1、2020年高考物理二輪重點專題整合強化練專練五：萬有引力與航天1、關(guān)于靜止在地球表面（兩極除外）隨地球自轉(zhuǎn)的物體，下列說法正確的是（）A.物體所受重力等于地球?qū)λ娜f有引力B.物體的加速度方向可能不指向地球中心C.物體所受合外力等于地球?qū)λ娜f有引力D.物體在地球表面不同處角速度可能不同【答案】B解析 考慮了地球的自轉(zhuǎn)，萬有引力不等于重力，重力是萬有引力的一個分力，只有兩極重力才嚴(yán)格與萬有引力相等，故 A錯誤；物體的加速度方向指向軌道的圓心，而地球上的物體隨地球做勻速圓周運動的軌道與地軸垂直，且緯度越高軌道半徑越小，只有在赤道上的物體，加速度才指向地心，故B正確；在地球上隨地球自轉(zhuǎn)的物體，跟隨

2、地球一起做勻速圓周運動，萬有引力和支持力的合力等于向心力，萬有引力沿軌道半徑方向上的分力提供向心力，另一分力是重力，所以物體所受合外力不等于地球?qū)λ娜f有引力，故C錯誤；地球表面不同緯度的物體繞同一地軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，故 D錯誤.2、（多選）2016年4月6日1時38分，我國首顆微重力科學(xué)實驗衛(wèi)星一一實踐十號返回式科學(xué)實驗衛(wèi)星，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由長征二號丁運載火箭發(fā)射升空，進入近百萬米預(yù)定軌道，開始了為期15天的太空之旅，大約能圍繞地球轉(zhuǎn) 200圈，如圖所示.實踐十號衛(wèi)星的微重力水平可達到地球表面重力的106g,實踐十號將在太空中完成19項微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)實驗，力爭取得重大科學(xué)成果

3、.以下關(guān)于實踐十號衛(wèi)星的相關(guān)描述中正確的有（）A.實踐十號衛(wèi)星在地球同步軌道上B.實踐十號衛(wèi)星的環(huán)繞速度一定小于第一宇宙速度C.在實踐十號衛(wèi)星內(nèi)進行的19項科學(xué)實驗都是在完全失重狀態(tài)下完成的D.實踐十號衛(wèi)星運行中因受微薄空氣阻力，需定期點火加速調(diào)整軌道【答案】BD_ 15X24解析 實踐十號衛(wèi)星的周期 T="20h=1.8 h,不是地球同步衛(wèi)星，所以不在地球同步軌道上，故A錯誤;第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運動的環(huán)繞速度，則實踐十號衛(wèi)星的環(huán)繞速度一定小于第一宇宙速度，故 B正確；根據(jù)題意可知，實踐十號衛(wèi)星內(nèi)進行的 19項科學(xué)實驗都是在微重力情況下 做的，此時重力沒

4、有全部提供向心力，不是完全失重狀態(tài)，故 C錯誤；實踐十號衛(wèi)星運行中因受微薄空氣 阻力，軌道半徑將變小，速度變小，所以需定期點火加速調(diào)整軌道，故 D正確.3、（多選）如圖所示為一衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運動，其周期為24小時，A、C兩點分別為軌道上的遠地點和近地點，B為短軸和軌道的交點.則下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星從A運動到B和從B運動到C的時間相等B.衛(wèi)星運動軌道上A、C間的距離和地球同步衛(wèi)星軌道的直徑相等C.衛(wèi)星在A點速度比地球同步衛(wèi)星的速度大D.衛(wèi)星在A點的加速度比地球同步衛(wèi)星的加速度小【答案】BD解析 根據(jù)開普勒第二定律知，衛(wèi)星從 A運動到B比從B運動到C的時間長，故A錯誤；根據(jù)開普勒第三

5、 定律*= k,該衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星的周期相等，則衛(wèi)星運動軌道上A、C間的距離和地球同步衛(wèi)星軌道的直徑相等.故b正確；由v=y!GM，知衛(wèi)星在該圓軌道上的線速度比地球同步衛(wèi)星的線速度小，所以衛(wèi)星 在橢圓上A點速度比地球同步衛(wèi)星的速度小 .故C錯誤；A點到地心的距離大于地球同步衛(wèi)星軌道的半徑， 由GMF = ma得a = GM-,知衛(wèi)星在 A點的加速度比地球同步衛(wèi)星的加速度小，故 D正確.4、（多選）假設(shè)在宇宙中存在這樣三個天體 A、B、C,它們在一條直線上，天體A和天體B的高度為某值時，天體A和天體B就會以相同的角速度共同繞天體C運轉(zhuǎn)，且天體A和天體B繞天體C運動的軌道都是圓軌道，如圖所示.則

