备考2019年高考物理一轮专题：第18讲万有引力定律与航天_试卷库

备考2019年高考物理一轮专题：第18讲万有引力定律与航天

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一、单选题（共10小题）

1、土星最大的卫星叫“泰坦”（如图），每天绕土星一周，其公转轨道半径为1.2×10⁶km。已知引力常量G=3.67×10^-11N.m²/kg² ，则土星的质量约为（）

A . 5×10¹⁷kg B . 5×10²⁶kg C . 7×10³³kg D . 4×10³⁶kg

2、2020年前我国将发射 $\text{[math]}$ 颗海洋系列卫星，包括 $\text{[math]}$ 颗海洋动力环境卫星和 $\text{[math]}$ 颗海陆雷达卫星，以加强对黄岩岛、钓鱼岛及西纱群岛全部岛屿附近海域的监测。假设海陆雷达卫星绕地球做匀速圈周运动的轨道半径是海洋动力环境卫星的 $\text{[math]}$ 倍，则（）

A . 海陆雷达卫星的运行速度是海洋动力环境卫量的 $\text{[math]}$ 倍 B . 海陆雷达卫星的角速度是海洋动力环境卫星的 $\text{[math]}$ 倍 C . 海陆雷达卫星的周期是海洋动力环境卫星的 $\text{[math]}$ 倍 D . 海陆雷达卫星的向心力是海洋动力环境卫量的 $\text{[math]}$ 倍

3、土星与太阳的距离是火星与太阳距离的6倍多。由此信息可知（）

A . 土星的质量比火星的小 B . 土星运行的速率比火星的小 C . 土星运行的周期比火星的小 D . 土星运行的角速度大小比火星的大

4、对于质量 $\text{[math]}$ 和质量为 $\text{[math]}$ 的两个物体间的万有引力的表达式 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . m₁和m₂所受引力总是大小相等的 B . 当两物体间的距离r趋于零时，万有引力无穷大 C . 当有第三个物体m₃放入之间时，m₁和m₂间的万有引力将增大 D . 所受的引力性质可能相同，也可能不同

5、2017年9月12日，“天舟一号”货运飞船顺利完成了与“天宫二号”空间实验室的自主快速交会对接试验，对接后形成的组合体仍沿“天宫二号”空间实验室原来的轨道(可视为圆轨道)运动.下列说法正确的是（）

A . 与“天宫二号”空间实验室单独运行时相比，组合体运行的速率变小 B . 与“天宫二号”空间实验室单独运行时相比，组合体运行的周期变大 C . “天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室对接前在同一轨道上运行，货运飞船加速追上空间实验室实现对接 D . “天舟一号”货运飞船先在比“天宫二号”空间实验室低的轨道上加速，逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接

6、设地球表面处重力加速度为g，地球半轻为R，在地球赤道平面上距地面高度为2R处的重力加速度为g’，则 $\text{[math]}$ 等于（）

A . 0.25 B . 0.5 C . 4 D . 9

7、有一颗行星，其近地卫星的线速度大小为v，假设宇航员在该行星表面上做实验，宇航员站在正以加速度a匀加速上升的电梯中，用弹簧测力计悬挂质量为m的物体时，看到弹簧测力计的示数为F.已知引力常量为G，则这颗行星的质量是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

8、已知地球半径为 R，静置于赤道上的物体随地球自转的向心加速度为 a，地球同步卫星做匀速圆周运动的轨道半径为 r，向心加速度大小为 a0，引力常量为 G。以下结论正确的是（）

A . 地球质量 $\text{[math]}$ B . 地球质量 $\text{[math]}$ C . 向心加速度之比 $\text{[math]}$ D . 向心加速度之比 $\text{[math]}$

9、嫦娥三号任务是我国探月工程绕、落、回三步走中的第二步，嫦娥三号分三步实现了在月球表面平稳着陆。一、从100公里×100公里的绕月圆轨道上，通过变轨进入100公里×15公里的绕月椭圆轨道；二、着陆器在15公里高度开启发动机反推减速，进入缓慢的下降状态，到100米左右着陆器悬停，着陆器自动判断合适的着陆点；三、缓慢下降到距离月面4米高度时无初速自由下落着陆。下图是嫦娥三号飞行轨道示意图（悬停阶段示意图未画出）。下列说法错误的是（）

A . 嫦娥三号在椭圆轨道上的周期小于圆轨道上的周期 B . 嫦娥三号在圆轨道和椭圆轨道经过相切点时的加速度相等 C . 着陆器在100米左右悬停时处于失重状态 D . 着陆瞬间的速度一定小于9m/s

