng)為I,該弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的圓心角為?；《?，所以其軌道半徑：r=；t時(shí)間內(nèi) 天宮二號(hào)”通過(guò)的弧長(zhǎng)是I,所以線速度：v=；天宮二

12、號(hào)”做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬(wàn)有引力提供，則:GMm mv2-=丁,所以M =rv2l3GGO 2.10、太空行走又稱為出艙活動(dòng).狹義的太空行走即指航天員離開載人航天器乘員艙進(jìn)入太空的出艙活動(dòng).如圖所示，假設(shè)某宇航員出艙離開飛船后身上的速度計(jì)顯示其相對(duì)地心的速度為v,該航天員從離開艙門到結(jié)束太空行走所用時(shí)間為t,已知地球的半徑為 R,地球表面的重力加速度為 g,則（）A.航天員在太空行走時(shí)可模仿游泳向后劃著前進(jìn)B.該航天員在太空走”的路程估計(jì)只有幾米C.該航天員離地高度為gR- RD.該航天員的加速度為Rv【答案】C解析 由于太空沒(méi)有空氣，因此航天員在太空中行走時(shí)無(wú)法模仿游泳向后劃著前進(jìn)，故

13、A錯(cuò)誤；航天員在太空行走的路程是以速度 v運(yùn)動(dòng)的路程，即為vt,故B錯(cuò)誤；由GMm=mg和-GMm=m,得h=gR2-R2R+h 2 R+hv2R,故C正確；由d 2得a=*，故D錯(cuò)誤. g R+ h gR11、A、B兩顆衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A衛(wèi)星運(yùn)行的周期為 Ti,軌道半徑為 口； B衛(wèi)星運(yùn)行的周期為丁2,且Ti>T2.下列說(shuō)法正確的是（）2A.B衛(wèi)星的軌道半徑為ri（T1）3B.A衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于 B衛(wèi)星的機(jī)械能C.A、B衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí)處于完全失重狀態(tài)，不受任何力的作用T1T2D.某時(shí)刻衛(wèi)星 A、B在軌道上相距最近，從該時(shí)刻起每經(jīng)過(guò)心七時(shí)間，衛(wèi)星 A、B再次相距最近T

14、i T2【答案】D32解析 由開普勒第三定律 與= 4, A錯(cuò)誤；由于衛(wèi)星的質(zhì)量未知，機(jī)械能無(wú)法比較，B錯(cuò)誤；A、B衛(wèi)星均2 T2. . . . . .27r 27r受萬(wàn)有引力作用，只是由于萬(wàn)有引力提供向心力，衛(wèi)星處于完全失重狀態(tài)，C錯(cuò)誤；由2斗一/ =2兀知經(jīng)tI 2 I 1=4T-兩衛(wèi)星再次相距最近，D正確.T1 -T212、神舟十號(hào)"飛船與 天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接.設(shè)地球半徑為R,地球表面重力加速度1為g.對(duì)接成功后神舟十號(hào)"和天宮一號(hào)”一起繞地球運(yùn)行的軌道可視為圓軌道，軌道離地球表面高度約為1-19R,運(yùn)行周期為T,則（）A.對(duì)接成功后，神舟十號(hào)”

15、飛船里的宇航員受到的重力為零B.對(duì)接成功后，神舟十號(hào)”飛船的加速度為gC.對(duì)接成功后，神舟十號(hào)”飛船的線速度為等19 ID.地球質(zhì)量為（20）3 4R3 19 GI【答案】D解析 對(duì)接成功后，神舟十號(hào)”飛船里的宇航員受到的重力不為零，故A錯(cuò)誤；根據(jù)GMm=ma得，2 =攀，根據(jù)GMmmg得，g=GM",由題意知，=20尺可知a= 36g,故B錯(cuò)誤；對(duì)接成功后，神舟十號(hào)”飛船RR194UU2兀張，2，23，2的線速度 v=,故 C 錯(cuò)誤；根據(jù) Gm- = mr2得，地球的質(zhì)量 M =一叫2 =（2）3R3,故 DT 19Tr TGT19' GT正確.13、2U15年3月，美國(guó)宇

