2020年高考物理一輪專題: 第18講 萬有引力定律與航天

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1、2020年高考物理一輪專題: 第18講 萬有引力定律與航天 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 單選題 (共10題;共20分) 1. (2分) (2018高一下威信期中) 我國首個目標(biāo)飛行器“天宮一號”于北京時間2011年9月29日21時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09分,在北京航天飛行控制中心精確控制下,“天宮一號”成功實施第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)入在軌測試軌道.這次軌道控制是在“天宮一號”飛行第13圈實施的.此前,在30日1時58分,

2、“天宮一號”飛行至第4圈時,北京飛控中心對其成功實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)過兩次軌道控制,“天宮一號”已從入軌時的橢圓軌道進(jìn)入近圓軌道,為后續(xù)進(jìn)入交會對接軌道奠定了基礎(chǔ).下列關(guān)于“天宮一號”的說法正確的是( ) A . 發(fā)射“天宮一號”的速度至少要達(dá)到11.2 km/s B . 兩次變軌后,天宮一號在近圓軌道上運(yùn)行的速率大于7.9 km/s C . 天宮一號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 . 在兩次變軌過程中都需要對天宮一號提供動力,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31分,“神舟十一號”載人飛船與“天宮二號”空間實驗室成功實現(xiàn)自動交會對接,形成一個組合體,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.航天員景海鵬、陳冬隨后進(jìn)入“天宮二號”空間實驗室,兩人將在“天空二號”空間實驗室中進(jìn)行科學(xué)實驗和科普活動.下列說法中正確的是( ) A . 對接前,飛船欲追上空間實驗室,可以在同一軌道上點(diǎn)火加速 B . 飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上加速,加速后飛船逐漸靠近空間實驗室,兩者速度接近時實現(xiàn)對接 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”

4、空間實驗室中借助重錘和打點(diǎn)計時器為全國中學(xué)生演示“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗 3. (2分) (2017高一下南木林期末) “東方一號”人造地球衛(wèi)星A和“華衛(wèi)二號”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)動員擲出鉛球,若不計空氣阻力,下列對鉛球在空中運(yùn)動的性質(zhì)的說法中正確的是( ) A . 加速度的大小和方向均不變,是勻變速曲線運(yùn)動 B . 加速度大小和方向均改變,是非勻變速曲線運(yùn)動 C . 加速度大小不變,方向改變,是非勻變速曲線運(yùn)動 D . 若水平拋出是勻變速曲線運(yùn)動,若斜向上拋出則不是勻變速曲線運(yùn)動 6. (2分) (2019高一下中山月考) 天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)了太陽系外的一顆行星,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)動的周期約為T,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,無法判斷 7. (2分) (2015高一下揭陽期中) 小型登月器連接在航天站上,一起繞月球做圓周運(yùn)動,其軌道半徑為月球半徑的3倍,某時刻,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間完成科考工作后,經(jīng)快速啟動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,登月器恰與航天站對接,忽略登月器快速啟動和制動時間,整個過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間約為( ) A . 1.4π

7、 B . 1.7π C . 3.6π D . 4.7π 8. (2分) 下列說法中正確的是( ) A . 同種介質(zhì)中,光的波長越短,傳播速度越快 B . 泊松亮斑有力地支持了光的微粒說,楊氏干涉實驗有力地支持了光的波動說 C . 某同學(xué)在測單擺的周期時將全振動的次數(shù)多記了一次,則測出的周期偏大 D . 靜止在地面上的人觀察一條沿自身長度方向高速運(yùn)動的桿,觀察到的長度比桿靜止時的短 9. (2分) 2011年11月1日,“神舟八號”載人飛船成功發(fā)射,實現(xiàn)與“天宮一號”的對接。假設(shè)近地加速時,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”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“剎車制動”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)過幾次“剎車制動”,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.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)星沿三個軌道運(yùn)動到P點(diǎn)的加速度,則下面說法正確的是( ) 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)南開學(xué)考) 2009年5月,航天飛機(jī)在完成對哈勃空間望遠(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,下列說法中正確的是( ) A . 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點(diǎn)的速度小于經(jīng)過B點(diǎn)的速度 B . 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點(diǎn)的動能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A 點(diǎn)的動能 C . 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點(diǎn)的速度大于7.9km/s D . 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點(diǎn)的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過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,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,我國發(fā)射的“神舟”十一號載人飛船與“天宮“二號空間實驗室成功實現(xiàn)自動交會對接,如圖1所示.隨后,航天員景海鵬、陳冬先后進(jìn)入天宮二號空間實驗室,開啟30天的太空生活,將在艙內(nèi)按計劃開展相關(guān)空間科學(xué)實驗和技術(shù)試驗. 為了簡化問題便于研宄,將“天宮”二號 繞地球的運(yùn)動視為勻速圓周運(yùn)動(示意圖如圖2所示).已知“天宮”二號

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”二號繞地球的運(yùn)動的線速度大??; (2) “天宮二號繞地球的運(yùn)動周期; (3) 一些在地面上很容易完成的實驗,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.請你寫出一個類似的實驗. 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,測得其周期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部分為一長為L=10m并以v=3.2m/s速

14、度順時針勻速轉(zhuǎn)動的水平傳送帶,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.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拋出一個小球,測得小球經(jīng)時間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驗:讓小球在離地面h高處自由下落,他測出經(jīng)時間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 共 14 頁 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、

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