高考物理最新力学知识点之万有引力与航天真题汇编附答案解析(2)
一、选择题
1．2017年6月19日，“中星9A”卫星在西昌顺利发射升空。卫星变轨如图所示，卫星先沿椭圆轨道Ⅰ飞行，后在远地点Q改变速度成功变轨进入地球同步轨道Ⅱ，P点为椭圆轨道近地点。下列说法正确的是（ ）
A．卫星在椭圆轨道Ⅰ运行时，在P点的速度等于在Q点的速度 B．卫星在椭圆轨道Ⅰ的Q点加速度大于在同步轨道Ⅱ的Q点的加速度 C．卫星在椭圆轨道Ⅰ的Q点速度小于在同步轨道Ⅱ的Q点的速度
D．卫星耗尽燃料后，在微小阻力的作用下，机械能减小，轨道半径变小，动能变小 2．关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是（ ） A．它的轨道可以是椭圆
B．各国发射的这种卫星轨道半径都一样 C．它不一定在赤道上空运行
D．它运行的线速度一定大于第一宇宙速度
3．由于地球自转和离心运动，地球并不是一个绝对的球形（图中虚线所示），而是赤道部分凸起、两极凹下的椭球形（图中实线所示），A点为地表上地理纬度为?的一点，在A点有一静止在水平地面上的物体m，设地球对物体的万有引力仍然可看做是质量全部集中于地心O处的质点对物体的引力，地球质量为M，地球自转周期为T，地心O到A点距离为R，关于水平地面对该物体支持力的说法正确的是（ ）
A．支持力的方向沿OA方向向上 B．支持力的方向垂直于水平地面向上 C．支持力的大小等于
GMm R22GMm?2??D．支持力的大小等于?m??Rcos? 2R?T?4．如图为中国月球探测工程的形象标志，象征着探测月球的终极梦想。假想人类不断向月球“移民”，经过较长时间后，月球和地球仍可视为均匀球体，地球的总质量仍大于月球
的总质量，月球仍按原轨道运行，则以下说法中正确的是（ ）
A．月地之间的万有引力将变大 C．月球绕地球运动的向心加速度将变大 A．半径越大，周期越大 B．半径越大，周期越小
C．所有卫星的周期都相同，与半径无关 D．所有卫星的周期都不同，与半径无关
B．月球绕地球运动的周期将变小 D．月球表面的重力加速度将变小
5．关于做匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法中正确的是（ ）
6．设想把质量为m的物体放置地球的中心，地球质量为M，半径为R，则物体与地球间的万有引力是（ ） A．零
B．无穷大
C．GMm 2RD．无法确定
7．因“光纤之父”高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。假设高锟星为均匀的球体，其质量为地球质量的
11倍，半径为地球半径的倍，则“高锟星”表面的重
qk力加速度是地球表面的重力加速度的（ ）
qA．倍
kkB．倍
qq2C．倍
kk2D．倍
q8．设地球表面的重力加速度为g0，物体在距离地球表面3R(R是地球的半径)处，由于地
g球的作用而产生的加速度为g，则为( )
g0A．1
B．
1 9C．
1 4D．
1 169．已知月球半径为R，飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上绕月飞行，周期为T。万有引力常量为G，则（ ）
16?2R3A．月球质量为 2GTC．月球密度为
32?2RB．月球表面重力加速度为
T2D．月球第一宇宙速度为3? GT222?R T10．2016年8月16日凌晨，被命名为“墨子号”的中国首颗量子科学实验卫星开启星际之旅，这是我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系．如图所示，“墨子号”卫星的工作高度约为500km，在轨道上绕
地球做匀速圆周运动，经过时间t(t小于其运动周期)，运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为θ弧度，引力常量为G，则下列关于“墨子号”的说法正确的是( )
A．线速度大于第一宇宙速度
s3B．质量为2
Gt?C．环绕周期为
2?t?
