绵阳二诊复习冲刺训练万有引力与航天 Microsoft Word 文档

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2023届四川省绵阳市高三上学期第二次诊断性考试理综物理试题(word版)

2023届四川省绵阳市高三上学期第二次诊断性考试理综物理试题(word版)一、单选题(★★) 1. 如图所示，一物体被水平向左的压力压在粗糙的竖直墙壁上，某时刻压力的值为，此时物体处于静止状态，若从该时刻起使压力逐渐减小，直到减为零，则该过程中物体的加速度与压力的关系图像可能正确的是（）A．B．C．D．(★★★) 2. 在真空中有甲、乙两个质量不等、带同种电荷的粒子，甲从较远处以一定的初速度沿直线向原来静止的乙运动，甲、乙间的距离减小到某值后又增大。

忽略粒子重力，不考虑电荷运动产生的磁场，则在此过程中，先减小后增大的物理量是（）A．甲、乙间的库仑力B．甲、乙的动量之和C．甲、乙的动能之和D．甲、乙的电势能之和(★★) 3. 为测定某一质量为的带电小球所带的电荷量，某同学将该电荷用长为的绝缘细线悬挂在两竖直放置的平行金属板间，调整两板间距为，给两板加的电压时，测得小球偏离竖直方向的距离为，重力加速度取，则小球所带的电荷量为（）A．B．C．D．(★★★) 4. 2022年11月29日，“神舟十五号”发射升空，成功对接空间站天和核心舱，中国空间站首次形成了“三舱三船”的组合体。

组合体视为在距地面约为的轨道上做匀速圆周运动，地球视为质量分布均匀的球体，半径约，表面的重力加速度约为，则驻舱航天员在空间站内每天（24小时）可以看到日出的次数为（）A．18B．16C．14D．12(★★) 5. 中国人民解放军在某海域进行了一次实弹演练。

一个士兵蹲在皮划艇上，用步枪在时间内沿水平方向发射了N发子弹。

若该士兵连同装备和皮划艇的总质量是M，发射每两发子弹之间的时间间隔相等，每发子弹的质量为m，子弹离开枪口的对地速度为。

射击前皮划艇是静止的，不考虑水的阻力，忽略因射击导致装备质量的减少，则在时间内皮划艇的位移为（）A．B．C．D．二、多选题(★★★) 6. 甲、乙两赛车，在平直车道上由静止开始保持额定功率启动。

甲车启动后，速度达到，后，速度达到最大速度；乙车启动后，速度达到，后，速度达到最大速度。

四川省绵阳市江油中学下册万有引力与宇宙单元练习(Word版含答案)(1)

一、第七章万有引力与宇宙航行易错题培优（难）1．如图所示，a 、b 、c 是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，a 和b 质量相等，且小于c 的质量，则（）A ．b 所需向心力最小B ．b 、c 的周期相同且大于a 的周期C ．b 、c 的向心加速度大小相等，且大于a 的向心加速度D ．b 、c 的线速度大小相等，且小于a 的线速度【答案】ABD 【解析】【分析】【详解】A ．因卫星运动的向心力是由它们所受的万有引力提供，由2GMmF r =向知，b 所受的引力最小，故A 正确； B ．由2222GMm mr mr r T πω⎛⎫== ⎪⎝⎭得32r T GM=，即r 越大，T 越大，所以b 、c 的周期相等且大于a 的周期，B 正确；C ．由2GMmma r= 得2GMa r =，即 21a r ∝所以b 、c 的向心加速度大小相等且小于a 的向心加速度，C 错误； D ．由22GMm mv r r=得GMvr=，即vr∝所以b、c的线速度大小相等且小于a的线速度，D正确。

故选ABD。

2．嫦娥三号探测器欲成功软着陆月球表面，首先由地月轨道进入环月椭圆轨道Ⅰ，远月点A距离月球表面为h，近月点B距离月球表面高度可以忽略，运行稳定后再次变轨进入近月轨道Ⅱ。

