万有引力定律与航天测试题.docx

万有引力定律与航天1.（2019新课标全国I卷在星球M上将一轻弹,及I1.固定在水平桌面上,把物体座放在弹簧上甥，/询静止向卜运动,物体的加速度a与舛簧的压缗量/间的关系如图中实战所示,在另一星球A上用完全相同的弹费,改用物体。充成同样的过程,其g关系如图中虚税所示,假i殳两星球均为质显均匀分布的球体.已知星期丽勺半径是星期A的3倍，则.心JA的密度相等B.。的侦量是J3倍C.GF落过程中的最大动能是用勺4倍（.0下落过程中弹黄的最大压缩崎是座M倍【答案】AC【解析】A、由a-X图象可知,加速度沿转直向下方向为正方向，根据牛顿第二定律有：，变形式为：=8-EX,该图象的斜率为-,纵轮截距为.用力加速度g,根据图象的双轴截距可知，两星球表面的mm重力加速度之比为：又因为在某星球表面上的物体,所受重力和万有引力相等,即：,即该星球的质量M=Wt又因为：W=P皿，联立得夕=7故两星理的密度之比为：，故A1.E确：B,当物体在G34*RG弹簧上运动过程中,加速度为。的一瞬间,其所受弹力和虫力：力平衡，馆=依，即：，”=一：结合ar图象可知，当物体。和物体。分别处于平衡位置时,弹簧的I卡端量之比为：,故物体P和物体。的质量之比为:，故B错误;C、物体尸和物体。分别处于各自的平衡位置（炉Q）时,它们的动能最大；根据V2=2ax,结合a-X图象面积的物理意义可知：物体。的最大速度满足,物体Q的最大速度满足：弓=入土,则两物体的最大动能之比：，C正确：I）、物体，和物体。分别在弹费上做简谐运动，由平衡位置（？0）可知,勒体尸和。振动的振福d分别为与和2x0,即物体/所在弹簧最大压缩联为2%,物体。所在弹烫G缩泉为1%,愿。下落过程中,弹焚大压缩版时，物体M大压缩反的2fi,D错误：故本蹋选AC.2. （2019新课标全国I1.卷）2019年1月，我国嫦娥四号探戈便成功在月球背面较齐陆，在探测器“奔向一月球的过程中,用力表示探测器夕地球表面的距禹./浓示它所受的地球引力,能峪描述力变化关系的图像是【答案】D【解析】根据万有引力定律可得：.力越大”'越大.故选项D符合题意.3. （2019新课标全国In卷）金星、地理和火星绕太阳的公技均可视为匀速切周运动，它们的向心加速度大小分别为az、&*、a*,它们沿轨道运行的速率分别为匕、V知己知它们的轨遒半径知由此可以判定A.B.a“a“a*C.r*>r>r>I）.v>ra>r>【答案】A【解析】AB,由万有引力提供向心力可知轨道半径超小,向心加速度越大,故如A项正确,B错谈;CD.Ih野I，=可知轨道半径越小,运行速率越大,故C,I）都错误4. （2019北京卷）2019年5月17日，我国成功发射笫45颗北斗导航卫星,该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）.该Ti星A.入轨后可以位于北京正上方B.入轨后的速度大于第一宇宙速度C.发射速度大于第二宇由速度D.若发射到近地即轨道所需能量较少【答案】I）【解析】由于卫星为同步卫星,所以入轨后一定只能与赤道在同一平面内，故A错误：由于第一宇宙速度为，星绕地球运行的最大速度,所以JI星入轨后的逑度一定小于第一宇宙速度，故B楷误：由于第二宇宙速度为R星腰离地球引力的最小发射速度,所以R星的发射速度一定小于第二宇宙速度,故C错误：将卫星发射到越裔的轨道克服引力所作的功越大,所以发射到近地国凯道所需能收较小,故D正确.5. （2019天津卷）2018年12月8日,肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦嫉四号探冽器成功发射,“实现人类航天器首次在月环背面巡视探测,率先在月背刻上了巾国足迹”.