2020年高考物理一輪專題： 第18講 萬(wàn)有引力定律與航天

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1、2020年高考物理一輪專題： 第18講 萬(wàn)有引力定律與航天 姓名:________ 班級(jí):________ 成績(jī):________ 一、 單選題 (共10題；共20分) 1. （2分） (2018高一下威信期中) 我國(guó)首個(gè)目標(biāo)飛行器“天宮一號(hào)”于北京時(shí)間2011年9月29日21時(shí)16分從甘肅酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空.9月30日16時(shí)09分，在北京航天飛行控制中心精確控制下，“天宮一號(hào)”成功實(shí)施第2次軌道控制，近地點(diǎn)高度由200公里抬升至約362公里，順利進(jìn)入在軌測(cè)試軌道．這次軌道控制是在“天宮一號(hào)”飛行第13圈實(shí)施的．此前，在30日1時(shí)58分，

2、“天宮一號(hào)”飛行至第4圈時(shí)，北京飛控中心對(duì)其成功實(shí)施了第一次軌道控制，使其遠(yuǎn)地點(diǎn)高度由346公里抬升至355公里．經(jīng)過(guò)兩次軌道控制，“天宮一號(hào)”已從入軌時(shí)的橢圓軌道進(jìn)入近圓軌道，為后續(xù)進(jìn)入交會(huì)對(duì)接軌道奠定了基礎(chǔ)．下列關(guān)于“天宮一號(hào)”的說(shuō)法正確的是（ ） A . 發(fā)射“天宮一號(hào)”的速度至少要達(dá)到11.2 km/s B . 兩次變軌后，天宮一號(hào)在近圓軌道上運(yùn)行的速率大于7.9 km/s C . 天宮一號(hào)兩次變軌后在近圓軌道上運(yùn)行的速率仍小于同步衛(wèi)星在軌運(yùn)行的速率 D . 在兩次變軌過(guò)程中都需要對(duì)天宮一號(hào)提供動(dòng)力，從而使其速度增大才能成功變軌 2. （2分） (2016高三上湖北

3、期中) 2016年10月19日3時(shí)31分，“神舟十一號(hào)”載人飛船與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，形成一個(gè)組合體，組合體在距離地面393千米高的圓形軌道繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．航天員景海鵬、陳冬隨后進(jìn)入“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，兩人將在“天空二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科普活動(dòng)．下列說(shuō)法中正確的是（ ） A . 對(duì)接前，飛船欲追上空間實(shí)驗(yàn)室，可以在同一軌道上點(diǎn)火加速 B . 飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接 C . 在組合體中工作的宇航員因受到平衡力作用而在艙中懸浮或靜止 D . 兩位航天員可以在“天宮二號(hào)”

4、空間實(shí)驗(yàn)室中借助重錘和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為全國(guó)中學(xué)生演示“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn) 3. （2分） (2017高一下南木林期末) “東方一號(hào)”人造地球衛(wèi)星A和“華衛(wèi)二號(hào)”人造衛(wèi)星B的質(zhì)量之比是mA：mB=1：2，軌道半徑之比為2：1，則衛(wèi)星A與衛(wèi)星B的線速度大小之比是（ ） A . 1：4 B . ：1 C . 1： D . 4：1 4. （2分） (2017高一下會(huì)寧期中) 已知某天體的第一宇宙速度為8km/s，設(shè)該星球半徑為R，則在距離該星球表面高度為3R的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船的運(yùn)行速度為（ ） A . 2 km/s B . 4 km/s C . 4

5、 km/s D . 8 km/s 5. （2分） (2017高一下黑龍江期中) 運(yùn)動(dòng)員擲出鉛球，若不計(jì)空氣阻力，下列對(duì)鉛球在空中運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)的說(shuō)法中正確的是（ ） A . 加速度的大小和方向均不變，是勻變速曲線運(yùn)動(dòng) B . 加速度大小和方向均改變，是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng) C . 加速度大小不變，方向改變，是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng) D . 若水平拋出是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，若斜向上拋出則不是勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 6. （2分） (2019高一下中山月考) 天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系外的一顆行星，這顆行星的體積是地球的a倍，質(zhì)量是地球的b倍 已知某一近地衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期約為T(mén)，已知引力常量為G，則該

