《2019年高考物理 第一篇 選擇題拿滿分必須夯實的14種熱考題型 專題08 萬有引力定律與航天題型搶分卷.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理 第一篇 選擇題拿滿分必須夯實的14種熱考題型 專題08 萬有引力定律與航天題型搶分卷.doc（17頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

專題08 萬有引力定律與航天 1、 考法分析和解題技法 熱門考法 ◎考法1 萬有引力定律的理解及計算 ◎考法2 天體運行規(guī)律及應(yīng)用 ◎考法3 衛(wèi)星、航天器的變軌問題 解題技法 技法1 理解萬有引力定律并能運用解決相關(guān)物理問題； 技法2 天體運行規(guī)律及應(yīng)用問題主要涉及：（1）天體質(zhì)量和天體密度的估算； （2）人造衛(wèi)星、天體運行規(guī)律。 技法3 理解衛(wèi)星、航天器的變軌原理。在運行中的變軌有兩種情況：離心運動 和向心運動。 二、真題再現(xiàn) 考例1 (2018全國III卷，T15) 為了探測引力波，“天琴計劃”預(yù)計發(fā)射地球衛(wèi)星P，其軌道半徑約為地球半徑的16倍；另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍。P與Q的周期之比約為( ) A. 2 : 1 B. 4 : 1 C. 8 : 1 D. 16 : 1 【答案】C 【考法】萬有引力定律的理解及計算或開普勒第三定律。 考例2 (2018全國II卷,T16) 2018年2月，我國500 m口徑射電望遠(yuǎn)鏡（天眼）發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J0318+0253”，其自轉(zhuǎn)周期T =5.19 ms，假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體，已知萬有引力常量為。以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】設(shè)脈沖星值量為M，密度為ρ，根據(jù)天體運動規(guī)律知：，，代入可得：，故C正確。 【考法】天體運行規(guī)律及應(yīng)用：求天體密度。 考例3 (2017課標(biāo)卷Ⅲ，T14)2017年4月，我國成功發(fā)射的天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室完成了首次交會對接，對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道(可視為圓軌道)運行．與天宮二號單獨運行時相比，組合體運行的(　　) A．周期變大　　　　 B．速率變大 C．動能變大 D．向心加速度變大 【答案】C 【考法】衛(wèi)星、航天器的變軌問題。 三、試題預(yù)測 預(yù)測1 如圖所示，有一個質(zhì)量為M，半徑為R，密度均勻的大球體．從中挖去一個半徑為的小球體，并在空腔中心放置一質(zhì)量為m的質(zhì)點，則大球體的剩余部分對該質(zhì)點的萬有引力大小為(已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零)(　　) A．G B．0 C.4G D．G 【答案】D 【解析】若將挖去的小球體用原材料補(bǔ)回，可知剩余部分對m的吸引力等于完整大球體對m的吸引力與挖去小球體對m的吸引力之差，挖去的小球體球心與m重合，對m的萬有引力為零，則剩余部分對m的萬有引力等于完整大球體對m的萬有引力；以大球體球心為中心分離出半徑為的球，易知其質(zhì)量為M，則剩余均勻球殼對m的萬有引力為零，故剩余部分對m的萬有引力等于分離出的球?qū)ζ涞娜f有引力，根據(jù)萬有引力定律，F(xiàn)＝＝G，故D正確． 運用“填補(bǔ)法”解題的關(guān)鍵是緊扣萬有引力定律的適用條件，先填補(bǔ)后運算，運用“填補(bǔ)法”解題主要體現(xiàn)了等效思想. 【考法】萬有引力定律的理解及計算。 預(yù)測2 雙星運動是產(chǎn)生引力波的來源之一，假設(shè)宇宙中有一雙星系統(tǒng)由a、b兩顆星體組成，這兩顆星體繞它們連線的某一點在萬有引力作用下做勻速圓周運動，測得兩星體的軌道半徑之和為l1，軌道半徑之差為l2，a星體軌道半徑大于b星體軌道半徑，a星體的質(zhì)量為m1，引力常量為G，則b星體的周期為(　　) A. B． C. D． 【答案】A 【考法】天體運行規(guī)律及應(yīng)用：雙星問題。 預(yù)測3 隨著人類科技的發(fā)展，我們已能夠成功發(fā)射宇宙飛船去探知未知星球．