10、举世瞩目的“神舟”十号航天飞船的成功发射，显示了我国航天事业取得的巨大成就．已知地球的质量为M，引力常量为G，设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则飞船在圆轨道上运行的速率为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

二、多选题（共5小题）

1、2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面处的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的（）

A . 密度 B . 向心力的大小 C . 离地高度 D . 线速度的大小

2、2017年10月16日，南京紫金山天文台对外发布一项重大发现，我国南极巡天望远镜追踪探测到首例引力波事件光学信号，关于引力波，早在1916年爱因斯坦基于广义相对论预言了其存在，1974年拉塞尔豪尔斯和约瑟夫泰勒发现豪尔斯-泰勒脉冲双星，这双星系统在相互公转时，由于不断发射引力波而失去能量，因此逐渐相互靠近，这现象为引力波的存在提供了首个间接证据，上述叙述中，若不考虑豪尔斯-泰勒脉冲双星质量的变化，则关于豪尔斯-泰勒脉冲双星的下列说法正确的是（）

A . 脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期逐渐变小 B . 脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期不变 C . 脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但其比值保持不变 D . 若测出脉冲双星相互公转的周期，就可以求出双星的总质量

3、“高分四号”卫星是中国首颗地球同步轨道高分辨率遥感卫星.已知“高分四号”卫星距离地面的高度为 $\text{[math]}$ ，地球的半径为 $\text{[math]}$ ，地球表面的重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，万有引力常量为 $\text{[math]}$ .下列说法正确的是（）

A . “高分四号”卫星运动的周期为 $\text{[math]}$ B . “高分四号“卫星运行的线速度大小为 $\text{[math]}$ C . “高分四号”卫星轨道处的重力加速度大小为 $\text{[math]}$ D . 地球的平均密度为 $\text{[math]}$

4、2016年1月11日，中国正式立项首次火星探测任务，并将于2020年左右发射一颗火星探测卫星。假定颗探测卫星绕火星做匀速圆周运动的速度大小为v，这颗卫星在地球表面的发射速度为 $\text{[math]}$ ，则以下关系正确的是（）

A . v跟地球的质量与半径均无关 B . v=7.9km/s C . 7.9km/s< $\text{[math]}$ <11.2km/s D . 11.2km/s< $\text{[math]}$ <16.7km/s

5、假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是（）

A . 地球的向心力变为缩小前的一半 B . 地球的向心力变为缩小前的 $\text{[math]}$ C . 地球绕太阳公转线速度大小与缩小前的相同 D . 地球绕太阳公转线速度大小变为缩小前的一半

三、综合题（共5小题）

1、“天宫一号”是我国自主研发的目标飞行器，是中国空间实验室的雏形。2013年6月，“神舟十号”与“天宫一号”成功对接，6月20日3位航天员为全国中学生上了一节生动的物理课。已知“天宫一号”飞行器运行周期T，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，“天宫一号”环绕地球做匀速圆周运动，万有引力常量为G。求：

(1)地球的密度；

(2)地球的第一宇宙速度v；

(3)“天宫一号”距离地球表面的高度。

2、“天宫一号” 是我国自主研发的目标飞行器，是中国空间实验室的雏形，2017年6月，“神舟十号”与“太空一号”成功对接。现已知“太空一号”飞行器在轨运行周期为To，运行速度为 $\text{[math]}$ ，地球半径为R，引力常量为G.假设“天宫一号”环绕地球做匀速圖周运动，求：

(1)“天宫号”的轨道高度h.

(2)地球的质量M.

3、已知地球同步卫星到地面的距离为地球半径的6倍，地球半径为R，地球视为均匀球体，两极的重力加速度为g，引力常量为G，求：

(1)地球的质量；

(2)地球同步卫星的线速度大小。

4、地球的两颗人造卫星质量之比m₁∶m₂=1∶2，轨道半径之比r₁∶r₂=1∶4.

求：

(1)线速度之比；

(2)角速度之比；

(3)向心力之比.

5、如图所示是一种测量重力加速度g的装置。在某星球上，将真空长直管沿竖直方向放置，管内小球以某一初速度自O点竖直上抛，经t时间上升到最高点，OP间的距离为h ，已知引力常量为G ，星球的半径为R；求：

(1)该星球表面的重力加速度g；

(2)该星球的质量M；

(3)该星球的第一宇宙速度v₁。