已知嫦城三号探测器在环月椭圆轨道周期为T、月球半径为R和引力常量为G，根据上述条件可以求得（）A．探测器在近月轨道Ⅱ运行周期B．探测器在环月椭圆轨道Ⅰ经过B点的加速度C．月球的质量D．探测器在月球表面的重力【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A．根据开普勒第三定律可得332222R hRT TII+⎛⎫⎪⎝⎭=解得3322RT TR hII=+⎛⎫⎪⎝⎭A正确；B．探测器在环月椭圆轨道Ⅰ经过B点时，由万有引力提供向心力2224=BMmG ma m RR TπII=224B a R T πII=B 正确；C ．由万有引力提供向心力2B MmGma R = 可得2B a R M G= C 正确；D ．由于不知道探测器的质量，无法求出探测器在月球表面的重力，D 错误。

高中物理万有引力与航天专项训练及答案及解析.docx

高中物理万有引力与航天专项训练及答案及解析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1．据每日邮报 2014 年 4 月 18 日报道，美国国家航空航天局目前宣布首次在太阳系外发现“类地 ”行星 .假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T ；宇航员在该行星 “北极 ”距该行星地面附近 h 处自由释放 -个小球 ( 引力视为恒力 )，落地时间为 t. 已知该行星半径为 R ，万有引力常量为 G ，求：1 2该行星的第一宇宙速度；该行星的平均密度．【答案】 12h R ?2 ? 3h． t 2 2 R2Gt【解析】【分析】根据自由落体运动求出星球表面的重力加速度，再根据万有引力提供圆周运动向心力，求 M 出质量与运动的周期，再利用，从而即可求解．V【详解】1 根据自由落体运动求得星球表面的重力加速度h1 gt 22解得： g 2ht2则由 mgm v 2R求得：星球的第一宇宙速度vgR2h 2 R ，t2 由 GMm mg m2h R 2t 2有： M2hR 2Gt2所以星球的密度M3hV2Gt 2R【点睛】本题关键是通过自由落体运动求出星球表面的重力加速度，再根据万有引力提供圆周运动向心力和万有引力等于重力求解．2．宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同．现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做囿周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的囿形轨道运行，如图乙所示．设这三个星体的质量均为m，且两种系统中各星间的距离已在图甲、图乙中标出，引力常量为G，则 :（1）直线三星系统中星体做囿周运动的周期为多少?（2）三角形三星系统中每颗星做囿周运动的角速度为多少?L3（ 2）3Gm【答案】（ 1）435Gm L【解析】【分析】（1）两侧的星由另外两个星的万有引力的合力提供向心力，列式求解周期；（2）对于任意一个星体，由另外两个星体的万有引力的合力提供向心力，列式求解角速度；【详解】（1）对两侧的任一颗星，其它两个星对它的万有引力的合力等于向心力，则：Gm2Gm2m( 2 )2L(2 L)2L2TT 4L35Gm（2）三角形三星系统中星体受另外两个星体的引力作用，万有引力做向心力，对任一颗Gm2L星，满足：2m (2)2 cos30cos30L解得：=3GmL33．一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t 落回抛出点，已知该星球半径为，引力常量为，求：R G(1)该星球表面的重力加速度；(2)该星球的密度；(3)该星球的“第一宇宙速度”．【答案】 (1) g 2v0(2)3v0(3)2v0 R t2πRGtvt【解析】(1) 根据竖直上抛运动规律可知，小球上抛运动时间2v0 tg可得星球表面重力加速度： g2v0．tGMm (2)星球表面的小球所受重力等于星球对小球的吸引力，则有：mg R2gR22v0 R2得：MGtG4 R3因为V3M3v0则有：2πRGtV(3)重力提供向心力，故该星球的第一宇宙速度mg m v2Rv gR2v0Rt【点睛】本题主要抓住在星球表面重力与万有引力相等和万有引力提供圆周运动向心力，掌握竖直上抛运动规律是正确解题的关键．4．载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标．假设宇航员登上月球后，以初速度 v0竖直向上抛出一小球，测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t. 已知引力常量为G，月球的半径为 R，不考虑月球自转的影响，求：(1)月球表面的重力加速度大小g月；(2)月球的质量 M；(3)飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期T.