如圖所示為某飛船發(fā)射到某星球的簡要軌道示意圖，該飛船從地面發(fā)射后奔向某星球后，先在其圓形軌道Ⅰ上運行，在P點從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，Q為軌道Ⅱ上離星球最近的點．則下列說法正確的是(　　) A．在P點時飛船需突然加速才能由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ B．在P點時飛船需突然減速才能由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ C．飛船在軌道Ⅱ上由P到Q的過程中速率不斷增大 D．飛船通過圓形軌道Ⅰ和橢圓軌道Ⅱ上的P點時加速度相同 【答案】BCD 【考法】衛(wèi)星、航天器的變軌問題。 4、 跟蹤速練 1.(2018全國I卷，T20) （多選）2017年，人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波，根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過程，在兩顆中星合并前約100 s時，它們相距約400 km，繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈，將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學(xué)知識，可以估算出這一時刻兩顆中子( ) A. 質(zhì)量之積 B. 質(zhì)量之和 C. 速率之和 D. 各自的自轉(zhuǎn)角速度 【答案】BC 【解析】雙中子星做勻速圓周運動的頻率f =12 Hz（周期T =1/12 s），由萬有引力等于向心力，可得：，，r1+ r2= r = 40 km，聯(lián)立解得：(m1+m2)=(2πf )2Gr3， B正確、A錯誤；由v1=ωr1=2πfr1，v2=ωr2=2πf r2，聯(lián)立解得：v1+ v2=2πf r，C正確；不能得出各自自轉(zhuǎn)的角速度，D錯誤。 2．(2018山東濟(jì)南一中上學(xué)期期中)（多選）在未來的“星際穿越”中，某航天員降落在一顆不知名的行星表面上．該航天員從高h(yuǎn)＝L處以初速度v0水平拋出一個小球，小球落到星球表面時，與拋出點的距離是L，已知該星球的半徑為R，引力常量為G，則下列說法正確的是(　　) A．該星球的質(zhì)量M＝ B．該星球的質(zhì)量M＝ C．該星球的第一宇宙速度v＝v0 D．該星球的第一宇宙速度v＝v0 【答案】AC 3.(2018山東濰坊高三上學(xué)期期中)（多選）2017年8月16日凌晨，中國量子衛(wèi)星“墨子”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，目前“墨子”已進(jìn)入離地面高度為h的極地預(yù)定軌道(軌道可視為圓軌道)，如圖所示．若“墨子”從北緯30的正上方按圖示方向第一次運行至南緯60正上方，所用時間為t，已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，忽略地球自轉(zhuǎn)，由以上條件可知(　　) A．地球的質(zhì)量為 B．衛(wèi)星運行的角速度為 C．衛(wèi)星運行的線速度為 D．衛(wèi)星運行的線速度為 【答案】BD 【解析】在地球表面Mg＝，M＝，A錯；第一次運行至南緯60歷時t＝，而T＝，所以ω＝，B對；v＝ω(R＋h)＝，C錯，D對． 4．(2018華中師大第一附中高三上學(xué)期期中)（多選）已知甲、乙兩行星的半徑之比為2∶1，環(huán)繞甲、乙兩行星表面運行的兩衛(wèi)星周期之比為4∶1，則下列結(jié)論中正確的是(　　) A．甲、乙兩行星表面衛(wèi)星的動能之比為1∶4 B．甲、乙兩行星表面衛(wèi)星的角速度之比為1∶4 C．甲、乙兩行星的質(zhì)量之比為1∶2 D．甲、乙兩行星的第一宇宙速度之比為2∶1 【答案】BC 【解析】由＝mrω2＝得 ω＝，v＝ ，Ek＝mv2， T＝＝2π ，代入數(shù)據(jù)得M甲∶M乙＝1∶2，ω甲∶ω乙＝1∶4，v甲∶v乙＝1∶2，衛(wèi)星質(zhì)量關(guān)系不知，不能比較動能大小． 5．(2018江蘇泰州高三上學(xué)期期中)（多選）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，此時天宮二號繞地飛行一圈時間為92.5 min，而地球同步衛(wèi)星繞地球一圈時間為24 h，根據(jù)此兩組數(shù)據(jù)我們能求出的是(　　) A．