高考物理备考一轮总复习——万有引力与航天专题复习卷.docx

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1、高中物理高考备考一轮总复习万有引力与航天专题复习卷一、单选题（共7题）1如图所示是嫦娥三号奔月过程中某阶段的运动示意图，嫦娥三号沿椭圆轨道运动到近月点P处变轨进入圆轨道，嫦娥三号在圆轨道上做圆周运动的轨道半径为r，周期为T，已知引力常量为G，下列说法正确的是（）A由题给条件可求得嫦娥三号的质量B由题给条件可求得月球的第一宇宙速度C嫦娥三号在P处变轨时必须点火加速D嫦娥三号沿椭圆轨道运动过程中，可能出现速率大于月球第一宇宙速度的现象2物理学引领着人类对大自然奥秘的探索，深化着人类对大自然的认识，是技术进步的重要基础。下列说法正确的是（）A牛顿发现了著名的万有引力定律，设计了扭秤实验装置，测出了引

2、力常量B亚里土多德认为一个物体运动是需要力来维持的C爱因斯坦利用理想斜面实验，从结果出发，应用科学推理的方法，得出了“物体的运动不需要力来维持”的结论D哥白尼经过对天体运行的观测与推算，提出了“地心说”3人造地球卫星由于受到大气的阻力，其轨道半径逐渐减小，其相应的线速度和周期的变化情况是（）A线速度变大，周期变小B线速度不变，周期变小C线速度变小，周期不变D线速度变大，周期变大4宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示，若AOOB，则（）A星球A的质量一

3、定大于B的质量B星球A的线速度小于B的线速度C双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越小D双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越小52021年5月15日，我国“天问一号”携“祝融号”火星车成功登陆火星。火星周围笼罩着空气层，与地球空气层相似。若在火星表面附近将一小球由静止释放，由于空气阻力使其加速度a随位移x变化的关系如图所示。已知火星的半径为R、自转周期为T，引力常量为G，火星表面重力加速度为，忽略火星自转对重力的影响，则下列说法正确的是（）A火星的“第一宇宙速度”大于B火星的质量为C火星静止轨道卫星的轨道半径为D小球下落过程中的最大速度为62021年6月17日，神舟十二号

4、载人飞船在酒泉成功发射，并进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，飞船入轨后，按照预定程序，与天和核心舱进行自主快速交会对接对接前，神舟十二号和天和核心舱在轨运动的情形如图甲所示，对接时的情形如图乙所示，则下列说法不正确的是（ ）A甲图中，是神舟十二号，是天和核心舱B甲图中，的加速度比的加速度大C乙图中，对接时，神舟十二号的速度比在甲图中在轨运行时速度大D乙图中，对接时，神舟十二号的机械能比在甲图中在轨运行时机械能大7北京时间2020年12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。如图所示是嫦娥

5、五号卫星绕月球运行的三条轨道，轨道1是近月圆轨道，轨道2和3是变轨后的椭圆轨道。轨道1上的A点也是轨道2、3的近月点，B点是轨道2的远月点，C点是轨道3的远月点。则下列说法中不正确的是（）A卫星在轨道2的周期大于在轨道3的周期B卫星在轨道2经过B点时的速率小于在轨道1经过A点时的速率C卫星在轨道2经过A点时的加速度等于在轨道3经过A点时的加速度D卫星在轨道2上B点所具有的机械能小于在轨道3上A点所具有的机械能二、多选题（共5题）82021年1月14日消息，嫦娥五号搭载牧草种子出苗，我国牧草种子成功完成深空空间诱变试验。如图所示，嫦娥五号环月圆轨道上的A点实施变轨，进入近月的椭圆轨道，由近月点B

6、成功落月，下列关于“嫦娥五号”的说法，正确的是（）A沿轨道运行的周期大于沿轨道运行的周期B沿轨道运动至A点时，需减速才能进入轨道C沿轨道运行时，在A点的加速度大于在B点的加速度D沿轨道运行的过程中，机械能守恒9有关开普勒行星运动定律的描述，下列说法中正确的是（）A所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上B所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上C所有的行星轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等D同一行星绕太阳运动时，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等102021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕

7、、落、巡”三项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面、远火点距离火星表面，则“天问一号”（）A在近火点的加速度比远火点的小B在近火点的运行速度比远火点的大C在近火点的机械能比远火点的小D在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动11关于地球的第一宇宙速度， 下列说法正确的是（）A第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度B第一宇宙速度是人造地球卫星的最大运行速度C第一宇宙速度与地球质量无关D第一宇宙速度与地球半径有关122021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，航天员聂海胜，刘伯明、汤洪波进入天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站。对接过程如图所

8、示，天和核心舱处于半径为的圆轨道，神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道，运行周期为，通过变轨操作后，沿椭圆轨道运动到处与天和核心舱对接。则神舟十二号飞船（）A需要加速才能由轨道进入轨道B沿轨道运行的周期大于天和核心舱沿轨道运行的周期C沿轨道运动到对接点过程中，速度不断增大D沿轨道运行的周期为三、解答题（共4题）13一行星探测器从所探测的行星表面垂直升空，探测器的质量是，发动机推力为恒力，升空途中发动机突发故障关闭。探测器速度随时间的变化图象如图所示，此行星半径为。求：（1）发动机突发故障后探测器落回该行星表面所需时间；（2）该行星的卫星其第一宇宙速度大小。142021年4月29日，中国“天宫”空间

9、站天和核心舱在海南文昌发射场发射升空，并准确进入预定轨道，意味着我国载人航天工程空间站组装建设进入了新的阶段！已知天和核心舱在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球的半径为R，引力常量为G。求：（1）忽略地球的自转，地球表面的重力加速度大小；（2）地球的平均密度。15两个星球1和2组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两星中心距离为R，其运动周期为T。已知引力常量为G。(1)若星球1和2的质量分别为m1和m2，求它们各自的圆周运动半径r1和r2；(2)求双星的总质量。162020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载

10、火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星，至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年完成。其发射过程如图所示，首先将卫星送至轨道半径约为地球半径的近地轨道1，当卫星到达近地点Q时经过短暂的点火变速，然后控制卫星进入椭圆轨道2，卫星到达远地点P时再次点火变速，最后进入预定圆形轨道3运动。已知卫星在预定圆形轨道3上的轨道半径为7R，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。求（1）地球上的第一宇宙速度；（2）卫星在轨道3上的运行周期；参考答案1D【详解】A万有引力提供向心力得故根据轨道半径r，周期T，万有引力常量为G计算出月球的质量，但不能计算嫦娥三号的质量

11、，故A错误；B不知道月球的半径，所以不可求得月球第一宇宙速度，故B错误；C嫦娥三号沿椭圆轨道运动到近月点P处变轨进入圆轨道，所以嫦娥三号在P处变轨时必须点火减速，故C错误；D嫦娥三号沿椭圆轨道运动过程中，在P点的速度大于在圆轨道上的速度，而在圆轨道上的速度小于第一宇宙速度，则可能出现沿椭圆轨道运动速率大于月球第一宇宙速度的现象，故D正确；故选D。2B【详解】A牛顿发现了著名的万有引力定律，卡文迪许设计了扭秤实验装置，测出了引力常量，A错误；B亚里士多德认为一个物体运动是需要力来维持的，B正确；C伽利略利用理想斜面实验，从结果出发，应用科学推理的方法得出了“物体的运动不需要力来维持”的结论，C错

12、误；D哥白尼经过对天体运行的观测与推算，提出了“日心说”，D错误。故选B。3A【详解】由于受大气阻力，卫星运动的轨道半径逐渐缓慢减小，根据开普勒第三定律可知，该卫星运动的周期将减小。卫星运动的半径逐渐缓慢减小，每一周可以近似看作匀速圆周运动，万有引力提供向心力解得该卫星的线速度卫星运动的半径逐渐缓慢减小，可知线速度增加。故选A。4C【详解】A根据万有引力提供向心力mA2rA=mB2rB因为rArB，所以mAmB，即A的质量一定小于B的质量，故A错误；B双星运动的角速度相等，据v=r可知：因为rArB，所以vAvB，故B错误；CD设两星体间距为L，根据万有引力提供向心力公式得解得由此可知双星距离

13、一定，双星总质量越大，其转动周期越小，双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，故C正确，D错误；故选C。5D【详解】A小球刚释放时，位移为零，即可得阻力为零，加速度为，所以火星表面的重力加速度为，根据向心力公式可得可得火星的“第一宇宙速度”为A错误；B根据万有引力提供向心力，即有可得火星的质量为B错误；C根据万有引力提供向心力，即有可得火星静止轨道卫星的轨道半径为C错误；D当小球下落的速度最大时加速度为零，此时的位移为，图像与x轴围成的面积表示合力做的功，根据动能定理可得解得D正确。故选D。6C【详解】A对接过程是神舟十二号在低轨道合适的位置加速做离心运动，到达天和核心舱所在的轨

