2020届高考物理复习曲线运动万有引力和航天核心素养提升练十三4.4万有引力与航天（含解析）

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1、万有引力与航天(45分钟　100分)(20分钟　50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分，1～5题为单选题，6题为多选题)1.(2018·开封模拟)“畅想号”火星探测器首次实现火星软着陆和火星表面巡视勘察，并开展地质构造等科学探测。“畅想号”在地球表面的重力为G1，在火星表面的重力为G2；地球与火星均视为球体，其半径分别为R1、R2；地球表面重力加速度为g。则(　　)A.火星表面的重力加速度为B.火星与地球的质量之比为C.卫星分别绕火星表面与地球表面运行的速率之比为D.“畅想号”火星探测器环绕火星表面做匀速圆周运动的周期为2π【解析】选B

2、。设探测器的质量m=，火星表面的重力加速度：g火==，故A错误；根据mg=G得M=，火星与地球的质量之比：==，故B正确；第一宇宙速度：v==，火星与地球的第一宇宙速度之比：=，故C错误；根据周期公式T=2π，再根据g=，“畅想号”火星探测器绕火星表面做匀速圆周运动的周期T=2π=2π，故D错误。【加固训练】　　关于地球同步卫星，下列说法中正确的是(　　)A.卫星的轨道半径可以不同B.卫星的速率可以不同C.卫星的质量可以不同D.卫星的周期可以不同【解析】选C。地球同步卫星的运行与地球自转同步，故同步卫星的周期与地球自转周期相同，故选项D错误；由=m=m

3、r可知，同步卫星的线速度大小相同，半径相同，但质量不一定相同，故选项A、B错误，C正确。2.(2018·江苏高考)我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是(　　)A.周期　　　　　B.角速度C.线速度D.向心加速度【解析】选A。卫星围绕地球做匀速圆周运动，满足G=mr=mω2r=m=ma，由此可推出，半径r越小，周期T越小，选项A正确，半径r越小，角速度ω、线速度v、

4、向心加速度a越大，选项B、C、D错误。3.假设地球为质量均匀分布的球体。已知地球表面的重力加速度在两极处的大小为g0，在赤道处的大小为g，地球半径为R，则地球自转的周期T为(　　)A.2πB.2πC.2πD.2π【解析】选B。在两极处物体不随地球自转，所以G=mg0；在赤道处物体随地球自转，可得G=mg+mR，联立解得T=2π，所以B正确；A、C、D错误。4.近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该圆

5、周运动的周期为T，则火星的平均密度ρ的表达式为(k为某个常数)(　　)A.ρ=kTB.ρ=C.ρ=kT2D.ρ=【解析】选D。火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动时，=m，又M=πR3·ρ，可得：ρ==，故选项D正确。5.(2019·日照模拟)2017年6月15日，中国空间科学卫星“慧眼”被成功送入轨道，卫星轨道所处的空间存在极其稀薄的空气。“慧眼”是我国首颗大型X射线天文卫星，这意味着我国在X射线空间观测方面具有国际先进的暗弱变源巡天能力、独特的多波段快速光观测能力等。下列关于“慧眼”卫星的说法。正确的是(　　)A.如果不加干预，“慧眼”卫星的动

6、能可能会缓慢减小B.如果不加干预，“慧眼”卫星的轨道高度可能会缓慢降低C.“慧眼”卫星在轨道上处于失重状态，所以不受地球的引力作用D.由于技术的进步，“慧眼”卫星在轨道上运行的线速度可能会大于第一宇宙速度【解析】选B。卫星轨道所处的空间存在极其稀薄的空气，如果不加干预，卫星的机械能减小，卫星的轨道高度会缓慢降低，据G=m可得v=，卫星的轨道高度降低，卫星的线速度增大，卫星的动能增大，故A错误，B正确；卫星在轨道上，受到的地球引力产生向心加速度，处于失重状态，故C错误；据G=m可得v=，卫星在轨道上运行的线速度小于第一宇宙速度，故D错误。6.(多选)(2

7、017·全国卷Ⅱ)如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中(　　)A.从P到M所用的时间等于B.从Q到N阶段，机械能逐渐变大C.从P到Q阶段，速率逐渐变小D.从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功【解析】选C、D。从P到Q阶段，速率逐渐变小，所以从P到M运动过程平均速率大，所用的时间小于，A项错，C项正确；若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，从Q到N阶段，机械能守恒，B项错；从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做

8、正功，D项正确。二、计算题(本题共14分，需写出规范的解题步骤)7.发射宇宙飞船的过程要克服引