天宮二號與地球同步衛(wèi)星受到的地球引力之比 B．天宮二號與地球同步衛(wèi)星的離地高度之比 C．天宮二號與地球同步衛(wèi)星的線速度之比 D．天宮二號與地球同步衛(wèi)星的加速度之比 【答案】CD 6．(2018安徽師大附中高三上學(xué)期期中)（多選）登上火星是人類的夢想，“嫦娥之父”歐陽自遠(yuǎn)透露：中國計劃于2020年登陸火星．地球和火星的公轉(zhuǎn)視為勻速圓周運動．忽略行星自轉(zhuǎn)影響，火星和地球相比(　　) 行星 半徑/m 質(zhì)量/kg 公轉(zhuǎn)軌道半徑/m 地球 6.4106 6.01024 1.51011 火星 3.4106 6.41023 2.31011 A.火星的“第一宇宙速度”約為地球的第一宇宙速度的0.45倍 B．火星的“第一宇宙速度”約為地球的第一宇宙速度的1.4倍 C．火星公轉(zhuǎn)的向心加速度約為地球公轉(zhuǎn)的向心加速度的0.43倍 D．火星公轉(zhuǎn)的向心加速度約為地球公轉(zhuǎn)的向心加速度的0.28倍 【答案】BC 【解析】根據(jù)第一宇宙速度公式v＝ (M指中心天體太陽的質(zhì)量)，＝＝＝1.4 ，故A錯誤，B正確．根據(jù)向心加速度公式a＝(M指中心天體太陽的質(zhì)量)，＝＝()2＝0.43，故C正確，D錯誤． 7.(2018山東泰安高三上學(xué)期期中)（多選）發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步橢圓軌道3.軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點．軌道3到地面的高度為h，地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g.以下說法正確的是(　　) A．衛(wèi)星在軌道3上的機(jī)械能大于在軌道1上的機(jī)械能 B．衛(wèi)星在軌道3上的周期小于在軌道2上的周期 C．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點時的速度小于它在軌道3上經(jīng)過P時的速度 D．衛(wèi)星在軌道3上的線速度為v＝R 【答案】AD 8．(2018山東臨沂高三上學(xué)期期中)據(jù)報道，2020年前我國將發(fā)射8顆海洋系列衛(wèi)星，包括2顆海洋動力環(huán)境衛(wèi)星和2顆海陸雷達(dá)衛(wèi)星(這4顆衛(wèi)星均繞地球做勻速圓周運動)，以加強(qiáng)對黃巖島、釣魚島及西沙群島全部島嶼附近海域的監(jiān)測．設(shè)海陸雷達(dá)衛(wèi)星的軌道半徑是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星的n倍，下列說法正確的是(　　) A．在相同時間內(nèi)，海陸雷達(dá)衛(wèi)星到地心的連線掃過的面積與海洋動力環(huán)境衛(wèi)星到地心的連線掃過的面積相等 B．海陸雷達(dá)衛(wèi)星做勻速圓周運動的半徑的三次方與周期的平方之比等于海洋動力環(huán)境衛(wèi)星做勻速圓周運動的半徑的三次方與周期的平方之比 C．海陸雷達(dá)衛(wèi)星與海洋動力環(huán)境衛(wèi)星角速度之比為n∶1 D．海陸雷達(dá)衛(wèi)星與海洋動力環(huán)境衛(wèi)星周期之比為1∶n 【答案】B 9.(2018河北定州中學(xué)摸底)雙星系統(tǒng)中兩個星球A、B的質(zhì)量都是m，相距L，它們正圍繞兩者連線上某一點做勻速圓周運動．實際觀測該系統(tǒng)的周期T要小于按照力學(xué)理論計算出的周期理論值T0，且＝k(k<1)，于是有人猜測這可能是受到了一顆未發(fā)現(xiàn)的星球C的影響，并認(rèn)為C位于A、B的連線正中間，相對A、B靜止，則A、B組成的雙星系統(tǒng)周期理論值T0及C的質(zhì)量分別為(　　) A．2π ，m B．2π ，m C．2π ，m D．2π ，m 【答案】D 【解析】由題意知，A、B的運動周期相同，設(shè)軌道半徑分別為r1、r2，對A有，＝m2r1，對B有，＝mr2，且r1＋r2＝L，解得T0＝2π ；有C存在時，設(shè)C的質(zhì)量為M，A、B與C之間的距離r′1＝r′2＝，則＋＝mr1，＋＝mr2，解得T＝，＝ ＝k得M＝m. 10．(2017課標(biāo)卷Ⅱ，T19)（多選）如圖，海王星繞太陽沿橢圓軌道運動，P為近日點，Q為遠(yuǎn)日點，M、N為軌道短軸的兩個端點，運行的周期為T0.若只考慮海王星和太陽之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)M、Q到N的運動過程中(　　) A．