【答案】 (1)2v0； (2)2R2v0； (3)2Rt t Gt2v0【解析】【详解】(1) 小球在月球表面上做竖直上抛运动，有2v0 tg月月球表面的重力加速度大小g月2v 0t (2)假设月球表面一物体质量为m，有MmGR2=mg月月球的质量M 2R2v0 Gt(3) 飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，有G Mmm22RR 2T飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期T 2Rt2v 05．一艘宇宙飞船绕着某行星作匀速圆周运动，已知运动的轨道半径为 r ，周期为 T ，引力常量为 G ，行星半径为求：(1)行星的质量 M ；(2)行星表面的重力加速度 g ；(3)行星的第一宇宙速度v ．【答案】（1）（ 2）（ 3）【解析】【详解】(1)设宇宙飞船的质量为 m ，根据万有引力定律求出行星质量(2)在行星表面求出 :(3)在行星表面求出 :【点睛】本题关键抓住星球表面重力等于万有引力，人造卫星的万有引力等于向心力．6．如图所示， A 是地球的同步卫星．另一卫星B 的圆形轨道位于赤道平面内．已知地球自转角速度为0 ，地球质量为 M ， B 离地心距离为 r ，万有引力常量为G ， O 为地球中心，不考虑 A 和 B 之间的相互作用．（图中 R 、h 不是已知条件）（1）求卫星 A 的运行周期T A（2）求 B 做圆周运动的周期T B（3）如卫星 B 绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B 两卫星相距最近（O、 B、 A 在同一直线上），则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？2r3t2【答案】（1）T A（2） T B2（ 3）GMGM r30【解析】【分析】【详解】（1） A 的周期与地球自转周期相同2T AGMm m(2)2 r（2）设 B 的质量为 m，对 B 由牛顿定律 :r 2T B解得：T Br 3 2GM（3） A、 B 再次相距最近时 B 比 A 多转了一圈，则有：(B0 ) t2t2GM解得：r 3点睛：本题考查万有引力定律和圆周运动知识的综合应用能力，向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用；第 3 问是圆周运动的的追击问题，距离最近时两星转过的角度之差为2π的整数倍．7．假设在月球上的“玉兔号”探测器，以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t 小球落回抛出点，已知月球半径为R，引力常数为G．(1)求月球的密度．(2)若将该小球水平抛出后，小球永不落回月面，则抛出的初速度至少为多大？3v02Rv0【答案】（1）（ 2）2 GRt t【解析】【详解】(1) 由匀变速直线运动规律：v0gt 2所以月球表面的重力加速度g 2v0 t由月球表面，万有引力等于重力得GMmmg R2gR 2 MG月球的密度M3v0=2 GRtV2(2) 由月球表面，万有引力等于重力提供向心力：mg m vR2Rv0可得： vt8．某行星表面的重力加速度为g ，行星的质量为M ，现在该行星表面上有一宇航员站在地面上，以初速度v0竖直向上扔小石子，已知万有引力常量为G ．不考虑阻力和行星自转的因素，求：（1）行星的半径R；（2）小石子能上升的最大高度．GM v02【答案】 (1) R =（ 2）hg2g【解析】GMm（1）对行星表面的某物体，有：mg-2R得： R =GM g（2）小石子在行星表面作竖直上抛运动，规定竖直向下的方向为正方向，有：0v022ghv02得： h2g9．“场”是除实物以外物质存在的另一种形式，是物质的一种形态．可以从力的角度和能量的角度来描述场．反映场力性质的物理量是场强．（1）真空中一个孤立的点电荷，电荷量为 +Q，静电力常量为 k，推导距离点电荷 r 处的电场强度E 的表达式．（2）地球周围存在引力场，假设地球是一个密度均匀的球体，质量为 M ，半径为 R ，引力常量为 G ．a ．请参考电场强度的定义，推导距离地心r 处（其中 r ≥R ）的引力场强度E 引的表达式．b ．理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．推导距离地心r 处（其中 r ＜R ）的引力场强度 E 引的表达式．【答案】（ 1）kQGM GMr2 （ 2） a ． E 引r 2b ． E 引R 3rE【解析】【详解】（1）由 EF ， Fk qQ，得 EkQqr 2r 2（2） a ．类比电场强度定义，E 引F 万，由 F 万GMm ，m r 2得 E 引 GMr2b ．由于质量分布均匀的球壳对其内部的物体的引力为 0，当 r ＜ R 时，距地心 r 处的引力场强是由半径为 r 的“地球 ”产生的．设半径为 r 的“地球 ”质量为 M r ，M r4 M4 r 3 r 3 M．R 33R 33得 E引GM r GM rr 2R 310． 2017 年 4 月 20 日 19 时 41 分天舟一号货运飞船在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空。