16、航局的 蓿使”號(hào)水星探測(cè)器按計(jì)劃將隕落在水星表面，工程師找到了一種聰明的 辦法，能夠使其壽命再延長(zhǎng)一個(gè)月.這個(gè)辦法就是通過(guò)向后釋放推進(jìn)系統(tǒng)中的高壓氨氣來(lái)提升軌道.如圖所示,設(shè)釋放氮?dú)馇?，探測(cè)器在貼近水星表面的圓形軌道I上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，釋放氨氣后探測(cè)器進(jìn)入橢圓軌道 n上，忽略探測(cè)器在橢圓軌道上所受外界阻力.則下列說(shuō)法正確的是（）A.探測(cè)器在軌道I和軌道n上 A點(diǎn)加速度大小不同B.探測(cè)器在軌道I上 A點(diǎn)運(yùn)行速率小于在軌道n上 B點(diǎn)速率C.探測(cè)器在軌道n上某點(diǎn)的速率可能等于在軌道I上速率D.探測(cè)器在軌道n上遠(yuǎn)離水星過(guò)程中，引力勢(shì)能和動(dòng)能都減少 【答案】C解析 探測(cè)器在軌道I和軌道n上A點(diǎn)所受的萬(wàn)有

17、引力相同，根據(jù)F= ma知，加速度大小相同，故A錯(cuò)誤；根據(jù)開普勒第二定律知探測(cè)器與水星的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相同，則知A點(diǎn)速率大于B點(diǎn)速率，故B錯(cuò)誤；在圓軌道 A實(shí)施變軌成橢圓軌道是做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)運(yùn)動(dòng)必須萬(wàn)有引力小于 飛船所需向心力，所以應(yīng)給飛船加速，故在軌道n上速度大于A點(diǎn)在I速度/GM，在n遠(yuǎn)地點(diǎn)速度最小為、眄M,故探測(cè)器在軌道n上某點(diǎn)的速率在這兩數(shù)值之間，則可能等于在軌道I上的速率、口,故C;rB: rA正確.探測(cè)器在軌道n上遠(yuǎn)離水星過(guò)程中，引力勢(shì)能增加，動(dòng)能減小，故D錯(cuò)誤.14、如圖所示， 嫦娥”三號(hào)探測(cè)器發(fā)射到月球上要經(jīng)過(guò)多次變軌，最終降落到月球表面上，其中軌

18、道I為圓形，軌道H為橢圓.下列說(shuō)法正確的是（）A.探測(cè)器在軌道i的運(yùn)行周期大于在軌道n的運(yùn)行周期B.探測(cè)器在軌道I經(jīng)過(guò) P點(diǎn)時(shí)的加速度小于在軌道n經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度C.探測(cè)器在軌道I運(yùn)行時(shí)的加速度大于月球表面的重力加速度D.探測(cè)器在P點(diǎn)由軌道I進(jìn)入軌道n必須點(diǎn)火加速 【答案】ar3解析 根據(jù)開普勒第三定律知，卓=k,因?yàn)檐壍繧的半徑大于軌道n的半長(zhǎng)軸，則探測(cè)器在軌道I的運(yùn)行周期大于在軌道n的運(yùn)行周期，故A正確；根據(jù)牛頓第二定律知，a=詈，探測(cè)器在軌道I經(jīng)過(guò) P點(diǎn)時(shí)的加速度等于在軌道n經(jīng)過(guò) P點(diǎn)時(shí)的加速度，故 B錯(cuò)誤；根據(jù)GMMm= ma知，探測(cè)器在軌道I運(yùn)行時(shí)的加速 度2=詈，月球表面的重力加速度g=GRMl,因?yàn)閞>R,則探測(cè)器在軌道I運(yùn)行時(shí)的加速度小于月球表面的重力加速度，故C錯(cuò)誤.探測(cè)器在P點(diǎn)由軌道I進(jìn)入軌道n需減速，使得萬(wàn)有引力大于向心力， 做近心運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤.15、引力波的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了愛(ài)因斯坦100年前所做的預(yù)測(cè).1974年發(fā)現(xiàn)了脈沖雙星間的距離在減小就已間接地證明了引力波的存在.如果將該雙星系統(tǒng)簡(jiǎn)化為理想的圓周運(yùn)動(dòng)模型，如圖所示，兩星球在相互的萬(wàn)有引力 作用下，繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).由于雙星間的距離減小