2019高考物理二轮复习第5讲万有引力与天体运动专题训练(答案精解精析)

第5讲万有引力与天体运动

选择题(每小题6分,共84分)

1.(2018北京密云一模)GPS导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,它由周期约为12小时的卫星群组成。则GPS导航卫星与地球同步卫星相比( )

A.地球同步卫星的角速度大

B.地球同步卫星的轨道半径小

C.GPS导航卫星的线速度大

D.GPS导航卫星的向心加速度小

2.(2018北京理综,17,6分)若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证( )

A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602

B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602

C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6

D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60

3.(2018宁夏银川一模,3)过去几千年来,人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内,行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径的1

20

。该中心恒星的质量与太阳的质量的比值约为( )

A.1

10

B.1

C.5

D.10

4.登上火星是人类的梦想,“嫦娥之父”欧阳自远透露:中国计划于2020年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动,忽略行星自转影响。根据表,火星和地球相比( )

行星半径/m 质量/kg

轨道半径

/m

地球6.4×1066.0×102

4

1.5×1011

火星3.4×1066.4×102

3

2.3×1011

A.火星的公转周期较小

B.火星做圆周运动的加速度较小

C.火星表面的重力加速度较大

D.火星的第一宇宙速度较大

5.双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后,两星总质量变为原来的k 倍,两星之间的距离变为原来的n 倍,则此时两星做圆周运动的周期为 ( ) A.√n 3

n 2T B.√n 3

n T C.√n 2

n T D.√n

n T

6.近年来,火星探索计划不断推进。如图所示,载人飞行器从地面发射升空,经过一系列的加速和变轨,在到达“近火星点”Q 时,需要及时制动,使其成为火星的卫星。之后,又在绕火星轨道上的“近火星点”Q 经过多次制动,进入绕火星的圆形工作轨道Ⅰ,最后制动,实现飞行器的软着陆,到达火星表面。下列说法正确的是( )

A.飞行器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上均绕火星运行,所以具有相同的机械能

B.由于轨道Ⅰ与轨道Ⅱ都是绕火星运行,故飞行器在两轨道上运行具有相同的周期

C.飞行器在轨道Ⅲ上从“远火星点”P 到Q 的过程中,火星对飞行器的万有引力做正功

D.飞行器经过轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的Q 时速率相同

7.(2018山西太原一模)我国即将展开深空探测,计划在2020年通过一次发射,实现火星环绕探测和软着陆巡视探测,已知太阳的质量为M,地球、火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径分别为R 1和R 2,速率分别为v 1和v 2,地球绕太阳运行的周期为T 。当质量为m 的探测器被发射到以地球轨道上的A 点为近日点,火星轨道上的B 点为远日点的轨道上围绕太阳运行时(如图),只考虑太阳对探测器的作用,则( )

A.探测器在A 点的加速度为n 12

n 1

B.探测器在B 点的加速度为

4nn

(n 1+n 2)

2

C.探测器在B 点的动能为1

2m n 22

D.探测器沿椭圆轨道从A 飞行到B 的时间为1

2(

n 1+n 2n 1

)3

2

T

8.(2018江西上饶六校一联)(多选)2017年11月8日,“雪龙号”极地考察船驶离码头,开始了第34次南极考察之旅。“雪龙号”极地考察船在由我国驶向南极的过程中,经过赤道时测得某物体的重力是G 1;在南极附近测得该物体的重力为G 2。已知地球自转的周期为T,引力常量为G 。假设地球可视为质量分布均匀的球体,且海水的密度和船的总质量均不变,由此可知( )

A.“雪龙号”考察船在南极时的吃水深度与在赤道时相同

B.“雪龙号”考察船在南极时的吃水深度比在赤道时大

C.地球的密度为

3πn 2

nn 2(n 2-n 1)

D.当地球的自转周期为√

n 2-n 1

n 2

T 时,放在地球赤道地面上的物体不再对地面有压力

9.(多选)假设地球可视为质量分布均匀的球体。已知地球表面两极处的重力加速度大小为g 0,地球的半径为R,地球的自转周期为T,引力常量为G,由此可知( ) A.地球的质量为

n 0R

n

B.地球表面赤道处的重力加速度大小为g 0-4π2R

n 2

C.近地卫星在轨运行的加速度大小为g 0

D.地球同步卫星在轨道上运行的加速度大小为√

16π4n 0n 2

n 4

3

10.(2018山东菏泽一模)(多选)某天文爱好者想计算地球表面到月球表面的距离,他通过查阅,知道了地球质量M 、半径R 、表面重力加速度g 1,月球半径r 、表面重力加速度g 2,月球绕地球运动的线速度v 、月球绕地球运动的周期T,光的传播速度c,引力常量G 。用激光器向位于头顶正上方的月球表面发射出激光光束,经过t 时间接收到从月球表面反射回来的激光信号,该天文爱好者利用以上数据得出了多个计算地球表面与月球表面之间的距离s 的表达式,其中正确的是( ) A.s=12ct B.s=nn

2π-r-R

C.s=√nnn 2

4π23

-r-R D.s=√n 2n 2

n

2

4π

2

3

-r-R 11.(2018江西上饶模拟)太空中进行开采矿产资源项目,必须建立“太空加油站”。假设“太空加油站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行,其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一,且运行方向与地球自转方向一致。下列说法中正确的是( )

A.“太空加油站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度

B.“太空加油站”运行的速度大小等于同步卫星运行速度大小的√10倍

C.站在地球赤道上的人观察到“太空加油站”向西运动