高考物理二轮专题复习文档选择题押题练(三)万有引力与航天(必考点)含解析

选择题押题练(三) 万有引力与航天(必考点)1．引力波的发现证实了爱因斯坦100年前所做的预测。

1974年发现了脉冲双星间的距离在减小就已间接地证明了引力波的存在。

如果将该双星系统简化为理想的圆周运动模型，如图所示，两星球在相互的万有引力作用下，绕O 点做匀速圆周运动。

由于双星间的距离减小，则( )A ．两星的运动周期均逐渐减小B ．两星的运动角速度均逐渐减小C ．两星的向心加速度均逐渐减小D ．两星的运动线速度均逐渐减小解析：选A 双星做匀速圆周运动具有相同的角速度，靠相互间的万有引力提供向心力。

根据G m 1m 2L 2＝m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2，知m 1r 1＝m 2r 2，知轨道半径比等于质量之反比，双星间的距离减小，则双星的轨道半径都变小，根据万有引力提供向心力，知角速度变大，周期变小，故A 正确，B 错误；根据G m 1m 2L 2＝m 1a 1＝m 2a 2知，L 变小，则两星的向心加速度均增大，故C 错误；根据G m 1m 2L 2＝m 1v 12r 1，解得v 1＝ Gm 2r 1L 2，由于L 平方的减小比r 1的减小量大，则线速度增大，故D 错误。

2．宇航员在某星球上为了探测其自转周期做了如下实验：在该星球两极点，用弹簧秤测得质量为M 的砝码所受重力为F ，在赤道测得该砝码所受重力为F ′。

他还发现探测器绕该星球表面做匀速圆周运动的周期为T 。

假设该星球可视为质量分布均匀的球体，则其自转周期为( )A ．TF ′F B ．T F F ′ C ．T F －F ′F D ．TF F －F ′ 解析：选D 设星球及探测器质量分别为m 、m ′在两极点，有：G Mm R2＝F ，在赤道，有：G Mm R 2－F ′＝MR 4π2T 自2，探测器绕该星球表面做匀速圆周运动的周期为T ，则有：G mm ′R 2＝m ′ R 4π2T2；联立以上三式解得T 自＝T FF －F ′。

【单元练】四川绵阳市高中物理必修2第七章【万有引力与宇宙航行】经典练习(答案解析)

一、选择题1．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行，在P 点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。

下列说法正确的是（）A ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的速度都相同B ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的加速度都相同C ．卫星在轨道1的任何位置都具有相同的加速度D ．卫星在轨道2的任何位置都具有相同的速度B 解析：BA ．卫星从轨道1在P 点加速才能进入轨道2，则卫星在轨道2上P 点的速度大于在轨道1上P 点的速度，A 错误；B ．根据2MmGma r = 解得2GMa r =可知，不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的加速度都相同，B 正确； C ．根据2MmGma r = 解得2GM a r=可知，卫星在轨道1的不同位置具有的加速度不同，C 错误；D ．卫星在轨道2的任何位置都具有相同大小的速度，但是方向不同，D 错误。

故选B 。

2．甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。

以下判断正确的是（） A ．甲的角速度小于乙的角速度B ．甲的加速度大于乙的加速度C ．乙的速度大于第一宇宙速度D ．甲在运行时能经过北京的正上方A解析：AA ．根据万有引力提供向心力22Mm Gmr rω= 得3GMrω=由甲的高度大于乙的高度，可知甲的角速度小于乙的角速度，A 正确； B ．根据2MmGma r= 解得2M a Gr = 由甲的高度大于乙的高度，甲的加速度小于乙的加速度，B 错误；C ．第一宇宙速度是最小的发射速度，是最大的环绕速度，则乙的速度小于第一宇宙速度，C 错误；D ．甲为地球同步卫星，轨道平面在赤道的上空，不可能运行时能经过北京的正上方，D 错误。

