备考2020年高考物理一轮复习：17 万有引力定律与航天

更新时间：2019-11-06 浏览次数：282 类型：一轮复习

一、单选题

1. 2019年5月，我国第45颗北斗卫星发射成功。已知该卫星轨道距地面的高度约为36000km，是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右，则（）

A . 该卫星的速率比“天宫二号”的大 B . 该卫星的周期比“天宫二号”的大 C . 该卫星的角速度比“天宫二号”的大 D . 该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大

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2. (2019高二下·杭州期末) 如图所示，在轨飞行两年多的“天宫二号”太空实验室目前状态稳定，将于2019年7月后受控离轨。天宫二号绕地飞行一圈时间约为90min，而地球同步卫星绕地球一圈时间为24h，根据此两个数据不能求出的是（）

A . 天宫二号与地球同步卫星的角速度之比 B . 天宫二号与地球同步卫星的离地高度之比 C . 天宫二号与地球同步卫星的线速度之比 D . 天宫二号与地球同步卫星的向心加速度之比

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3. (2019高三上·湖南月考) 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（）

A . a的向心加速度等于重力加速度g B . 线速度关系v_a＞v_b＞v_c＞v_d C . d的运动周期有可能是20小时 D . c在4个小时内转过的圆心角是 $\text{[math]}$

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4. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的加速度减小为原来的 $\text{[math]}$ ，卫星仍做匀速圆周运动，则（）

A . 卫星的速度减小为原来的 $\text{[math]}$ B . 卫星的角速度减小为原来的 $\text{[math]}$ C . 卫星的周期增大为原来的2倍 D . 卫星受到的引力减小为原来的 $\text{[math]}$

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5. (2019高一下·绵阳期末) 2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫星。该导航卫星在P点（轨道1与轨道2的切点）点火变轨，由近地圆轨道1变为椭圆轨道2，然后在Q点（轨道2与轨道3的切点）点火变轨，由椭圆轨道2变为椭圆轨道3，如图所示。则该导航卫星（）

A . 沿圆轨道1通过P点的加速度小于沿椭圆轨道2通过P点的加速度 B . 沿圆轨道1通过P点的速度小于沿椭圆轨道2通过P点的速度 C . 沿椭圆轨道2通过Q点的速度大于沿椭圆轨道3通过Q点的速度 D . 沿椭圆轨道2通过Q点的加速度大于沿椭圆轨道3通过Q点的加速度

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6. (2019高一下·湖州期末) 如图，A、B为地球的两颗卫星，它们绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径满足 $\text{[math]}$ 。v、a、T、 $\text{[math]}$ 分别表示它们的环绕速度大小，向心加速度大小、周期和动能，下列判断正确的是（）

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

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7. (2020高一下·南康月考) 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（）

A . 太阳位于木星运行轨道的中心 B . 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C . 它们公转周期的平方与轨道半长轴的三次方之比都与太阳质量有关 D . 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积

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8. (2019高一下·新疆期末) 脉冲星（Pulsar），又称波霎，是中子星的一种，直径大多为10千米左右，自转极快。一名女研究生，在1967年发现狐狸星座有一颗星会发出一种周期性的电波，因为这种星体不断地发出电磁脉冲信号，就把它命名为脉冲星。对于天文学家来说，发现新的、自转周期超过5.0秒的长周期射电脉冲星是一个挑战。假设某脉冲星为质量均匀分布的球体，以周期T=5.0s稳定自转，其密度最小值约为（）

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

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9. (2020·乌鲁木齐模拟) 地质勘探发现某地区表面的重力加速度发生了较大的变化，怀疑地下有空腔区域。进一步探测发现在地面P点的正下方有一球形空腔区域储藏有天然气，如图所示。假设该地区岩石均匀分布且密度为ρ，天然气的密度远小于ρ，可忽略不计。如果没有该空腔，地球表面正常的重力加速度大小为g；由于空腔的存在，现测得P点处的重力加速度大小为kg(k<1)。已知引力常量为G，球形空腔的球心深度为d，则此球形空腔的体积是（）

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

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二、多选题

10. (2019高三上·哈尔滨月考) 设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬到地球上，假定经过长时间开发后，地球仍可看作是均匀的球体，月球仍沿开发前的圆周轨道运动，则与开发前相比（）