6、以下說法正確的是（B做圓周運動的加速度B做圓周運動的線速度C對它的萬有引力C對它的萬有引力A.天體A做圓周運動的加速度大于天體 B.天體A做圓周運動的線速度小于天體 C.天體A做圓周運動的向心力大于天體 D.天體A做圓周運動的向心力等于天體【答案】AC 解析 由于天體A和天體B繞天體C運動的軌道都是圓軌道，角速度相同，由 a= co2r,可知天體A做圓周 運動的加速度大于天體 B做圓周運動的加速度，故 A正確；由公式v=3!，可知天體 A做圓周運動的線速 度大于天體B做圓周運動的線速度，故 B錯誤；天體A做圓周運動的向心力是由 B、C的萬有引力的合力提供，大于天體 C對它的萬有引力.故C正確，

7、D錯誤.5.如圖所示，一顆衛(wèi)星繞地千沿橢圓軌道運動，A、B是衛(wèi)星運動的遠地點和近地點 .下列說法中正確的是A.衛(wèi)星在A點的角速度大于在 B點的角速度B.衛(wèi)星在A點的加速度小于在 B點的加速度C.衛(wèi)星由A運動到B過程中動能減小，勢能增加D.衛(wèi)星由A運動到B過程中萬有引力做正功，機械能增大【答案】B解析 近地點的速度較大，可知 B點線速度大于 A點的線速度，根據(jù) 3=丫知，衛(wèi)星在A點的角速度小于 B r點的角速度，故 A錯誤；根據(jù)牛頓第二定律得，2=5 =窄，可知衛(wèi)星在 A點的加速度小于在 B點的加速度，故B正確；衛(wèi)星沿橢圓軌道運動，從 A到B,萬有引力做正功，動能增加，勢能減小，機械能守恒，故C

8、、D錯誤.6、（多選）如圖所示，兩質(zhì)量相等的衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運動，用 R T、Ek、S分別表示衛(wèi)星的軌道半徑、周期、動能、與地心連線在單位時間內(nèi)掃過的面積.下列關(guān)系式正確的有（）B.EkA>EkBA.Ta>TbC.Sa = SbD.Ra? RB3T/F【答案】AD解析由噌m=呼=m4=T R 和Ek = 1mv2 可得丁=2兀、得Ek=GMm,因Ra>Rb,則Ta>Tb,EkA<EkB,R R I2： GM 2RA對，B錯；由開普勒定律可知， C錯，D.7、設(shè)想我國宇航員隨嫦娥”號登月飛船貼近月球表面做勻速圓周運動，宇航員測出飛船繞行 n圈所用的時 間為

9、t.登月后，宇航員利用身邊的彈簧測力計測出質(zhì)量為 m的物體重力為Gi.已知引力常量為 G,根據(jù)以上 信息可得到（ ）B.飛船的質(zhì)量A.月球的密度C.月球的第一宇宙速度D.月球的自轉(zhuǎn)周期【答案】A解析 設(shè)月球的半徑為 R,月球的質(zhì)量為 M.宇航員測出飛船繞行 n圈所用的時間為t,則飛船的周期為 T=GMmR2廣， 口4 irR3得到月球的質(zhì)量M=4普3R2兀4月球的笥'度為3卡4- 3 -商4-3=P3 02.等T,故A正確；根據(jù)萬有引力提供向心力，列出的等式中消去了飛船的質(zhì)量，所以無法求出飛船的質(zhì)量，故 B錯誤；月球的半徑未知，故不可求出月球的第一宇宙速度，故C錯誤；根據(jù)萬有引力提供向