故选A 。

3．如图所示，甲、乙为两颗轨道在同一平面内的地球人造卫星，其中甲卫星的轨道为圆形，乙卫星的轨道为椭圆形，M 、N 分别为椭圆轨道的近地点和远地点，P 点为两轨道的一个交点，圆形轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等。

完整word版2019年高考物理二轮复习专题05万有引力定律与航天测含解析

万有引力定律与航天【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。

在每小题给出的四个选项中， 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

）1．2017年10月24日，在地球观测组织(GEO)全会期间举办的“中国日”活动上，我国正式向国际社会免费开放共享我国新一代地球同步静止轨道气象卫星“风云四号”(如图所示)和全球第一颗二氧化碳监测科学实验卫星(简称“碳卫星”)的数据。

“碳卫星”是绕地球极地运行的卫星，在离地球表面700公里的圆轨道对地球进行扫描，汇集约140天的数据可制作一张无缝隙全球覆盖的二氧化碳监测图，有关这两颗卫星的说法正确的是（）A．“风云四号”卫星的向心加速度大于“碳卫星”的向心加速度B．“风云四号”卫星的线速度小于“碳卫星”的线速度C．“碳卫星”的运行轨道理论上可以和地球某一条经线重合D．“风云四号”卫星的线速度大于第一宇宙速度【答案】 B2．某行星半径R=2440km，行星周围没有空气且忽略行星自转。

若某宇航员在距行星表面h=1.25m 处由静止释放一物块，经t=1s后落地，则此行星／A．表面重力加速度为2 5m．表面重力加速度为／sBs2 s10m／47km．2．第一宇宙速度大约为C．D．第一宇宙速度大约为78m／s【答案】 C点睛：第一宇宙速度是指绕星体表面运行卫星的速度。

是所有圆轨道卫星的最大的运行速度，也是卫星的最小发射速度。

3．如图所示，地球绕太阳做匀速圆周运动，地球处于运动轨道b位置时，地球和太阳连线上的a位置、c与d位置均关于太阳对称，当一无动力的探测器处在a或c位置时，它仅在太阳和地球引力的共同作用下，与地球一起以相同的角速度绕太阳做圆周运动，下列说法正确的是A．该探测器在a位置受太阳、地球引力的合力等于在c位置受到太阳、地球引力的合力B．该探测器在a位置受太阳、地球引力的合力大于在c位置受到太阳、地球引力的合力C．若地球和该探测器分别在b、d位置，它们也能以相同的角速度绕太阳运动D．若地球和该探测器分别在b、e位置，它们也能以相同的角速度绕太阳运动【答案】 B地球引力的aF=ma=mωr可知该探测器在【解析】探测器与地球具有相同的角速度，2位置受太阳、则根据位置，、d错误；若地球和该探测器分别在B正确，Ab位置受到太阳、地球引力的合力，选项合力大于在c错误；同理若可知，因转动的半径不同，则它们不能以相同的角速度绕太阳运动，选项C根据地球和该探测器分别在b、e位置，它们也不能以相同的角速度绕太阳运动，选项D错误；故选B.4．下列论述中正确的是A．开普勒根据万有引力定律得出行星运动规律B．爱因斯坦的狭义相对论，全面否定了牛顿的经典力学规律C 变化”的传统观念．普朗克把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续D．玻尔提出的原子结构假说，成功地解释了各种原子光谱的不连续性【答案】 C5．如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，若从水星与金星在一条直线上开始计时，天文学家θθθθ均为锐角)、测得在相同时间内水星转过的角度为，金星转过的角度为，如图所示，则由此条(2121件不可求得的是( )A．水星和金星的质量之比B．水星和金星到太阳的距离之比C．水星和金星绕太阳运动的周期之比D．水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比【答案】 A【解析】【详解】A、水星和金星作为环绕体，无法求出质量之比，故A错误；相同时间内水星转过的角度为θ；金星转过的角度为θ，可知道它们的角速度之比，根据万有引力提供21向心力：，，知道了角速度比，就可求出轨道半径之比．故B正确．期，．周θ可知它们的角速度之比为金星转过的角度为相同时间内水星转过的角度为C、θ；θ，θ：2121．故θ则周期比为：θC正确．122正确．D，轨道半径之比、角速度之比都知道，很容易求出向心加速度之比．故a=rω根据本题求不可求的，故选A【点睛】在万有引力这一块，设计的公式和物理量非常多，在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量一是非常大的，所以需要细心计算6．我们国家从 1999 年至今已多次将“神州”号宇宙飞船送入太空。

