《物理高考二輪專題復(fù)習(xí)與測(cè)試：專題強(qiáng)化練四 萬(wàn)有引力定律與航天 Word版含解析》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理高考二輪專題復(fù)習(xí)與測(cè)試：專題強(qiáng)化練四 萬(wàn)有引力定律與航天 Word版含解析（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題強(qiáng)化練(四) 考點(diǎn)1　天體質(zhì)量的計(jì)算 1．(2018·北京卷)若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下，需要驗(yàn)證(　　) A．地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的 B．月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的 C．自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的 D．蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的 解析：月球受到的萬(wàn)有引力F月＝，蘋果受到的萬(wàn)有引力F＝，由于月球質(zhì)量和蘋果質(zhì)量之間的關(guān)系未知，故二者之間萬(wàn)有引力的關(guān)系無(wú)法確定，故A錯(cuò)誤；月球公轉(zhuǎn)的加速度a月＝，蘋果落地的加速度a＝，則a月＝a，故B正

2、確；由于月球本身的半徑未知，故無(wú)法求出月球表面和地面重力加速度的關(guān)系，故C、D錯(cuò)誤． 答案：B 2．(2018·濟(jì)寧模擬)如圖所示，人造衛(wèi)星P(可視為質(zhì)點(diǎn))繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．在衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道平面內(nèi)，過(guò)衛(wèi)星P作地球的兩條切線，兩條切線的夾角為θ，設(shè)衛(wèi)星P繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T，線速度為v，引力常量為G.下列說(shuō)法正確的是(　　) A．θ越大，T越大 B．θ越小，v越大 C．若測(cè)得T和θ，則地球的平均密度為ρ＝ D．若測(cè)得T和θ，則地球的平均密度為ρ＝ 解析：地球半徑不變，夾角θ越大，衛(wèi)星的軌道半徑越小，則T就越小，A錯(cuò)誤；夾角θ越小，衛(wèi)星的軌道半徑越大，v就越小，B錯(cuò)誤；若測(cè)得T

3、和θ，由萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，有G＝mr，求得地球的質(zhì)量M＝，地球的體積V＝πR3，由幾何關(guān)系得＝sin ，聯(lián)立解得ρ＝，C錯(cuò)誤，D正確． 答案：D 考點(diǎn)2　衛(wèi)星運(yùn)行參數(shù)的分析 3．(2017·全國(guó)卷Ⅲ)2017年4月，我國(guó)成功發(fā)射的“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室完成了首次交會(huì)對(duì)接，對(duì)接形成的組合體仍沿“天宮二號(hào)”原來(lái)的軌道(可視為圓軌道)運(yùn)行．與“天宮二號(hào)”單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比，組合體運(yùn)行的(　　) A．周期變大　　　　 B．速率變大 C．動(dòng)能變大 D．向心加速度變大 解析：組合體比天宮二號(hào)質(zhì)量大，軌道半徑R不變，根據(jù)＝m，可得v＝ ，可知與天宮二號(hào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比，組合

4、體運(yùn)行的速率不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；又T＝，則周期T不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)量變大、速率不變，動(dòng)能變大，C項(xiàng)正確；向心加速度a＝不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：C 4．(2019·廣州模擬)2018年2月2日15時(shí)51分我國(guó)第一顆電磁檢測(cè)試驗(yàn)衛(wèi)星“張衡一號(hào)”成功發(fā)射，使我國(guó)成為世界上少數(shù)擁有在軌運(yùn)行高精度地球物理場(chǎng)探測(cè)衛(wèi)星的國(guó)家之一．已知地球半徑為R，地球表面處的重力加速度為g，假設(shè)一顆距離地面高度為2R的人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．下列關(guān)于衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是(　　) A．線速度的大小為 B．角速度為 C．加速度大小為 D．周期為6π 解析：在地球表面重力與萬(wàn)有引力相等有：G＝m0g

5、可得GM＝gR2.距地面高度為2R的人造衛(wèi)星的軌道半徑為3R，由萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力有：G＝m＝m·3Rω2＝m·3R＝ma，可得線速度v＝ ＝ ，角速度ω＝ ＝ ，加速度a＝＝g，周期為T＝ ＝6π .故B正確，A、C、D錯(cuò)誤． 答案：B 5．(2018·鄭州模擬)中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)．預(yù)計(jì)2020年左右，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力．如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運(yùn)動(dòng)，a是地球同步

