高考物理力学知识点之万有引力与航天全集汇编附解析(2)

高考物理力学知识点之万有引力与航天全集汇编附解析(2)

一、选择题

1．人类以发射速度v1发射地球同步卫星，以发射速度v2发射火星探测器，以发射速度v3发射飞出太阳系外的空间探测器，下列说法错误的是（）

A．v1大于第一宇宙速度，小于第二宇宙

B．v2大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度

C．v3大于第三宇宙速度

D．地球同步卫星的环绕速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度

2．关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是（）

A．它的轨道可以是椭圆

B．各国发射的这种卫星轨道半径都一样

C．它不一定在赤道上空运行

D．它运行的线速度一定大于第一宇宙速度

3．如图为中国月球探测工程的形象标志，象征着探测月球的终极梦想。假想人类不断向月球“移民”，经过较长时间后，月球和地球仍可视为均匀球体，地球的总质量仍大于月球的总质量，月球仍按原轨道运行，则以下说法中正确的是（）

A．月地之间的万有引力将变大B．月球绕地球运动的周期将变小

C．月球绕地球运动的向心加速度将变大D．月球表面的重力加速度将变小

4．中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。预计2020年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则()

A．卫星a的角速度小于c的角速度

B．卫星a的加速度大于b的加速度

C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度

D．卫星b的周期大于24 h

5．设想把质量为m的物体放置地球的中心，地球质量为M，半径为R，则物体与地球间的万有引力是（）

A ．零

B ．无穷大

C ．2

Mm

G

R D ．无法确定

6．因“光纤之父”高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。假设高锟星为

均匀的球体，其质量为地球质量的1

k

倍，半径为地球半径的1q 倍，则“高锟星”表面的重

力加速度是地球表面的重力加速度的（ ）

A ．q

k

倍

B ．k q

倍

C ．2q k

倍

D ．2k q

倍

7．“太空涂鸦”技术就是使低轨运行的攻击卫星在接近高轨侦查卫星时，准确计算轨道向其发射“漆雾”弹，并在临近侦查卫星时，压爆弹囊，让“漆雾”散开并喷向侦查卫星，喷散后强力吸附在侦查卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上，使之暂时失效。下列说法正确的是( )

A ．攻击卫星在轨运行速率大于7.9 km/s

B ．攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度小

C ．攻击卫星完成“太空涂鸦”后应减速才能返回低轨道上

D ．若攻击卫星周期已知，结合万有引力常量就可计算出地球质量

8．某人造地球卫星发射时，先进入椭圆轨道Ⅰ，在远地点A 加速变轨进入圆轨道Ⅱ。已知轨道Ⅰ的近地点B 到地心的距离近似等于地球半径R ，远地点A 到地心的距离为3R ，则下列说法正确的是（ ）

A ．卫星在

B 点的加速度是在A 点加速度的3倍

B ．卫星在轨道Ⅱ上A 点的机械能大于在轨道Ⅰ上B 点的机械能

C ．卫星在轨道Ⅰ上A 点的机械能大于B 点的机械能

D ．卫星在轨道Ⅱ上A 点的动能大于在轨道Ⅰ上B 点的动能

9．2018年2月，我国500 m 口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期T =5.19 ms ，假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为

11226.6710N m /kg -⨯⋅．以周期T 稳定自转的星体的密度最小值约为（ ）

A ．93510kg /m ⨯

B ．123510kg /m ⨯

C ．153510kg /m ⨯

D ．183510kg /m ⨯

10．已知月球半径为R ，飞船在距月球表面高度为R 的圆轨道上绕月飞行，周期为T 。万

有引力常量为G ，则（ ）

A ．月球质量为23

2

16R GT π B ．月球表面重力加速度为22

32R

T

π

C ．月球密度为

2

3GT

π

D ．月球第一宇宙速度为

22R

π 11．2019年11月5日，我国成功发射了“北斗三号卫星导航系统”的第3颗倾斜地球同步轨道卫星。“北斗三号卫星导航系统”由静止地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星、中圆地球轨道卫星组成。“同步轨道”卫星的轨道周期等于地球自转周期，卫星运行轨道面与地球赤道面的夹角叫做轨道倾角。根据轨道倾角的不同，可将“同步轨道”分为静止轨道（倾角为零）、倾斜轨道（倾角不为零）和极地轨道。根据以上信息，下列说法中正确的是

A ．倾斜地球同步轨道卫星的高度大于静止地球同步轨道卫星的高度

B ．倾斜地球同步轨道卫星的线速度小于静止地球同步轨道卫星的线速度

C ．可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，静止在北京上空

D ．可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，每天同一时间经过北京上空

12．某卫星绕地球做圆周运动时，其动能为E k ，该卫星做圆周运动的心加速度为近地卫星做圆周运动向心加速度的1

9，已知地球的半径为R ，则该卫星在轨运行时受到地球引力的大小为 A ．

23K

E R

B ．3K

E R

C ．29K

E R

D ．

9K

E R

13．如图所示，地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的公转轨迹则是一个非常扁的椭圆。若已知哈雷彗星轨道半长轴约为地球公转轨道半径的18倍，哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为1r ，速度大小为1v ，在远日点与太阳中心距离为2r ，速度大小为2v ，根据所学物理知识判断下列说法正确的是

A ．哈雷彗星的公转周期约为76年

B ．哈雷彗星在近日点速度1v 小于远日点速度2v

C ．哈雷彗星在近日点加速度1a 的大小与远日点加速度2a 的大小之比

2112

2221

a v r a v r = D ．哈雷彗星在椭圆轨道上运动的过程中机械能不守恒

14．2016年2月11日，美国科学家宣布探测到了引力波，证实了爱因斯坦的预测，弥补了爱因斯坦广义相对论中缺失的最后一块“拼图”。双星的运动是引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由a 、b 两颗星体组成，这两颗星体绕它们连线中的某一点在万有引力作用做匀速圆周运动，测得a 的周期为T ，a 、b 两颗星体的距离为l ，a 、b 两颗星体的轨道半径之差为r ∆（a 星的轨道半径大于b 星的），则（ ） A ．b 星的周期为

l r

T l r

-∆+∆ B ．a 星的线速度大小为

()

l r T

π+∆