高考物理二轮复习专题训练：万有引力与航天(word版含答案)

2022年高考物理二轮复习专题必刷——万有引力与航天学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．（2021·海南·高考真题）2021年4月29日，我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。

核心舱运行轨道距地面的高度为400km左右，地球同步卫星距地面的高度接近36000km。

则该核心舱的（）A．角速度比地球同步卫星的小B．周期比地球同步卫星的长C．向心加速度比地球同步卫星的大D．线速度比地球同步卫星的小2．（2021·湖北·高考真题）2021年5月，天问一号探测器软着陆火星取得成功，迈出了我国星际探测征程的重要一步。

火星与地球公转轨道近似为圆，两轨道平面近似重合，且火星与地球公转方向相同。

火星与地球每隔约26个月相距最近，地球公转周期为12个月。

由以上条件可以近似得出（）A．地球与火星的动能之比B．地球与火星的自转周期之比C．地球表面与火星表面重力加速度大小之比D．地球与火星绕太阳运动的向心加速度大小之比3．（2021·天津·高考真题）2021年5月15日，天问一号探测器着陆火星取得成功，迈出了我国星际探测征程的重要一步，在火属上首次留下国人的印迹。

天问一号探测器成功发射后，顺利被火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星。

经过轨道调整，探测器先沿椭圆轨道Ⅰ运行，之后进入称为火星停泊轨道的椭圆轨道Ⅰ运行，如图所示，两轨道相切于近火点P，则天问一号探测器（）A．在轨道Ⅰ上处于受力平衡状态B．在轨道Ⅰ运行周期比在Ⅰ时短C．从轨道Ⅰ进入Ⅰ在P处要加速D．沿轨道Ⅰ向P飞近时速度增大4．（2021·四川内江·一模）据外媒报道，2021年天文学家发现了一颗具有大型海洋特征且气温和环境可以支持微生物生命的行星，被称为“Hycean行星”。

高考物理二轮复习专题突破训练—万有引力定律与航天(含解析)

高考物理二轮复习专题突破训练—万有引力定律与航天（含解析）一、单项选择题1．2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。

下列说法正确的是（）A ．组合体中的货物处于超重状态B ．组合体的速度大小略大于第一宇宙速度C ．组合体的角速度大小比地球同步卫星的大D ．组合体的加速度大小比地球同步卫星的小【答案】C【详解】A ．组合体在天上只受万有引力的作用，则组合体中的货物处于失重状态，A 错误；B ．由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，而第一宇宙速度为最大的环绕速度，则组合体的速度大小不可能大于第一宇宙速度，B 错误；C ．已知同步卫星的周期为24h ，则根据角速度和周期的关系有2Tπω=由于T 同>T 组合体，则组合体的角速度大小比地球同步卫星的大，C 正确；D ．由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，有2224Mm G m r r Tπ=整理有2T =由于T 同>T 组合体，则r 同>r 组合体，且同步卫星和组合体在天上有2Mmma Gr =则有a 同<a 组合体，D 错误。

故选C 。

2．“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。

如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。

卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A 点正上方，恰好绕地球运行n 圈。

已知地球半径为地轴R ，自转周期为T ，地球表面重力加速度为g ，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为（）A ．1223222π⎛⎫- ⎪⎝⎭gR T Rn B ．1223222π⎛⎫ ⎝⎭gR T n C ．1223224π⎛⎫- ⎪⎝⎭gR T Rn D ．1223224π⎛⎫⎪⎝⎭gR T n 【答案】C【详解】地球表面的重力加速度为g ，根据牛顿第二定律得2GMmmg R =解得2GM gR =根据题意可知，卫星的运行周期为'TT n=根据牛顿第二定律，万有引力提供卫星运动的向心力，则有()()2224'GMmm R h T R h π=++联立解得2h R =故选C 。

【单元练】四川省绵阳中学高中物理必修2第七章【万有引力与宇宙航行】经典测试题(含答案)