6、行星的平均密度為 A . B . C . D . 條件不足，無(wú)法判斷 7. （2分） (2015高一下揭陽(yáng)期中) 小型登月器連接在航天站上，一起繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為月球半徑的3倍，某時(shí)刻，航天站使登月器減速分離，登月器沿如圖所示的橢圓軌道登月，在月球表面逗留一段時(shí)間完成科考工作后，經(jīng)快速啟動(dòng)仍沿原橢圓軌道返回，當(dāng)?shù)窃缕鞯谝淮位氐椒蛛x點(diǎn)時(shí)，登月器恰與航天站對(duì)接，忽略登月器快速啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)間，整個(gè)過(guò)程中航天站保持原軌道繞月運(yùn)行．已知月球表面的重力加速度為g，月球半徑為R，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則登月器可以在月球上停留的最短時(shí)間約為（ ） A . 1.4π

7、 B . 1.7π C . 3.6π D . 4.7π 8. （2分） 下列說(shuō)法中正確的是（ ） A . 同種介質(zhì)中，光的波長(zhǎng)越短，傳播速度越快 B . 泊松亮斑有力地支持了光的微粒說(shuō)，楊氏干涉實(shí)驗(yàn)有力地支持了光的波動(dòng)說(shuō) C . 某同學(xué)在測(cè)單擺的周期時(shí)將全振動(dòng)的次數(shù)多記了一次，則測(cè)出的周期偏大 D . 靜止在地面上的人觀察一條沿自身長(zhǎng)度方向高速運(yùn)動(dòng)的桿，觀察到的長(zhǎng)度比桿靜止時(shí)的短 9. （2分） 2011年11月1日，“神舟八號(hào)”載人飛船成功發(fā)射，實(shí)現(xiàn)與“天宮一號(hào)”的對(duì)接。假設(shè)近地加速時(shí)，飛船以5g的加速度勻加速豎直上升，g為近地的重力加速度．則質(zhì)量為m的宇航員

8、對(duì)飛船底部的壓力為（ ） A . 6mg B . 5mg C . 4mg D . mg 10. （2分） (2018高一下青銅峽期中) “嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道到達(dá)月球，在距月球表面200 km的P點(diǎn)進(jìn)行第一次“剎車(chē)制動(dòng)”后被月球捕獲，進(jìn)入橢圓軌道Ⅰ繞月飛行，如圖3所示.之后，衛(wèi)星在P點(diǎn)經(jīng)過(guò)幾次“剎車(chē)制動(dòng)”，最終在距月球表面200km的圓形軌道Ⅲ上繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng).用T1、T2、T3分別表示衛(wèi)星在橢圓軌道Ⅰ、Ⅱ和圓形軌道Ⅲ的周期，用a1、a2、a3分別表示衛(wèi)星沿三個(gè)軌道運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的加速度，則下面說(shuō)法正確的是（ ） A . T1>T2>T3 B . T

9、1a2>a3 D . a1

10、道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度 B . 它是圓軌道人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度 C . 它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度 D . 它是能使衛(wèi)星進(jìn)入軌道的最大發(fā)射速度 13. （3分） (2017高一下鄭州期中) 在已知萬(wàn)有引力常量G的條件下，根據(jù)那組數(shù)據(jù)可以估算地球的質(zhì)量（ ） A . 根據(jù)地球的第一宇宙速度及地球的半徑 B . 根據(jù)蘋(píng)果落地的加速度及地球半徑 C . 根據(jù)地球表面處你的重力及地球半徑 D . 根據(jù)地球自轉(zhuǎn)的周期及同步衛(wèi)星距地心的距離 14. （3分） (2017高二上濟(jì)南開(kāi)學(xué)考) 2009年5月，航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在

11、A點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點(diǎn)，如圖所示．關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A . 在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度小于經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速度 B . 在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的動(dòng)能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A 點(diǎn)的動(dòng)能 C . 在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度大于7.9km/s D . 在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的加速度 15. （3分） (2017高一下普寧期中) 天文學(xué)上把兩個(gè)相距較近，由于彼此的引力作用而沿各自的軌道互相環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的恒星系統(tǒng)稱為“雙星”系統(tǒng)，設(shè)一雙星系統(tǒng)中的兩個(gè)子星保持距離不變，共同繞著連線上的某一點(diǎn)以不同的半徑做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（

