K12教育学习资料学习版高考物理总复习 专题五 万有引力与航天考题帮Word下载.docx
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C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离
D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离
3.[2016全国卷Ⅲ,14,6分]关于行星运动的规律,下列说法符合史实的是( )
A.开普勒在牛顿定律的基础上,导出了行星运动的规律
B.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律
C.开普勒总结出了行星运动的规律,找出了行星按照这些规律运动的原因
D.开普勒总结出了行星运动的规律,发现了万有引力定律
4.[2015重庆高考,2,6分]宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课,演示了一些完全失重状态下的物理现象.若飞船质量为m,距地面高度为h,地球质量为M,半径为R,引力常量为G,则飞船所在处的重力加速度大小为( )
A.0 B.
C.
D.
5.[2015北京高考,16,6分]假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动,已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离,那么( )
A.地球公转周期大于火星的公转周期
B.地球公转的线速度小于火星公转的线速度
C.地球公转的加速度小于火星公转的加速度
D.地球公转的角速度大于火星公转的角速度
6.[2014天津高考,3,6分]研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时.假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( )
A.距地面的高度变大B.向心加速度变大
C.线速度变大D.角速度变大
题组2 宇宙航行问题的分析与求解
7.[2017全国卷Ⅲ,14,6分]2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行.与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )
A.周期变大B.速率变大
C.动能变大D.向心加速度变大
8.[2017江苏高考,6,4分][多选]“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空.与“天宫二号”空间实验室对接前,“天舟一号”在距地面约380km的圆轨道上飞行,则其( )
A.角速度小于地球自转角速度
B.线速度小于第一宇宙速度
C.周期小于地球自转周期
D.向心加速度小于地面的重力加速度
9.[2016天津高考,3,6分]我国即将发射“天宫二号”空间实验室,之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接.假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动,为了实现飞船与空间实验室的对接,下列措施可行的是( )
A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后飞船加速追上空间实验室实现对接
B.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后空间实验室减速等待飞船实现对接
C.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速,加速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接
D.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速,减速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接
10.[2016四川高考,3,6分]国务院批复,自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”.1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号,目前仍然在椭圆轨道上运行,其轨道近地点高度约为440km,远地点高度约为2060km;
1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上.设东方红一号在远地点的加速度为a1,东方红二号的加速度为a2,固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3,则a1、a2、a3的大小关系为( )
A.a2>
a1>
a3B.a3>
a2>
a1C.a3>
a2D.a1>
a3
11.[2015广东高考,20,6分][多选]在星球表面发射探测器,当发射速度为v时,探测器可绕星球表面做匀速圆周运动;
当发射速度达到
v时,可摆脱星球引力束缚脱离该星球.已知地球、火星两星球的质量比约为10∶1,半径比约为2∶1.下列说法正确的有( )
A.探测器的质量越大,脱离星球所需要的发射速度越大
B.探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大
C.探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等
D.探测器脱离星球的过程中,势能逐渐增大
12.[2014山东高考,20,6分]2013年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程.某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想:
如图,将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到h高度的轨道上,与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接,然后由飞船送“玉兔”返回地球.设“玉兔”质量为m,月球半径为R,月面的重力加速度为g月.以月面为零势能面,“玉兔”在h高度的引力势能可表示为Ep=
其中G为引力常量,M为月球质量.若忽略月球的自转,从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为( )
A.
(h+2R)B.
(h+
R)C.
R)D.
R)
13.[2013安徽高考,17,6分]质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时,引力势能可表示为Ep=-
其中G为引力常量,M为地球质量.该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极稀薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2,此过程中因摩擦而产生的热量为( )
A.GMm(
-
)B.GMm(
)C.
(
)D.
)
14.[2017天津高考,9,4分]我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后,与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体.假设组合体在距地面高为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动,已知地球的半径为R,地球表面处重力加速度为g,且不考虑地球自转的影响.则组合体运动的线速度大小为 ,向心加速度大小为 .
15.[2014四川高考,9,15分]石墨烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化,其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖.用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现.科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换.
(1)若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站,求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的动能.设地球自转角速度为ω,地球半径为R.