已知月球的质房为M、半径为R,探测器的肝球为，”,引力常量为G,嫦娥四号探测器用绕月球做半径为r的匀速圆周运动时,探测器A.周期为梏，B.动能为GMm2RC.角速度为D.向心加速度为*R-【答案】C【耕折】由万有引力提供向心力可得，可得,故A正确:解得V=J与，由于，故B格识:解得电=J器,故C错误；解汨。=弹，故D错误.综上分析,答案为A.6. （2019江苏卷）1970年成功发射的“东方红一号”是我国第激人造地球卫星，该卫星至今仍沿桶国轨道绕地俅运动.如图所示,谀P星在近地点、远地点的速度分别为小板,近地点到地心的距离为r,地球质址为乂引力常诚为。则B.C.【答案】B【解析】“东方红一号”从近地点到远地戊力布引力做货功,动能减小,所以*彩，过近地点圆周运动的速度为V=J与，由于“东方红一号”在椭E!上运动,所以斗故B正确.7. （2019浙江选考）20世纪人类呆伟人的创举之一是开拓了太空的全新领域.现有一艘远围星球在太空中出线飞行的宇宙飞船,为了测量自身防St启动推进雕测出飞船在短时间A,内速度的改变为A匕和飞船受到的推力尸（其它星球对它的引力可忽略）.飞船在某次航行中，当它飞近一个孤立的星球时,飞船能以速度在离星理的较高轨道上绕星球做周期为T的匀速圆周运动.已知星球的半径为此引力常量用（；龙示.则宇宙飞脱和星球的质疑分别是A.B.Fvv3T,2ndFAtv,TD.,v211GFzv'G【答案】D【解析】直线推进时，根据动量定理可处FAr=赭，.解褥飞船的质量为，=3.绕孤立星环运动时,根据公式，又.解得A/=.D正确.InG8. （2019广东省汕尾市高.三模拟）2018年H月I日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运皴火箭成功发射第41煤北斗8航卫星,这颗卫星属于地理静止轨道卫星（同步卫星.取地球半径为6.4×10,地球表面重力加速度产9.8ms2.下列说法正确的是A.该卫星到地面的高度约为42xKfmB.该卫星的线速度约为3.1knVsC.该E星发出的电磁波信号传播到地面羟过时间约为1sD该卫星做圆周运动的加速度小于月球绕地域做圆周运动的加速度【答案】B【解析】地球同步卫星境地环圆周运动的向心力由万有引力提供有,在地球衣面巾力与万有引力相等有G券=wg,以由上两式代入r24h,/6.4X10%,Q8msi,可解得r=4.2×10rm:该卫星的轨道半径为4.2×IOrB,则卫星距地面的高度=3.6X10：>,故A错误：该P.星的税速度V=拳,代入数据可解得，J.Ikms,故B正确：由A分析知,该卫星距地面高度为3.6×10:m.电磁波传指速度为3×10t,ms,故信号传播时间大约为01s,故C错误：根据G"=rw可窗斤G；可得同步P.星的轨道半径小于月域的轨道半径,故其加速度大于月球绕抱球圆周运动的加速或，故D错误.9. （2019湖南省怀化市高三二模2018年12月8H,嫦娥四号发射升空.将实现人类历史上首次月球背面登月.随将嫦娥奔月纱想的实现,我国不断刷新深空探冽的中国高度.妮峨卫星整个飞行过程可分为三个轨道段：绕地飞行脚相轨道段、地月转移轨遒段、绕月E行轨道段我们用如图所示的模型来荷化描绘嫦娥卫星飞行过程,假设调相轨道和绕月轨道的半长轴分别为&、大公转周期分别为东心关于嫦娥卫星的飞行过程,下列说法正确的是B.嫦娥里星在地月林移轨道上运行的速度应大于1.1.2WsC.从调相轨道切入到地月转移凯道时,卫星在尸点必须减速D.从地月转移轨道切入到绕月轨道时,12星在。点必须战速【答案】D【解析】A、根据开普勒第三定律.谢相凯道与受月轨道的中心天体分别对应地球和月球，故它的轨道半长轴的三次方马冏期的二次方比伯不相等,故A错误：Bx11.2kms是第二宇宙速度，是地球上发射脱离地球束缚的卫星的最小发射速度，故嫦嫉J1.