6、衛(wèi)星，則(　　) A．衛(wèi)星a的角速度小于c的角速度 B．衛(wèi)星a的加速度大于b的加速度 C．衛(wèi)星a的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度 D．衛(wèi)星b的周期大于24 h 解析：a的軌道半徑大于c的軌道半徑，因此衛(wèi)星a的角速度小于c的角速度，選項(xiàng)A正確；a的軌道半徑與b的軌道半徑相等，因此衛(wèi)星a的加速度等于b的加速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；a的軌道半徑大于地球半徑，因此衛(wèi)星a的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；a的軌道半徑與b的軌道半徑相等，衛(wèi)星b的周期等于a的周期，為24 h，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：A 6．(2019·江淮十校聯(lián)考)理論研究表明地球上的物體速度達(dá)到第二宇宙速度11.2 km/s時(shí)，物

7、體就能脫離地球，又知第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍．現(xiàn)有某探測(cè)器完成了對(duì)某未知星球的探測(cè)任務(wù)懸停在該星球表面．通過(guò)探測(cè)到的數(shù)據(jù)得到該星球的有關(guān)參量：(1)其密度基本與地球密度一致；(2)其半徑約為地球半徑的2倍．若不考慮該星球自轉(zhuǎn)的影響，欲使探測(cè)器脫離該星球，則探測(cè)器從該星球表面的起飛速度至少約為(　　) A．7.9 km/s B．11.2 km/s C．15.8 km/s D．22.3 km/s 解析：根據(jù)G＝m，其中的M＝πR3ρ，解得v＝ ∝R，因R星＝2R地，可知星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的2倍，即7.9×2 km/s，則欲使探測(cè)器脫離該星球，則探測(cè)器從該星球

8、表面的起飛速度至少約為×7.9×2 km/s≈22.3 km/s，故選項(xiàng)D正確． 答案：D 7.如圖所示，A、B是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的兩顆衛(wèi)星，A、B兩衛(wèi)星與地心的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積之比為k，不計(jì)A、B兩衛(wèi)星之間的引力，則A、B兩衛(wèi)星的周期之比為(　　) A．k3 B．k2 C．k D．k 解析：設(shè)衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，周期為T，則在t時(shí)間內(nèi)與地心連線掃過(guò)的面積為S＝πr2，即＝＝k，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知＝，聯(lián)立解得＝k3，A正確． 答案：A 8．(多選)(2019·濰坊模擬)如圖所示，A表示地球同步衛(wèi)星，B為運(yùn)行軌道比A低的一顆衛(wèi)星，C為地球赤

9、道上某一高山山頂上的一個(gè)物體，兩顆衛(wèi)星及物體C的質(zhì)量都相同，關(guān)于它們的線速度、角速度、運(yùn)行周期和所受到的萬(wàn)有引力的比較．下列關(guān)系式正確的是(　　) A．vB＞vA＞vC B．ωA＞ωB＞ωC C．FA＞FB＞FC D．TA＝TC＞TB 解析：A為地球同步衛(wèi)星，故ωA＝ωC，根據(jù)v＝ωr可知，vA＞vC，再根據(jù)G＝m得到v＝ ，可見(jiàn)vB＞vA，所以三者的線速度關(guān)系為vB＞vA＞vC，故選項(xiàng)A正確；由同步衛(wèi)星的含義可知TA＝TC，再由G＝mr，可知TA＞TB，因此它們的周期關(guān)系為TA＝TC＞TB，由ω＝可知它們的角速度關(guān)系為ωB＞ωA＝ωC，所以選項(xiàng)D正確，B錯(cuò)誤；由F＝G可知F

10、A＜FB＜FC，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤． 答案：AD 9．(2019·泰安質(zhì)檢)天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆星稱為雙星．若某雙星的質(zhì)量分別為M、m，間距為L(zhǎng)，雙星各自圍繞其連線上的某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其角速度分別為ω1、ω2，質(zhì)量為M的恒星軌道半徑為R，已知引力常量為G，則描述該雙星運(yùn)動(dòng)的上述物理量滿足(　　) A．ω1＜ω2 B．ω1＞ω2 C．GM＝ω(L－R)L2 D．Gm＝ωR3 解析：雙星系統(tǒng)中兩顆星的角速度相同，ω1＝ω2，則A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；由＝mω(L－R)，得GM＝ω(L－R)L2，C項(xiàng)正確；由＝MωR，得Gm＝ωRL2，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：C