10、心力，不能求月球自轉(zhuǎn)的周期，故D錯誤.8、為了驗證拉住月球使它圍繞地球運動的力與拉著蘋果下落的力以及地球、眾行星與太陽之間的作用力是同一性質(zhì)的力，同樣遵從平方反比定律，牛頓進行了著名的月地檢驗”已知月地之間的距離為60R（R為地球半徑），月球圍繞地球公轉(zhuǎn)的周期為T,引力常量為G.則下列說法中正確的是（）A.物體在月球軌道上受到的地球引力是其在地面附近受到的地球引力的1603兀b.由題中信息可以計算出地球的留度為GT2c.物體在月球軌道上繞地球公轉(zhuǎn)的向心加速度是其在地面附近自由下落時的加速度的13 600D.由題中信息可以計算出月球繞地球公轉(zhuǎn)的線速度為解析 物體在月球軌道上受到的地球引力F =

11、GM= 孤 GmM1，故A錯誤,60 R 3 600 RC正確；根據(jù)萬有引力提223供向心力有G=m60R%可得地球質(zhì)量屋丁，根據(jù)密度公式可知地球的密度MP= 433卡故B錯誤；據(jù)v= 26212T之，故D錯誤.9、據(jù)新聞報導(dǎo)， 天宮二號”將于2016年秋季擇機發(fā)射，其繞地球運行的軌道可近似看成是圓軌道.設(shè)每經(jīng)過時間t,天宮二號”通過的弧長為I,該弧長對應(yīng)的圓心角為?；《?已知引力常量為 G,則地球的質(zhì)量是63B.GI2tDt2C.G9 3I3D.G。2解析 天宮二號”通過的弧長為I,該弧長對應(yīng)的圓心角為?；《?，所以其軌道半徑：r=；t時間內(nèi) 天宮二號”通過的弧長是I,所以線速度：v=；天宮二

12、號”做勻速圓周運動的向心力是由萬有引力提供，則:GMm mv2-=丁,所以M =rv2l3GGO 2.10、太空行走又稱為出艙活動.狹義的太空行走即指航天員離開載人航天器乘員艙進入太空的出艙活動.如圖所示，假設(shè)某宇航員出艙離開飛船后身上的速度計顯示其相對地心的速度為v,該航天員從離開艙門到結(jié)束太空行走所用時間為t,已知地球的半徑為 R,地球表面的重力加速度為 g,則（）A.航天員在太空行走時可模仿游泳向后劃著前進B.該航天員在太空走”的路程估計只有幾米C.該航天員離地高度為gR- RD.該航天員的加速度為Rv【答案】C解析 由于太空沒有空氣，因此航天員在太空中行走時無法模仿游泳向后劃著前進，故

13、A錯誤；航天員在太空行走的路程是以速度 v運動的路程，即為vt,故B錯誤；由GMm=mg和-GMm=m,得h=gR2-R2R+h 2 R+hv2R,故C正確；由d 2得a=*，故D錯誤. g R+ h gR11、A、B兩顆衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運動，A衛(wèi)星運行的周期為 Ti,軌道半徑為 口； B衛(wèi)星運行的周期為丁2,且Ti>T2.下列說法正確的是（）2A.B衛(wèi)星的軌道半徑為ri（T1）3B.A衛(wèi)星的機械能一定大于 B衛(wèi)星的機械能C.A、B衛(wèi)星在軌道上運行時處于完全失重狀態(tài)，不受任何力的作用T1T2D.某時刻衛(wèi)星 A、B在軌道上相距最近，從該時刻起每經(jīng)過心七時間，衛(wèi)星 A、B再次相距最近T

14、i T2【答案】D32解析 由開普勒第三定律 與= 4, A錯誤；由于衛(wèi)星的質(zhì)量未知，機械能無法比較，B錯誤；A、B衛(wèi)星均2 T2. . . . . .27r 27r受萬有引力作用，只是由于萬有引力提供向心力，衛(wèi)星處于完全失重狀態(tài)，C錯誤；由2斗一/ =2兀知經(jīng)tI 2 I 1=4T-兩衛(wèi)星再次相距最近，D正確.T1 -T212、神舟十號"飛船與 天宮一號”目標(biāo)飛行器成功實現(xiàn)自動交會對接.設(shè)地球半徑為R,地球表面重力加速度1為g.對接成功后神舟十號"和天宮一號”一起繞地球運行的軌道可視為圓軌道，軌道離地球表面高度約為1-19R,運行周期為T,則（）A.對接成功后，神舟十號”