(2)当电梯仓停在距地面高度h2=4R的站点时,求仓内质量m2=50kg的人对水平地板的压力大小.取地面附近重力加速度g=10m/s2,地球自转角速度ω=7.3×
10-5rad/s,地球半径R=6.4×
103km.
一、选择题(每小题6分,共54分)
1.[2018四川蓉城名校联盟第一次联考,16]中共十九大召开之际,据中央台报道,我国已经发射了一百七十多个航天器.其中发射的货运飞船“天舟一号”与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体,如图所示.假设组合体在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动,周期为T1.如果月球绕地球的运动也看成是匀速圆周运动,轨道半径为R1,周期为T2.己知地球表面处重力加速度为g,地球半径为R,引力常量为G,不考虑地球自转的影响,地球看成质量分布均匀的球体.则( )
A.月球的质量可表示为
B.组合体与月球运转的线速度比值为
C.地球的密度可表示为
D.组合体的向心加速度可表示为(
)2g
2.[2018陕西第一学期摸底检测,9][多选]我国的“天链一号”是地球同步轨道卫星,可为载人航天器及中低轨道卫星提供数据通讯.如图为“天链一号”a、赤道平面内的低轨道卫星b、地球的位置关系示意图,O为地心,地球相对卫星a、b的张角分别为θ1和θ2(θ2图中未标出),卫星a的轨道半径是b的4倍.已知卫星a、b绕地球同向运行,卫星a的周期为T,在运行过程中由于地球的遮挡,卫星b会进入与卫星a通讯的盲区.卫星间的通讯信号视为沿直线传播,信号传输时间可忽略.下列分析正确的是( )
A.张角θ1和θ2满足sinθ2=4sinθ1
B.卫星b的周期为
C.卫星b每次在盲区运行的时间为
T
D.卫星b每次在盲区运行的时间为
T
3.[2018湖南株洲检测,5]设地球是一质量分布均匀的球体,O为地心.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零.在下列四个图中,能正确描述x轴上各点的重力加速度g的分布情况的是( )
4.[2017山东临沂期末,10][多选]最近我国连续发射了多颗“北斗一号”导航定位卫星,预示着我国通信技术的不断提高.其中一颗卫星处于地球的同步轨道,假设其离地面高度为h,地球半径为R,地面附近重力加速度为g,则有( )
A.该卫星运行周期为24h
B.该卫星所在处的重力加速度为(
C.该卫星周期与近地卫星周期的比值为(1+
D.该卫星的动能为
5.[2017福建四地六校联考,10][多选]2017年1月9日,嫦娥三号工程荣获国家科学技术进步奖一等奖,自2013年12月14日月面软着陆以来,中国嫦娥三号月球探测器创造了全世界在月工作最长纪录.假如月球车在月球表面以初速度v0竖直向上抛出一个小球,经时间t后小球回到出发点.已知月球的半径为R,引力常量为G,下列说法正确的是( )
A.月球表面的重力加速度为
B.月球的质量为
C.探测器在月球表面获得
的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动
D.探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为
6.[2017四川五校联考,9][多选]假设将来人类登上了火星,考察完毕乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时,经历了如图所示的变轨过程,则下列有关这艘飞船的说法中,正确的是( )
A.飞船在轨道Ⅰ上运动时的机械能小于在轨道Ⅱ上运动时的机械能
B.飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以同样的轨道半径运动的周期相同
C.飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D.飞船在轨道Ⅱ上运动时,经过P点时的速率大于经过Q点时的速率
7.[2017湖北部分重点中学高三起点考试,6]1772年,法国科学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出:
两个质量相差悬殊的天体(如太阳和地球)所在的平面上有5个特殊点,如图中的L1、L2、L3、L4、L5所示,若飞行器位于这些点上,会在太阳与地球引力的作用下,可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动.人们称这些点为拉格朗日点.若发射一颗卫星定位于拉格朗日点L2,进行深空探测,下列说法正确的是( )
A.该卫星绕太阳运动的向心加速度小于地球绕太阳运动的向心加速度
B.该卫星绕太阳运动周期和地球公转周期相等
C
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