11、 10．宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠(yuǎn)的四顆星組成的四星系統(tǒng)，通常可忽略其他星體對(duì)它們的引力作用．設(shè)四星系統(tǒng)中每顆星的質(zhì)量均為m，半徑均為R，四顆星穩(wěn)定分布在邊長(zhǎng)為a的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上．已知引力常量為G.關(guān)于宇宙四星系統(tǒng)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．四顆星圍繞正方形對(duì)角線的交點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) B．四顆星的軌道半徑均為 C．四顆星表面的重力加速度均為 D．四顆星的周期均為2πa 解析：四星系統(tǒng)的其中一顆星受到其他三顆星的萬(wàn)有引力作用，合力方向指向?qū)蔷€的交點(diǎn)，圍繞正方形對(duì)角線的交點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由幾何知識(shí)可得軌道半徑均為a，故A正確，B錯(cuò)誤；在星體表面，根據(jù)萬(wàn)有引力等于重

12、力，可得G＝m′g，解得g＝，故C正確；由萬(wàn)有引力定律和向心力公式得＋＝m·，T＝2πa，故D正確． 答案：B 考點(diǎn)3　衛(wèi)星變軌問(wèn)題 11．(多選)(2019·唐山模擬)如圖所示，地球衛(wèi)星a、b分別在橢圓軌道、圓形軌道上運(yùn)行，橢圓軌道在遠(yuǎn)地點(diǎn)A處與圓形軌道相切，則(　　) A．衛(wèi)星a的運(yùn)行周期比衛(wèi)星b的運(yùn)行周期短 B．兩顆衛(wèi)星分別經(jīng)過(guò)A點(diǎn)處時(shí)，a的速度大于b的速度 C．兩顆衛(wèi)星分別經(jīng)過(guò)A點(diǎn)處時(shí)，a的加速度小于b的加速度 D．衛(wèi)星a在A點(diǎn)處通過(guò)加速可以到圓軌道上運(yùn)行 解析：由于衛(wèi)星a的運(yùn)行軌道的半長(zhǎng)軸比衛(wèi)星b的運(yùn)行軌道半徑短，根據(jù)開(kāi)普勒定律，衛(wèi)星a的運(yùn)行周期比衛(wèi)星b的運(yùn)行周期

13、短，選項(xiàng)A正確；兩顆衛(wèi)星分別經(jīng)過(guò)A點(diǎn)處時(shí)，a的速度小于b的速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；兩顆衛(wèi)星分別經(jīng)過(guò)A點(diǎn)處，a的加速度等于b的加速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；衛(wèi)星a在A點(diǎn)處通過(guò)加速可以到圓軌道上運(yùn)行，選項(xiàng)D正確． 答案：AD 12．(多選)(2018·常州模擬)中國(guó)志愿者王躍參與人類歷史上第一次全過(guò)程模擬從地球往返火星的一次實(shí)驗(yàn)“火星－500”活動(dòng)，王躍走出登陸艙，成功踏上模擬火星表面，在火星上首次留下中國(guó)人的足跡．假設(shè)將來(lái)人類一艘飛船從火星返回地球時(shí)，經(jīng)歷了如圖所示的變軌過(guò)程，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)時(shí)，在P點(diǎn)速度大于在Q點(diǎn)的速度 B．飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能大于在軌

14、道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能 C．飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度等于飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度 D．飛船繞火星在軌道Ⅰ上的運(yùn)動(dòng)周期跟飛船返回地面的過(guò)程中繞地球以軌道Ⅰ同樣半徑運(yùn)動(dòng)的周期相同 解析：由飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒可知，飛船在P點(diǎn)速度大于在Q點(diǎn)的速度，A正確；飛船從軌道Ⅰ加速過(guò)渡到軌道Ⅱ，所以飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能小于在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，B錯(cuò)誤；飛船在空間同一點(diǎn)所受萬(wàn)有引力相同，所以飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度等于飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度，C正確；由G＝mr可知，M不同，則T不同，故飛船繞火星在軌道Ⅰ上的運(yùn)動(dòng)周期跟飛船返回地面的過(guò)程中繞地球以軌道Ⅰ同樣半徑運(yùn)動(dòng)的周期不相同，D錯(cuò)誤． 答案：AC