星没有脱离地球束缚，故其速度小于112Ws,故B错误：C、从调和轨道切入到地月转移轨道时，卫星的轨道将持续增大.故P星痛要在尸点做熟心运动,故在尸点需要加速,故C错误；、从地月转序轨道切入到绕月轨道时,卫星相对月球而言,轨道半径M小，衙要在Q点开始做近心您动,故卫星需在。点减速,故D正确.故选D.10. （2019四川省成都市高三三模）2019年初，£流浪地球：的热映激起了人们对天体运动的广泛关注.木星的质量是地球的317.89fft.己加木星的一颗卫星甲的轨遒半径和地球的卫星乙的轨遒半径相同,且它们均做匀速阳周运动,则下列说法正确的是A.卫星甲的周期可能大于卫星乙的周期B.卫星甲的鼓速度UJ能小于卫星乙的我速度C.卫星甲的向心加速度一定大于卫星乙的向心加速度D.卫星甲所受的万有引力一定大于卫星乙所受的万有引力【答案】C【好析】根据万有引力提供下.星圆周运动向心力有：A、周期,两颗R星的轨道半径相同,但木星的痂质大，故其周期小，即甲卫星的周期小于乙卫星的周期,故A错误：B、段速度U=档'，两颗卫星的轨道半径相同,但木星的质吊大，故线速度大,即甲卫星的规速度大于乙P星的筏速度，故B错误：C,向心加速度。=写,两颗以星的轨道半径相同,但.木星的质量大，故其向心加速度大，即甲卫星的向心加速度大于乙卫星的向心加速度,故C正确：D、木星的质量大,但不知道两颗卫星的质量大小关系，故无法求得它们间万有引力的大小,无法比较,故D错误.11. （2019北京市通州区高考物理二模）用传感器测埴一物体的重力时,发现在赤遒测得的读数与其在北极的读数相差大约3%.如图所示,如果认为地球是一个质麻分布均匀的标准球体,下列说法正确的是A.在北极处物体的向心力为万有引力的3%。B.在北极处物体的加力为万有引力的3%C,在赤道处物体的向心力为万有弓I力的3%。D.在赤道处物体的重力为万有引力的3%【答案】Cr解析】AB、在北极处,没有向心力,电力等于万有引力,A、B错误.C、在赤道处，V-C=T,再结合G-CT四意二3%知,在赤道处：=3%。正确.口、赤道处：=997,Dffi.G12,（2019江苏省扬州中学高三模拟）2019年4月10日，天文学家召开全理新闻发布会,宣布首次宜接拍报到黑洞的照片如图所示.黑洞是一种密度极大、引力极大的天体.以至于光都无法逃逸（光速为O.若累涧的侦球为M华径为&引力常依为G,其逃逸速度公式为/=J等.如果天文学家观测到一天体以速度r境某照洞做半径为的匀速同周运动,则下列说法正确的行B.tf=tfrrC.该组洞的最大半径为学D.该黑洞的最小半径为华C【答案】AC【解析】根据万有引力提供向心力有：,得思洞的质MM=膏.故A正确.Btft误：根据逃逸速度公式/=I1.等,得R=等，果洞的最大半径R.=等，故C正确,D错误.13.（2019福建省泉州市高三质量检查如图,虚线I、II、川分别表示地球卫星的三条轨道,其中轨道I为与第一宇宙速度7.9k11s对应的近地环境圆轨道,轨道II为椭圆轨道,轨道In为与第二宇宙速度11.2km/s对应的脱离轨道,a、b.，三点分别位于三条轨遒上"点为轨遒I1.的远地点,AC点与地心的距国均为轨道I半径的2倍,则A.卫星在轨道U的运行周期为轨道I的2倍B.?星经过&点的速率为经过b点的2倍C.卫星在H点的加速度大小为在C点的I倍D.质量相同的卫星在6点的机械能小于在。点的机械能【答案】CD【解析】A项：由开普勒第三定律可得：蓑=*,解曲失韭,故A错快：B项：他公式如果卫星在II轨道整椭圆周运动,JI星经过两个轨遒交点的速率为经过&点的JI倍,0!卫星在1轨道羟过加速才能变做K1.网运动,所以P星经过g点的速率不是经过b点的0倍,故B错误：C项：由公式“=半可知,卫星在a点的加速度大小为在。点的