12、 ） A . 兩子星的線速度的大小一定相等 B . 兩子星的角速度的大小一定相等 C . 兩子星受到的向心力的大小一定相等 D . 兩子星的向心加速度的大小一定相等 三、 綜合題 (共5題；共65分) 16. （15分） (2017昌平模擬) 2016年10月19日，我國(guó)發(fā)射的“神舟”十一號(hào)載人飛船與“天宮“二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，如圖1所示．隨后，航天員景海鵬、陳冬先后進(jìn)入天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)啟30天的太空生活，將在艙內(nèi)按計(jì)劃開(kāi)展相關(guān)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)． 為了簡(jiǎn)化問(wèn)題便于研宄，將“天宮”二號(hào) 繞地球的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)（示意圖如圖2所示）．已知“天宮”二號(hào)

13、距地面的高度為h，地球的質(zhì)量為M，地球的半徑為R，引力常量為G．求： （1） “天宮”二號(hào)繞地球的運(yùn)動(dòng)的線速度大小； （2） “天宮二號(hào)繞地球的運(yùn)動(dòng)周期； （3） 一些在地面上很容易完成的實(shí)驗(yàn)，在太空失重的環(huán)境中卻難以完成，如用沉淀法將水中的泥沙分離．請(qǐng)你寫(xiě)出一個(gè)類似的實(shí)驗(yàn)． 17. （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(yùn)動(dòng)，測(cè)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(zhǎng)為L(zhǎng)=10m并以v=3.2m/s速

14、度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平傳送帶，BCD部分為一半徑為r=1.0m豎直放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(diǎn)．現(xiàn)將一質(zhì)量為m=1.0kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊無(wú)初速地放在傳送帶的左端A點(diǎn)上，已知滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5．求：①質(zhì)點(diǎn)到B點(diǎn)的速度；②質(zhì)點(diǎn)到達(dá)D點(diǎn)時(shí)受軌道作用力的大?。ㄗⅲ喝? =2）． 18. （10分） (2015高一下建湖期中) 若嫦娥三號(hào)衛(wèi)星在離月球表面為h的空中沿圓形軌道繞月球飛行，周期為T(mén)．若月球半徑r，引力常量為G．試推導(dǎo)： （1） 月球的質(zhì)量表達(dá)式； （2） 月球表面的重力加速度； （3） 月球的第一宇宙速度． 19

15、. （15分） (2017高一下黃陵期中) 宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜坡上P點(diǎn)，沿水平方向以初速度v0拋出一個(gè)小球，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t落到斜坡另一點(diǎn)Q上，斜坡的傾角α，已知該星球的半徑為R，引力常量為G，已知球的體積公式是V= πR3 ． 求： （1） 該星球表面的重力加速度g； （2） 該星球的第一宇宙速度； （3） 該星球的密度． 20. （15分） (2015高一下南城期中) 一宇航員為了估測(cè)某一星球表面的重力加速度和該星球的質(zhì)量，在該星球的表面做自由落體實(shí)驗(yàn)：讓小球在離地面h高處自由下落，他測(cè)出經(jīng)時(shí)間t小球落地，又已知該星球的半徑為R，忽略一切阻力．

16、求： （1） 該星球表面的重力加速度g； （2） 該星球的質(zhì)量M； （3） 該星球的第一宇宙速度V． 第 14 頁(yè) 共 14 頁(yè) 參考答案 一、 單選題 (共10題；共20分) 1-1、 2-1、 3-1、 4-1、 5-1、 6-1、 7-1、 8-1、 9-1、 10-1、 二、 多選題 (共5題；共15分) 11-1、 12-1、 13-1、 14-1、 15-1、 三、 綜合題 (共5題；共65分) 16-1、 16-2、 16-3、 17-1、 17-2、 18-1、 18-2、 18-3、 19-1、 19-2、 19-3、 20-1、 20-2、 20-3、