D．向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度 11．关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（ ） A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B．它是使卫星进入近地圆轨道的最大发射速度 C．它是近地圆轨道上人造地球卫星的运行速度 D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的速度
12．观看科幻电影《流浪地球》后，某同学设想地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道通过木星的情景，如图所示，轨道上P点距木星最近（距木星表面的高度可忽略）。则
A．地球靠近木星的过程中运行速度减小 B．地球远离木星的过程中加速度增大 C．地球远离木星的过程中角速度增大
D．地球在P点的运行速度大于木星第一宇宙速度
13．如图所示，甲是我国暗物质粒子探测卫星“悟空”，运行轨道高度为500km,乙是地球同步卫星． 关于甲、乙两卫星的运动,下列说法中正确的是
A．卫星乙的周期可能是20h B．卫星乙可能在泸州正上空 C．卫星甲的周期大于卫星乙的周期
D．卫星甲的角速度大于卫星乙的角速度
14．在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员A静止(相对空间舱)“站”于舱内朝向地球一侧的“地面”B上，如图所示，下列说法正确的是( )
A．宇航员A不受地球引力作用
B．宇航员A所受地球引力与他在地面上所受重力相等 C．宇航员A与“地面”B之间无弹力作用
D．若宇航员A将手中一小球无初速(相对于空间舱)释放，该小球将落到“地面”B 15．经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”．“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体， 如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的 O 点做周期相同的匀速圆周运 动．现测得两颗星之间的距离为 L，质量之比为 m1:m2=3:2，下列说法中正确的是：
A．m1、m2 做圆周运动的线速度之比为 3:2 B．m1、m2 做圆周运动的角速度之比为 3:2 C．m1做圆周运动的半径为D．m2做圆周运动的半径为
2L 52L 516．我国“北斗二代”计划在2020年前发射35颗卫星，形成全球性的定位导航系统，比美国GPS多5颗．多出的这5颗是相对地面静止的高轨道卫星(以下简称“静卫”)，其他的有27颗中轨道卫星(以下简称“中卫”)的轨道高度为“静卫”轨道高度的.下列说法正确的是( )
A．“中卫”的线速度介于7.9km/s和11.2km/s之间 B．“静卫”的轨道必须是在赤道上空
C．如果质量相同，“静卫”与“中卫”的动能之比为3∶5 D．“静卫”的运行周期小于“中卫”的运行周期
17．人类以发射速度v1发射地球同步卫星，以发射速度v2发射火星探测器，以发射速度v3发射飞出太阳系外的空间探测器，下列说法错误的是（ ） A．v1大于第一宇宙速度，小于第二宇宙 B．v2大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度
C．v3大于第三宇宙速度
D．地球同步卫星的环绕速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度
18．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度增大到原来的2倍，卫星仍做匀速圆周运动，则（ ）
A．卫星的向心加速度增大到原来的4倍 B．卫星的角速度增大到原来的4倍 C．卫星的周期减小到原来的D．卫星的周期减小到原来的
1 81 219．如图所示，将一物体从地球表面的A处移到B处，万有引力做功为W1；将该物体从B处移到无穷远处，万有引力做功为W2。取无穷远处引力势能为零，则该物体在A处具有的引力势能可表示为
A．W1-W2 B．W2-W1 C．W1+W2 D．-W1-W2
20．为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍．P与Q的周期之比约为（ ） A．2:1
B．4:1
C．8:1
D．16:1
21．已知地球质量为M，半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常数为G，有一颗人造地球卫星在离地面高h处绕地球做匀速圆周运动，那么这个卫星的运行速率为( ) A．GM RB．GM R?hC．gR D．g(R?h)
22．2016年2月11日，美国科学家宣布探测到了引力波，证实了爱因斯坦的预测，弥补了爱因斯坦广义相对论中缺失的最后一块“拼图”。双星的运动是引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由a、b两颗星体组成，这两颗星体绕它们连线中的某一点在万有引力作用做匀速圆周运动，测得a的周期为T，a、b两颗星体的距离为l，a、b两颗星体的轨道半径之差为?r（a星的轨道半径大于b星的），则（ ） A．b星的周期为
l??rT l??rB．a星的线速度大小为
??l??r?T
C．a、b两颗星体的轨道半径之比为
ll??r D．a、b两颗星体的质量之比为 l??rl??r23．关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是 A．所有的行星都绕太阳做圆运动
B．对任意一个行星它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积
a3C．在2?k中，k是与太阳无关的常量
T
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