從P到M所用的時間等于 B．從Q到N階段，機(jī)械能逐漸變大 C．從P到Q階段，速率逐漸變小 D．從M到N階段，萬有引力對它先做負(fù)功后做正功 【答案】CD 11．(2017北京卷，T17)利用引力常量G和下列某一組數(shù)據(jù)，不能計算出地球質(zhì)量的是(　　) A．地球的半徑及重力加速度(不考慮地球自轉(zhuǎn)) B．人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運動的速度及周期 C．月球繞地球做圓周運動的周期及月球與地球間的距離 D．地球繞太陽做圓周運動的周期及地球與太陽間的距離 【答案】D 【解析】A能：根據(jù)G＝mg可知，已知地球的半徑及重力加速度可計算出地球的質(zhì)量． B能：根據(jù)G＝及v＝可知，已知人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運動的速度及周期可計算出地球的質(zhì)量． C能：根據(jù)G＝mr可知，已知月球繞地球做圓周運動的周期及月球與地球間的距離，可計算出地球的質(zhì)量． D不能：已知地球繞太陽做圓周運動的周期及地球與太陽間的距離只能求出太陽的質(zhì)量，不能求出地球的質(zhì)量． 12．(2017江蘇卷，T6)（多選）“天舟一號”貨運飛船于2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空．與“天宮二號”空間實驗室對接前，“天舟一號”在距地面約380 km的圓軌道上飛行，則其(　　) A．角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度 B．線速度小于第一宇宙速度 C．周期小于地球自轉(zhuǎn)周期 D．向心加速度小于地面的重力加速度 【答案】　BCD 【解析】　C對：由＝m(R＋h)知，周期T與軌道半徑的關(guān)系為＝k(恒量)，同步衛(wèi)星的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，但同步衛(wèi)星的軌道半徑大于“天舟一號”的軌道半徑，則“天舟一號”的周期小于同步衛(wèi)星的周期，也就小于地球的自轉(zhuǎn)周期． A錯：由ω＝知，“天舟一號”的角速度大于地球自轉(zhuǎn)的角速度． B對：由＝m知，線速度v＝，而第一宇宙速度v′＝，則v＜v′. D對：設(shè)“天舟一號”的向心加速度為a，則ma＝，而mg＝，可知a＜g. 13．(2016課標(biāo)卷Ⅲ，T14)關(guān)于行星運動的規(guī)律，下列說法符合史實的是(　　) A．開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了行星運動的規(guī)律 B．開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運動的規(guī)律 C．開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因 D．開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 【答案】B 14．(2016課標(biāo)卷Ⅰ，T17)利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊．目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍．假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為(　　) A．1 h B．4 h C.8 h D．16 h 【答案】B 【解析】設(shè)地球的半徑為R，周期T＝24 h，當(dāng)?shù)厍虻淖赞D(zhuǎn)周期變小時，三顆同步衛(wèi)星A、B、C的位置如圖所示，所以此時同步衛(wèi)星的半徑r＝2R，由開普勒第三定律得：＝k，可得T1＝T≈4 h，故A、C、D錯誤，B正確． 15．(2015課標(biāo)卷Ⅱ，T16)由于衛(wèi)星的發(fā)射場不在赤道上，同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過調(diào)整再進(jìn)入地球同步軌道．當(dāng)衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空時，發(fā)動機(jī)點火，給衛(wèi)星一附加速度，使衛(wèi)星沿同步軌道運行．