2022高考物理一轮复习课时作业十三万有引力与航天含解析新人教版.doc

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1、高考万有引力与航天(建议用时40分钟)1．(2020·全国卷Ⅲ)“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆，着陆前曾绕月球飞行，某段时间可认为绕月做匀速圆周运动，圆周半径为月球半径的K倍。已知地球半径R是月球半径的P倍，地球质量是月球质量的Q倍，地球表面重力加速度大小为g。则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为()A．B．C．D．【解析】选D。在地球表面上，G＝mg①，“嫦娥四号”绕月球做圆周运动由万有引力提供向心力：G＝②，由①②解得v＝＝＝，D正确。【加固训练】北斗卫星导航系统为导航系统提供定位数据支持的卫星主要有三类：地球静止轨道卫星(GEO)，定点位置在赤道上空；倾斜地球同

2、步卫星(IGSO)；轨道半径小一些的中圆轨道卫星(MEO)。如图所示是一颗地球静止轨道卫星A、一颗倾斜地球同步卫星B和一颗中圆地球轨道卫星C的轨道立体对比示意图，其中卫星B、C的轨道共面，它们都绕地球做匀速圆周运动，下列判断正确的()-16-/16高考A.卫星C的线速度大于卫星B的线速度B.卫星A和卫星B均相对赤道表面静止C.中圆地球轨道卫星C比同步卫星A的周期比大D.卫星C所受的向心力一定大于卫星B所受的向心力【解析】选A。三卫星做圆周运动，都由万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可得G=m，解得v=，由于rC

3、是静止的，B错误；三卫星做圆周运动的向心力都由万有引力提供，由牛顿第二定律可得G=mr，解得T=，rC

4、“天宫一号”在370km高度飞行时速度等于7.9km/sB．“神舟十一号”载人飞船到达“天宫二号”同一轨道上加速后完成对接C．“天舟一号”货运飞船在低于“天宫二号”的轨道上时速度比“天宫二号”小D．航天员王亚平在“天宫二号”中授课时相对空间站静止的水球处于完全失重状态【解析】选D。7.9km/s为第一宇宙速度即近地卫星的运行速度，由于“天宫一号”的轨道半径比地球半径更大，由公式＝m得v＝，“天宫一号”在370km高度飞行时速度小于7.9km/s，故A错误；“神舟十一号”载人飞船到达“天宫二号”同一轨道上加速后将做离心运动，不可能实现对接，故B错误；由公式＝m得v＝，“天舟一号”货运飞船在低于

5、“天宫二号”的轨道上时速度比“天宫二号”大，故C错误；相对空间站静止的水球所受万有引力全部提供向心力，则水球处于完全失重状态，故D正确。【加固训练】我国已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”，为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础。如图虚线为地球大气层边界，返回器与服务舱分离后，从a点无动力滑入大气层，然后经b点从c点“跳”出，再经d点从e点“跃入”实现多次减速，可避免损坏返回器。d点为轨迹最高点，离地面高h，已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。则返回器()-16-/16高考A．在d点处于超重状态B．从a点到e点速度越来越小C．在d点时的加速度大小为D．在d点时的线速度小于地球第一宇宙

6、速度【解析】选D。d点处做向心运动，向心加速度方向指向地心，应处于失重状态，A错误；由a到c由于空气阻力做负功，动能减小，由c到e过程中只有万有引力做功，机械能守恒，a、c、e点时速度大小应该满足va>vc＝ve，B错误；在d点时合力等于万有引力，即＝mad，故加速度大小ad＝，C错误；第一宇宙速度是最大环绕速度，其他轨道的环绕速度都小于第一宇宙速度，D正确。故选D。3．2020年5月5日，长征五号B运载火箭在中国某某航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G，则()A．试验船的运行速度为B．地

7、球的第一宇宙速度为C．地球的质量为-16-/16高考D．地球表面的重力加速度为【解析】选B。试验船的运行速度为，故A错误；近地轨道卫星的速度等于第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力有G＝m，根据试验船受到的万有引力提供向心力有G＝m船()2(R＋h)，联立两式解得第一宇宙速度v＝，故B正确；根据试验船受到的万有引力提供向心力有G＝m船()2(R＋h)，解得M＝，故C错误；地球的重力加速度等于近地轨道卫星的向心