A . 地球与月球间的万有引力将变大 B . 地球与月球间的万有引力将变小 C . 月球绕地球运动的周期将变长 D . 月球绕地球运动的周期将变短

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11. (2019高一下·深圳期末) 任何有质量的物体周围都存在引力场，万有引力是通过引力场发生作用的。引入“引力场强度”A来表示引力场的强弱和方向，质量为m的物体在距离地心r处（r大于地球半径）受到的万有引力为F，则地球在该处产生的引力场强度A= $\text{[math]}$ ，以下说法正确的是（）

A . A的单位与加速度的单位相同 B . A的方向与该处物体所受万有引力的方向一致 C . r越大，A越大 D . m越大，A越小

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12. (2022高一下·景德镇期末) 同步卫星离地心的距离为r，运行速度为 $\text{[math]}$ ，加速度 $\text{[math]}$ ，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度 $\text{[math]}$ 第一宇宙速度为 $\text{[math]}$ ，地球的半径为R，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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

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13. (2019高三上·江苏月考) 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经过M、Q到N的运动过程中（）

A . 从P到M所用的时间等于 $\text{[math]}$ 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

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14. (2019高一下·绵阳期末) “嫦娥四号”探测器绕月球做匀速圆周运动时，由天文观测可得其运行周期为T、线速度为v，已知万有引力常量为G，则由此可求出（）

A . 月球的半径 B . 月球的质量 C . “嫦娥四号”运动的轨道半径 D . “嫦娥四号”受到月球的万有引力大小

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15. (2019高一下·攀枝花期末) 如图所示，a、b是两颗质量相等，绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是（）

A . 卫星a的动能大于b的动能 B . 卫星a的动能小于b的动能 C . 卫星a的机械能大于b的机械能 D . 卫星a的机械能小于b的机械能

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16. (2019高一下·池州期末) 我国2020年将首次探测火星，将完成火星探测器围绕火星飞行、火星表面降落以及巡视探测等任务。火星是地球的“邻居”，其半径约为地球半径的 $\text{[math]}$ ，质量约为地球质量的 $\text{[math]}$ ，设火星的卫星A和地球卫星B都围绕各自的中心天体做匀速圆周运动，距离中心天体的表面距离与该中心天体的半径相等，下面说法正确的是（）

A . 卫星A、B加速度之比为2：5 B . 卫星A、B线速度之比为 $\text{[math]}$ C . 卫星角速度之比为 $\text{[math]}$ D . A、B周期之比为 $\text{[math]}$

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17. (2024高一下·福州期中) 已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M_地（引力常量G为已知）（）

A . 月球绕地球运动的周期T₁及月球到地球中心的距离R₁ B . 地球绕太阳运行周期T₂及地球到太阳中心的距离R₂ C . 人造卫星在地面附近的运行速度v₃和运行周期T₃ D . 地球绕太阳运行的速度v₄及地球到太阳中心的距离R₄

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三、综合题

18. (2019高三上·哈尔滨月考) 宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆轨道上运行。设每个星体的质量均为m。万有引力常量为G。
1. （1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期；
2. （2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？
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19. (2019高一下·深圳期末) 设想若干年后宇航员登上了火星，他在火星表面将质量为m的物体挂在竖直的轻质弹簧下端，静止时弹簧的伸长量为x，已知弹簧的劲度系数为k，火星的半径为R，万有引力常量为G，忽略火星自转的影响。
1. （1）求火星表面的重力加速度和火星的质量；
2. （2）如果在火星上发射一颗贴近它表面运行的卫星，求该卫星做匀速圆周运动的线速度和周期。
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20. (2019高一下·攀枝花期末) 2019年4月20日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第44颗北斗导航卫星。这是北斗三号系统的首颗倾斜地球同步轨道卫星。卫星进入工作轨道并进行一系列在轨测试后，将与此前发射的18颗中圆地球轨道卫星和1颗地球同步轨道卫星进行组网运行。已知中圆地球轨道卫星运行轨道距地面的高度为h ，绕地球做匀速圆周运动的加速度为a ，第44颗北斗导航卫星与地球同步轨道卫星轨道距地面的高度均为H ，地球半径为R ，求：
1. （1）第44颗北斗导航卫星绕地球做匀速圆周运动的速度大小；
2. （2）地球自转周期。
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21. (2019高二下·长沙期末) 已知地球半径为 $\text{[math]}$ 、自转周期为 $\text{[math]}$ 、地球表面重力加速度为 $\text{[math]}$ ．求：
1. （1）地球同步卫星的轨道半径；
2. （2）同步卫星线速度与第一宇宙速度的比值．
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试卷信息

小学

初中

高中

备考2020年高考物理一轮复习：17 万有引力定律与航天

副标题：

*注意事项：

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