已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1103 m/s，某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時的速度為1.55103 m/s，此時衛(wèi)星的高度與同步軌道的高度相同，轉(zhuǎn)移軌道和同步軌道的夾角為30，如圖所示，發(fā)動機(jī)給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為(　　) A．西偏北方向，1.9103 m/s B．東偏南方向，1.9103 m/s C．西偏北方向，2.7103 m/s D．東偏南方向，2.7103 m/s 【答案】B 【解析】附加速度Δv與衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時速度v2及同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度v1的矢量關(guān)系如圖所示．由余弦定理可知，Δv＝≈1.9103 m/s，方向東偏南方向，故B正確，A、C、D錯誤． 16．(2014課標(biāo)卷Ⅱ，T18)假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體．已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0；在赤道的大小為g；地球自轉(zhuǎn)的周期為T；引力常量為G.地球的密度為(　　) A. B． C. D． 【答案】B 17.如圖，宇宙飛船A在低軌道上飛行，為了給更高軌道的宇宙空間站B輸送物質(zhì)，需要與B對接，它可以采用噴氣的方法改變速度，從而達(dá)到改變軌道的目的，則以下說法正確的是(　　) A．它應(yīng)沿運行速度方向噴氣，與B對接后周期比低軌道時的小 B．它應(yīng)沿運行速度的反方向噴氣，與B對接后周期比低軌道時的大 C．它應(yīng)沿運行速度方向噴氣，與B對接后周期比低軌道時的大 D．它應(yīng)沿運行速度的反方向噴氣，與B對接后周期比低軌道時的小 【答案】B 18．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)星繞地球運動的周期約為T，引力常量為G，則該行星的平均密度為(　　) A. B． C. D． 【答案】C 【解析】對于近地衛(wèi)星，設(shè)其質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為M，半徑為R，則根據(jù)萬有引力提供向心力有，G＝mR，得地球的質(zhì)量M＝，地球的密度為ρ＝＝；已知行星的體積是地球的a倍，質(zhì)量是地球的b倍，結(jié)合密度公式ρ＝，得該行星的平均密度是地球的倍，所以該行星的平均密度為，故C正確． 19.（多選）已知地球的半徑為6.4106 m，地球自轉(zhuǎn)的角速度為7.2710－5rad/s，地球表面的重力加速度為9.8 m/s2，在地球表面發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度為7.9103 m/s，第三宇宙速度為16.7103 m/s，月地中心間距離為3.84108 m．假設(shè)地球上有一顆蘋果樹長到月球那么高，則當(dāng)蘋果脫離蘋果樹后，請根據(jù)此時蘋果線速度的計算，判斷蘋果將不會(　　) A．落回地面 B．成為地球的“蘋果月亮” C．成為地球的同步“蘋果衛(wèi)星” D．飛向茫茫宇宙 【答案】ABC 【解析】地球自轉(zhuǎn)的角速度為7.2710－5rad/s，月球到地球中心的距離為3.84108 m，地球上有一棵蘋果樹長到了接近月球那么高，根據(jù)v＝rω得：蘋果的線速度為v＝2.8104 m/s，第三宇宙速度為16.7103 m/s，由于蘋果的線速度大于第三宇宙速度，所以蘋果脫離蘋果樹后，將脫離太陽系的束縛，飛向茫茫宇宙，故A、B、C正確． 20.月球和地球的質(zhì)量之比為a∶1，半徑之比為b∶1，將一單擺由地球帶到月球，將擺球從與地球表面相同高度處由靜止釋放(釋放點高度低于懸點高度)，釋放時擺線與豎直方向的夾角相同，當(dāng)擺球運動到最低點時，在月球上和地球上擺線對擺球的拉力之比為(　　) A. B． C. D． 【答案】B 21.（多選）2016年1月27日，我國在境內(nèi)再次成功地進(jìn)行了陸基中段反導(dǎo)攔截技術(shù)試驗，中段是指彈道導(dǎo)彈在大氣層外空間依靠慣性飛行的一段．