15、飛船里的宇航員受到的重力為零B.對接成功后，神舟十號”飛船的加速度為gC.對接成功后，神舟十號”飛船的線速度為等19 ID.地球質(zhì)量為（20）3 4R3 19 GI【答案】D解析 對接成功后，神舟十號”飛船里的宇航員受到的重力不為零，故A錯誤；根據(jù)GMm=ma得，2 =攀，根據(jù)GMmmg得，g=GM",由題意知，=20尺可知a= 36g,故B錯誤；對接成功后，神舟十號”飛船RR194UU2兀張，2，23，2的線速度 v=,故 C 錯誤；根據(jù) Gm- = mr2得，地球的質(zhì)量 M =一叫2 =（2）3R3,故 DT 19Tr TGT19' GT正確.13、2U15年3月，美國宇

16、航局的 蓿使”號水星探測器按計劃將隕落在水星表面，工程師找到了一種聰明的 辦法，能夠使其壽命再延長一個月.這個辦法就是通過向后釋放推進系統(tǒng)中的高壓氨氣來提升軌道.如圖所示,設(shè)釋放氮氣前，探測器在貼近水星表面的圓形軌道I上做勻速圓周運動，釋放氨氣后探測器進入橢圓軌道 n上，忽略探測器在橢圓軌道上所受外界阻力.則下列說法正確的是（）A.探測器在軌道I和軌道n上 A點加速度大小不同B.探測器在軌道I上 A點運行速率小于在軌道n上 B點速率C.探測器在軌道n上某點的速率可能等于在軌道I上速率D.探測器在軌道n上遠離水星過程中，引力勢能和動能都減少 【答案】C解析 探測器在軌道I和軌道n上A點所受的萬有

17、引力相同，根據(jù)F= ma知，加速度大小相同，故A錯誤；根據(jù)開普勒第二定律知探測器與水星的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相同，則知A點速率大于B點速率，故B錯誤；在圓軌道 A實施變軌成橢圓軌道是做逐漸遠離圓心的運動，要實現(xiàn)這個運動必須萬有引力小于 飛船所需向心力，所以應(yīng)給飛船加速，故在軌道n上速度大于A點在I速度/GM，在n遠地點速度最小為、眄M,故探測器在軌道n上某點的速率在這兩數(shù)值之間，則可能等于在軌道I上的速率、口,故C;rB: rA正確.探測器在軌道n上遠離水星過程中，引力勢能增加，動能減小，故D錯誤.14、如圖所示， 嫦娥”三號探測器發(fā)射到月球上要經(jīng)過多次變軌，最終降落到月球表面上，其中軌

18、道I為圓形，軌道H為橢圓.下列說法正確的是（）A.探測器在軌道i的運行周期大于在軌道n的運行周期B.探測器在軌道I經(jīng)過 P點時的加速度小于在軌道n經(jīng)過P點時的加速度C.探測器在軌道I運行時的加速度大于月球表面的重力加速度D.探測器在P點由軌道I進入軌道n必須點火加速 【答案】ar3解析 根據(jù)開普勒第三定律知，卓=k,因為軌道I的半徑大于軌道n的半長軸，則探測器在軌道I的運行周期大于在軌道n的運行周期，故A正確；根據(jù)牛頓第二定律知，a=詈，探測器在軌道I經(jīng)過 P點時的加速度等于在軌道n經(jīng)過 P點時的加速度，故 B錯誤；根據(jù)GMMm= ma知，探測器在軌道I運行時的加速 度2=詈，月球表面的重力加速度g=GRMl,因為r>R,則探測器在軌道I運行時的加速度小于月球表面的重力加速度，故C錯誤.探測器在P點由軌道I進入軌道n需減速，使得萬有引力大于向心力， 做近心運動，故D錯誤.15、引力波的發(fā)現(xiàn)證實了愛因斯坦100年前所做的預(yù)測.1974年發(fā)現(xiàn)了脈沖雙星間的距離在減小就已間接地證明了引力波的存在.如果將該雙星系統(tǒng)簡化為理想的圓周運動模型，如圖所示，兩星球在相互的萬有引力 作用下，繞O點做勻速圓周運動.由于雙星間的距離減小