一、选择题1．如图所示，A 为地球表面赤道上的待发射卫星，B 为轨道在赤道平面内的实验卫星，C 为在赤道上空的地球同步卫星，已知卫星C 和卫星B 的轨道半径之比为2：1，且两卫星的环绕方向相同，下列说法正确的是（）A ．卫星B 、C 运行速度之比为2：1 B ．卫星B 的向心力大于卫星A 的向心力C ．同一物体在卫星B 中对支持物的压力比在卫星C 中大D ．卫星B 的周期为62 D 解析：D A ．根据22GMm v m r r= 知GMv r=所以B 、C 2，故A 错误；B ．由于不知两卫星质量关系，所以无法比较两卫星向心力大小，故B 错误；C ．物体在B 、C 卫星中均处于完全失重状态物体对支持物的压力均为零，故C 错误；D ．根据222Mm G mr r T π⎛⎫= ⎪⎝⎭得32r T GM= 所以B 、C 的运行周期之比为3B B 3C C 24T r T r == 又C 24h T =所以卫星B 的周期为62h ，故D 正确。

故选D 。

2．如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬60︒的正上方按图示方向第一次运行到南纬60︒的正上方时所用时间为1h ，则下列说法正确的是（）A ．该卫星的运行速度—定大于7.9km /sB ．该卫星与同步卫星的运行半径之比为1:4C ．该卫星与同步卫星的运行速度之比为1:2D ．该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能B 解析：BA ．7.9km/s 是卫星环绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度，所以该卫星的运行速度一定小于7.9km/s ，故A 错误；B ．该卫星从北纬60︒的正上方，按图示方向第一次运行到南纬60︒的正上方时，偏转的角度是120︒，刚好为运动周期的三分之一，所以该卫星运行的周期为3h ，而地球同步卫星的周期是24h ，该卫星与同步卫星的运行周期之比为1：8，由开普勒第三定律得该卫星与同步卫星的运行半径之比为1：4，故B 正确；C ．根据22GMm v m r r= 得GMv r=该卫星与同步卫星的运行速度之比为2：1，故C 错误；D ．由于不知道两卫星的质量关系，所以不能比较机械能的关系，故D 错误。

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绵阳二诊复习冲刺训练万有引力与航天
（）1．牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律。

在创建万有引力定律的过程中，牛顿
A ．接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想
B ．根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即F ∝m 的结论
C ．根据F ∝m 和牛顿第三定律，分析了地月间的引力关系，进而得出F ∝m 1m 2
D ．根据大量实验数据得出了比例系数G 的大小
（）2．天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。

这颗行星的体积是地球的4.7倍，是地球的25倍。

已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为 1.4小时，引力常量G =6.67×10-11N·m 2/kg 2,,由此估算该行星的平均密度为
A ．1.8×103kg/m 3
B ．5.6×103kg/m 3
C ．1.1×104kg/m 3
D ．2.9×104kg/m 3
（）3．据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为200km 和100km ，运动速率分别为v 1和v 2,那么v 1和v 2的比值为（月球半径取1700km ）
A. 1918 D. 1819
（）4．2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航
天飞行并实现了航天员首次出舱。

飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343
千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上
飞船运行周期约为90分钟,如图所示。

下列判断正确的是
A ．飞船变轨前后的机械能相等
B ．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态
C ．飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度
D ．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度
（）5．英国《新科学家（New Scientist ）》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R 约45km ，质量M 和半径R 的关系满足M/R=C 2/2G （其中c 为光速，G 为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为
A ．8210m/s
B ．10210m/s
C ．12210m/s
D ．142
10m/s （）6．据报道，2009年4月29日，美国亚利桑那州一天文观测机构发现一颗与太阳系其它行星逆向运行的小行星，代号为2009HC82。

该小行星绕太阳一周的时间为3.39年，直径2～3千米，其轨道平面与地球轨道平面呈155°的倾斜。

假定该小行星与地球均以太阳为中心做匀速圆周运动，则小行星和地球绕太阳运动的速度大小的比值为 A.1
33.39- B.1
23.39- C.3
23.39 D.23
3.3.9 （）7．2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约805km 处发生碰撞。