如圖所示，一枚藍(lán)軍彈道導(dǎo)彈從地面上A點發(fā)射升空，目標(biāo)是攻擊紅軍基地B點，導(dǎo)彈升空后，紅軍反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)立刻發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，從C點發(fā)射攔截導(dǎo)彈，并在彈道導(dǎo)彈飛行中段的最高點D將其擊毀．下列說法中正確的是(　　) A．圖中E到D過程，彈道導(dǎo)彈機(jī)械能不斷增大 B．圖中E到D過程，彈道導(dǎo)彈的加速度不斷減小 C．彈道導(dǎo)彈在大氣層外運動軌跡是以地心為焦點的橢圓 D．彈道導(dǎo)彈飛行至D點時速度大于7.9 km/s 【答案】BC 【解析】圖中E到D過程， 導(dǎo)彈在大氣層外空間依靠慣性飛行，沒有空氣阻力，機(jī)械能不變，遠(yuǎn)離地球，軌道變大，速度減小，萬有引力減小，所以加速度減小，在萬有引力作用下，運動軌跡是以地心為焦點的橢圓，A錯誤，B、C正確；第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，而D點在大氣層外部，所以軌道要大于近地衛(wèi)星軌道，運行速度要小于第一宇宙速度，D錯誤；故選B、C. 22.隨著人類航天事業(yè)的進(jìn)步，太空探測越來越向深空發(fā)展，火星正在成為全球航天界的“寵兒”．我國計劃于2020年發(fā)射火星探測器，一步實現(xiàn)繞、落、巡工程目標(biāo)．假設(shè)某宇航員登上了火星，在其表面以初速度v豎直上拋一小球(小球僅受火星的引力作用)，小球上升的最大高度為h，火星的直徑為d，引力常量為G，則(　　) A．火星的第一宇宙速度為 B．火星的密度為 C．火星的質(zhì)量為 D．火星的“近火衛(wèi)星”運行周期為 【答案】B 23．如圖，地球和行星繞太陽做勻速圓周運動，地球和形狀做勻速圓周運動的半徑r1、r2之比為1 : 4，不計地球和行星之間的相互影響，下列說法不正確的是( ) A．行星繞太陽做圓周運動的周期為8年 B．地球和行星的線速度大小之比為1 : 2 C．由圖示位置開始計時，至少再經(jīng)過年，地球位于太陽和行星連線之間 D．經(jīng)過相同時間，地球、行星半徑掃過的面積之比為1 : 2 【答案】B 【解析】地球和行星均繞太陽做勻速圓周運動，地球繞太陽做圓周運動的周期為T1 = 8年，根據(jù)解得T2 = 8年，A正確；根據(jù)可知，B錯誤；根據(jù)可得年，C正確；天體半徑掃過的面積為，而，聯(lián)立解得，故經(jīng)過相同時間，地球和行星半徑掃過的面積之比為，D正確。 24．(多選)2017年8月我國FAST天文望遠(yuǎn)鏡首次發(fā)現(xiàn)兩顆太空脈沖星。其中一顆星的自轉(zhuǎn)周期為T（實際測量為1.83 s，距離地球1.6萬光年），假設(shè)該星球恰好能維持自轉(zhuǎn)不瓦解；地球可視為球體，其自轉(zhuǎn)周期為T0；同一物體在地球赤道上用彈簧秤測得重力為兩極處的0.9倍，已知萬有引力常量為G，則該脈沖星的平均密度ρ及其與地球的平均密度ρ0之比正確的是(　　) A． B． C． D． 【答案】AC 25．我國首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星于2016年8月16日1點40分成功發(fā)射。量子衛(wèi)星成功運行后，我國將在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實驗體系。假設(shè)量子衛(wèi)星軌道在赤道平面，如圖所示。已知量子衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的m倍，同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，圖中P點是地球赤道上一點，由此可知(　　) A．同步衛(wèi)星與量子衛(wèi)星的運行周期之比為 B．同步衛(wèi)星與P點的速度之比為 C．量子衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的速度之比為 D．量子衛(wèi)星與P點的速度之比為 【答案】D 【解析】 根據(jù)G＝mr，得T＝，由題意知r量＝mR，r同＝nR，所以＝＝，故A錯誤；P為地球赤道上一點，P點角速度等于同步衛(wèi)星的角速度，根據(jù)v＝ωr，所以有＝＝＝，故B錯誤；根據(jù)G＝m，得v＝，所以＝＝＝，故C錯誤；v同＝nvP，＝＝，得＝，故D正確。 26. 某試驗衛(wèi)星在地球赤道平面內(nèi)一圓形軌道上運行，每5天對某城市訪問一次，下列關(guān)于該衛(wèi)星的描述中正確的是(　　) A. 