14、道与之对接，A不符合题意；B卫星绕地球做圆周运动，由可得轨道半径越小，加速度越大，B不符合题意；CD对接时，神舟十二号所在的轨道半径比甲图中神舟十二号所在的轨道半径大可得因此速度比甲图中在轨运行时速度小，甲图中需要点火加速才能进到乙图的轨道，机械能比在甲图中在轨运行时大，D不符合题意，C符合题意。故选C。7A【详解】A根据开普勒第三定律轨道2的半长轴小于轨道3的半长轴，故卫星在轨道2的周期小于在轨道3的周期，故A错误；BB点速度小于同高度处圆周运动的速度，根据“越高越慢”可以判断得出，故B正确；C在A点根据牛顿第二定律有得故卫星在同一点的加速度相等，故C正确；D由于“嫦娥五号”要由轨道2变轨到

15、轨道3，必须在A点加速，机械能增加，所以“嫦娥五号”在3轨道所具有的机械能大于在2轨道所具有的机械能，故D正确。本题选不正确的。故选A。8BD【详解】A根据开普勒第三定律可知，沿轨道运行的周期小于沿轨道运行的周期，选项A错误；B沿轨道运动至A点时，需减速做向心运动，才能进入轨道，选项B正确；C根据可得则沿轨道运行时，在A点的加速度小于在B点的加速度，选项C错误；D沿轨道运行的过程中，只有月球的引力做功，则机械能守恒，选项D正确。故选BD。9AD【详解】AB由开普勒第一定律可知，所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，B错误，A正确；C由开普勒第三定律可知，所有行星

16、的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，C错误。D由开普勒第二定律可知，同一行星绕太阳运动时，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，D正确。故选AD。10BD【详解】A根据在近火点的加速度比远火点的大，故A错误；B根据开普勒第二定律可知，在近火点的运行速度比远火点的大，故B正确；C探测器在运行过程中，只有万有引力做功，其机械能守恒，故C错误；D在近火点通过减速，可使探测器做近心运动，可实现绕火星做圆周运动，故D正确；故选BD。11ABD【详解】第一宇宙速度是指围绕地球表面运行的卫星的速度，根据可知可知第一宇宙速度是人造地球卫星的最大运行速度，是人造地球卫星的最小发射速度，第

17、一宇宙速度与地球质量和地球的半径都有关。故选ABD。12AD【详解】A由低轨道进入高轨道，即由轨道进入轨道需要加速做离心运动，A正确；B根据开普勒第三定律，轨道的轨道半径小于轨道的轨道半径，则沿轨道运行的周期小于天和核心舱沿轨道运行的周期，B错误；C神舟十二号载人飞船沿轨道运动到对接点过程中，根据开普勒第二定律，速度越来越小 ，C错误；D根据开普第三定律解得D正确。故选AD。13（1）；（2）【详解】探测器上升的最大高度为该星球表面重力加速度大小为最高点开始做自由落体运动，自由落体运动时间为t，则有解得发动机故障后探测器落回地面总时间（2）行星表面的万有引力等于重力，有卫星所受万有引力提供向心

18、力，有解得14（1）；（2）【详解】（1）设天和核心舱在轨的质量为m，地球的质量为M，天和核心舱在轨飞行时，根据万有引力提供向心力有忽略地球的自转，设地球表面的重力加速度大小为g，质量为的物体受到的重力等于地球对该物体的万有引力，则联立解得（2）地球的密度为地球的体积联立解得15(1)，；(2)【详解】(1)(2)设两星质量分别为m1和m2，都绕连线上O点作周期为T的圆周运动，星球1和星球2到O的距离分别为r1和r2。由万有引力定律提供向心力：对 m1对m2由几何关系知r1+r2=R三式联立解得16（1）；（2）【详解】（1）地球上的第一宇宙速度，由万有引力提供向心力在地面上，质量为的物体受到的重力与万有引力相等联立解得（2）在预定圆形轨道3上的轨道半径r=7R，由万有引力提供向心力结合即得