这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。

碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。

假定有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是
A. 甲的运行周期一定比乙的长
B. 甲距地面的高度一定比乙的高
C. 甲的向心力一定比乙的小
D. 甲的加速度一定比乙的大
（）8．在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。

已知太阳质量约为月球质量的7
107.2⨯倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。

关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是
A ．太阳引力远大于月球引力
B ．太阳引力与月球引力相差不大
C ．月球对不同区域海水的吸引力大小相等
D ．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异（）9．“嫦娥三号”月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为r ，运行速率为v ，当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时
A ．r 、v 都将略为减小
B ．r 、v 都将保持不变
C ．r 将略为减小，v 将略为增大
D ．r 将略为增大，v 将略为减小
（）10．地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的。

已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为
A ．0.19
B ．0.44
C ．2.3
D ．5.2
（）11．发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道。

发射场一
般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图这样选址的优点是，在赤道附近
A ．地球的引力较大
B ．地球自转线速度较大
C ．重力加速度较大
D ．地球自转角速度较大参考答案万有引力与航天
1． AB 【解析】题干要求“在创建万有引力定律的过程中”，牛顿知识接受了平方反比猜想，和物体受地球的引力与其质量成正比，即F ∝m 的结论，而提出万有引力定律后，后来利用卡文迪许扭称测量出万有引力常量G 的大小，w 只与C 项也是在建立万有引力定律后才进行的探索，因此符合题意的只有AB 。

2． D 【解析】本题考查天体运动的知识.首先根据近地卫星饶地球运动的向心力由万有引力提供2224T R m R Mm G π=,可求出地球的质量.然后根据343R
M πρ=,可得该行星的密度约为2.9×104kg/m 3
3． C 【解析】“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月做圆周运动，由万有引力提供向心力有2
GMm R ＝2
mV R 可得v
M 为月球质量），它们的轨道半径分R 1＝1900km 、R 2＝1800km ，则v 1：v 2
4． BC 【解析】飞船点火变轨，前后的机械能不守恒，所以A 不正确。

飞船在圆轨道上时万有引力来提供向心力，航天员出舱前后都处于失重状态，B 正确。

飞船在此圆轨道上运动的周期90分钟小于同步卫星运动的周期24小时，根据2T π
ω=可知，飞船在此圆轨道
上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度，C 正确。

飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时只有万有引力来提供加速度，变轨后沿圆轨道运动也是只有万有引力来提供加速度，所以相等，D 不正确。

5． C 【解析】处理本题要从所给的材料中，提炼出有用信息，构建好物理模型，选择合适的物理方法求解。

黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天
体之间的万有引力，对黑洞表面的某一质量为m 物体有：mg R
Mm G =2，又有22M c R G =，联立解得R
c g 22
=，带入数据得重力加速度的数量级为12210m/s ，C 项正确。

6． A 【解析】小行星和地球绕太阳作圆周运动，都是由万有引力提供向心力，有2
GMm
R ＝22()m R T
π，可知小行星和地球绕太阳运行轨道半径之比为R 1:R 2
＝v
＝v 1: v 2
＝12T T ＝13.39，则v 1: v 2
＝ 7． D 【解析】由r
GM v =可知，甲的速率大，甲碎片的轨道半径小，故B 错；由公式GM
R 2T 3
π=可知甲的周期小故A 错；由于未知两碎片的质量，无法判断向心力的大小，故C 错；碎片的加速度是指引力加速度由
ma R m GM =2得a R GM =2，可知甲的加速度比乙大，故D 对。

8． AD 【解析】22R R M M F F 太阳月月太阳月太阳
∙=，代入数据可知，太阳的引力远大于月球的引
力；由于月心到不同区域海水的距离不同，所以引力大小有差异。

9． C 【解析】当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时，引力变大，探测器做近心运动，曲率半径略为减小，同时由于引力做正功，动能略为增加，所以速率略为增大
10． B 【解析】天体的运动满足万有引力充当向心力即2
2Mm v G m R R
=
可知v =
可见木星与地球绕太阳运行的线速度之比0.44v v ==≈木
地，B 正确。

11． B 【解析】由于发射卫星需要将卫星以一定的速度送入运动轨道，在靠进赤道处的地面上的物体的线速度最大，发射时较节能，因此B 正确。