2019年高考物理大二轮专题复习 考前增分练 选择题部分 专练6 万有引力定律与航天

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1、2019年高考物理大二轮专题复习考前增分练选择题部分专练6万有引力定律与航天1．(xx·广东·21)如图1所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ，下列说法正确的是(　　)图1A．轨道半径越大，周期越长B．轨道半径越大，速度越大C．若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度答案　AC解析　设星球质量为M，半径为R，飞行器绕星球转动半径为r，周期为T.由G＝mr知T＝2π，r越大，T越大，选项A正确；由G＝m知v＝，r越大，v越小，选项

2、B错误；由G＝mr和ρ＝得ρ＝，又＝sin，所以ρ＝，所以选项C正确，D错误．2．发射一月球探测器绕月球做匀速圆周运动，测得探测器在离月球表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2.设想月球可视为质量分布均匀的球体，万有引力常量为G.仅利用以上数据，可以计算出(　　)A．月球的质量B．探测器的质量C．月球的密度D．探测器在离月球表面高度为h1的圆轨道上运动时的加速度大小答案　ACD解析　万有引力提供探测器做圆周运动所需的向心力，G＝m(R＋h1)，G＝m(R＋h2)，联立两方程

3、，可求出月球的质量和半径，故A正确．探测器绕月球做圆周运动，是环绕天体，在计算时被约去，所以无法求出探测器的质量，故B错误．月球的密度根据定义为ρ＝＝，由于M和R都能求出，故月球的密度能求出，故C正确．根据万有引力定律和牛顿第二定律G＝ma，得a＝，由于M和R都能求出，故加速度a能求出，故D正确．3．中国自主研发的北斗二号卫星系统预计在xx年形成覆盖全球的卫星导航定位系统，此系统由中轨道、高轨道和同步轨道卫星等组成．现在中国正在服役的北斗一号卫星定位系统的三颗卫星都定位在距地面36000km的地球

4、同步轨道上，而美国的全球卫星定位系统GPS由24颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均为20000km.则下列说法中正确的是(　　)A．美国所有GPS的卫星所受向心力大小均相等B．美国所有GPS的卫星比北斗一号的卫星线速度大C．北斗二号中的中轨道卫星的加速度一定大于高轨道卫星的加速度D．北斗一号系统中的三颗卫星向心加速度比赤道上物体的向心加速度小答案　BC解析　美国所有的GPS卫星高度相等，根据＝ma＝m＝mRω2＝mR，我们可以判断它们的向心加速度相等，线速度大小相等，角速度相等，周期相等，但是这些

5、卫星的质量未必相等，所以向心力大小不一定相等，选项A错误．GPS卫星比北斗一号的卫星高度低即圆周运动半径小，根据卫星线速度v＝，GPS卫星线速度大，选项B正确．卫星加速度a＝，中轨道卫星半径小，所以加速度大，选项C正确．北斗一号系统中的三颗卫星都在同步轨道上，与地球自转同步，即与赤道上的物体角速度相同，根据向心加速度a＝Rω2判断赤道上的物体随地球自转的半径小，向心加速度小，选项D错误．4．(xx·山东·20)xx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

6、者提出“玉兔”回家的设想：如图2所示，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(　　)图2A.(h＋2R)B.(h＋R)C.(h＋R)D.(h＋R)答案　D解析　“玉兔”在h高处做圆周运动时有G＝.发射“玉兔

7、”时对“玉兔”做的功W＝mv2＋Ep.在月球表面有＝mg月，联立各式解得W＝(h＋R)．故选项D正确，选项A、B、C错误．5．(xx·江苏·2)已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为(　　)A．3.5km/sB．5.0km/sC．17.7km/sD．35.2km/s答案　A解析　由G＝m得，对地球表面附近的航天器有：G＝，对于火星表面附近的航天器有：G＝，由题意知M′＝M、r′＝，且v1＝7.9km/s，联立以上各式得

8、v2≈3.5km/s，选项A正确．6．2013年12月2日凌晨，我国发射了“嫦娥三号”登月探测器．“嫦娥三号”由地月转移轨道到环月轨道飞行的示意图如图3所示，P点为变轨点，则“嫦娥三号”(　　)图3A．经过P点的速率，轨道1的一定大于轨道2的B．经过P点的加速度，轨道1的一定大于轨道2的C．运行周期，轨道1的一定大于轨道2的D．具有的机械能，轨道1的一定大于轨道2的答案　ACD解析　卫星在轨道1上经过P点时减速，使其受到的万有引力大于需要的向心力，而做向心运动才能进入轨道2，故经过