角速度可能大于地球自轉(zhuǎn)角速度 B. 線速度可能大于第一宇宙速度 C. 高度一定小于同步衛(wèi)星的高度 D. 向心加速度可能大于地面的重力加速度 【答案】A 27．(多選) 2015年12月10日，我國成功將中星1C衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道。如圖所示是某衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運動的示意圖，已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，衛(wèi)星遠(yuǎn)地點P距地心O的距離為3R。則(　　) A．衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點的速度大于 B．衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點時速度最小 C．衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點時的加速度大小為 D．衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點時加速，衛(wèi)星將不能再次經(jīng)過遠(yuǎn)地點 【答案】BC 28．“天宮一號”目標(biāo)飛行器在離地面343 km的圓形軌道上運行，其軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣。下列說法正確的是(　　) A．如不加干預(yù)，“天宮一號”圍繞地球的運動周期將會變小 B．如不加干預(yù)，“天宮一號”圍繞地球的運動動能將會變小 C．“天宮一號”的加速度大于地球表面的重力加速度 D．航天員在“天宮一號”中處于完全失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用 【答案】A 【解析】根據(jù)萬有引力提供向心力有＝m，解得：T＝，由于摩擦阻力作用，衛(wèi)星軌道高度將降低，則周期減小，A項正確；根據(jù)＝m，解得：v＝，軌道高度降低，衛(wèi)星的線速度增大，故動能將增大，B項錯誤；根據(jù)＝ma，得a＝，“天宮一號”的軌道半徑大于地球半徑，則加速度小于地球表面的重力加速度，C項錯誤；完全失重狀態(tài)說明航天員對懸繩的拉力或?qū)χС治矬w的壓力為0，而地球?qū)λ娜f有引力提供他隨“天宮一號”圍繞地球做圓周運動的向心力，D項錯誤。 29．2016年2月11日，科學(xué)家宣布“激光干涉引力波天文臺(LIGO)”探測到由兩個黑洞合并產(chǎn)生的引力波信號，這是在愛因斯坦提出引力波概念100周年后，引力波被首次直接觀測到。在兩個黑洞合并過程中，由于彼此間的強(qiáng)大引力作用，會形成短時間的雙星系統(tǒng)。如圖所示，黑洞A、B可視為質(zhì)點，它們圍繞連線上O點做勻速圓周運動，且AO大于BO，不考慮其他天體的影響。下列說法正確的是(　　) A．黑洞A的向心力大于B的向心力 B．黑洞A的線速度大于B的線速度 C．黑洞A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量 D．兩黑洞之間的距離越大，A的周期越小 【答案】B 30．(2015課標(biāo)卷Ⅰ，T21)（多選）我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經(jīng)過一系列過程，在離月面4 m高處做一次懸停(可認(rèn)為是相對于月球靜止)；最后關(guān)閉發(fā)動機(jī)，探測器自由下落．已知探測器的質(zhì)量約為1.3103 kg，地球質(zhì)量約為月球的81倍，地球半徑約為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8 m/s2.則此探測器(　　) A．在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9 m/s B．懸停時受到的反沖作用力約為2103 N C．從離開近月圓軌道到著陸這段時間內(nèi)，機(jī)械能守恒 D．在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度 【答案】BD 【解析】在星球表面有＝mg，所以重力加速度g＝，地球表面g＝＝9.8 m/s2，則月球表面g′＝＝＝g，則探測器重力G＝mg′＝1 3009.8 N≈2103 N，選項B正確；探測器自由落體，末速度v＝≈ m/s≠8.9 m/s，選項A錯誤；關(guān)閉發(fā)動機(jī)后，僅