高考物理模拟题分类训练(05期)专题05万有引力定律与航天(学生版).docx

《高考物理模拟题分类训练(05期)专题05万有引力定律与航天(学生版).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理模拟题分类训练(05期)专题05万有引力定律与航天(学生版).docx（19页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、专题05 万有引力定律与航天1(2021天津高三一模)三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示已知地球自转周期为，B的运行周期为，则下列说法正确的是()AC加速可追上同一轨道上的AB经过时间，A、B相距最远CA、C向心加速度大小相等，且小于B的向心加速度D在相同时间内，C与地心连线扫过的面积等于B与地心连线扫过的面积2(2021天津高三模拟)嫦娥工程分为三期，简称“绕、落、回”三步走。我国发射的“嫦娥三号”卫星是嫦娥工程第二阶段的登月探测器，该卫星先在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做周期为T的匀速圆周运动，再经变轨后

2、成功落月。已知月球的半径为R，引力常量为G，忽略月球自转及地球对卫星的影响。则以下说法正确的是()A物体在月球表面自由下落的加速度大小为B“嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动时的线速度大小为C月球的平均密度为D在月球上发射月球卫星的最小发射速度为3(2021济南市历城第二中学高三模拟)有A、B两颗绕地球运动的人造卫星，其轨道分别为如图所示的和，轨道为半径为R的圆，轨道为长轴等于2R的椭圆，两轨道不在同一平面内，轨道上c、d两点距离轨道垂直距离均为l且是两轨道距离最近的两点，O点为地球球心位置，已知地球质量为M，万有引力常量为G。下列说法正确的是()AA、B运行周期之比B若B经过c点时到A的距离为l

3、，则下次距离为l时B恰好经过d点C若A的运行速率为，设B经过a点时的速率为v，则D若，则B经过b点时的加速度与A的加速度之比为4：94(2021天津高三模拟)2020年11月24日，中国长征五号遥五运载火箭在文昌卫星发射中心起飞，把嫦娥五号探测器送入地月转移轨道。“嫦娥五号”飞船经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调控后进入圆形轨道，再经过系列调控使之进入准备“落月”的椭圆轨道，最终实现首次月面自动釆样封装。若绕月运行时只考虑月球引力作用，下列关于“嫦娥五号”探测器的说法正确的是()A经过轨道近月点的速度大于B从轨道经过P点时必须进行减速才能进入轨道C沿轨道和运行到P点的加速度相等D沿轨道和运

4、行的周期相同5(2021湖南邵阳市高三一模)2021年2月10日，天问一号近火制动准时开始，并被火星成功捕获后，其“绕、着、巡”的三步计划也顺利开启，发射卫星登上火星一般是利用火星与地球距离最近的机会。若已知地球和火星绕太阳公转的方向相同，轨道都近似为圆，火星公转轨道半径为地球的1.5倍，已知地球公转周期为1年。则下列说法正确的是()A火星公转周期约为地球公转周期的1.8倍B火星公转周期约为地球公转周期的3.4倍C下一次发射良机需隔约2.2年D下一次发射良机需隔约6.2年6(2021福建高三二模)2021年2月15日17时，天问一号火星探测器在“火星捕获轨道”的远火点成功实施平面机动，进入两极

5、上空的“环火星1轨道”，之后多次在近火点实施制动，进入运行周期为火星自转周期2倍的“火星停泊轨道”载荷的高分辨率相机、光谱仪等仪器将对预选着陆区地形地貌、沙尘天气等进行详查，为择机着陆火星做好准备，则天问一号()A在“火星停泊轨道”的运行周期大于它在“环火星2轨道”的运行周期B在“火星停泊轨道”从近火点向远火点运动过程机械能守恒C在“火星停泊轨道”每次经过近火点时，都在火星上同一个位置的正上空D在“火星捕获轨道”的远火点要沿捕获轨道的速度反方向点火进入“环火星1轨道”7(2021广东高三模拟)2020年11月24日，海南文昌发射场，长征五号遥五运载火箭将“嫦娥五号”探测器运送至地月转移轨道，实

6、施我国首次地外天体采样返回任务，目标是采集约2公斤月壤并送回地球。这次发射是中国探月工程中最重要的一步，它代表着中国探月工程正式完成绕、落和回的循环过程。如图所示，O点是近地点，是地球同步卫星轨道，是从地球上发射“嫦娥五号”的转移轨道，是“嫦娥五号”在近月球点P制动后的圆形轨道，M点是、轨道的交点，假定在转移轨道上经过M点前后是无动力飞行。在把“嫦娥五号”发射到月球上的过程中，下列说法正确的是()A“嫦娥五号”和地球同步卫星在M点的速度大小相等B“嫦娥五号”和地球同步卫星在M点的加速度大小相等C“嫦娥五号”刚运动到P点时的速度等于轨道上的圆周运动速度D“嫦娥五号”刚运动到P点时的速度大于轨道上

7、的圆周运动速度8(2021山东高三模拟)2020年7月23日，“天问一号”由长征五号遥四运载火箭发射升空，踏上飞往火星的旅途。若“天问一号”探测器被火星捕获后，为进入近火星轨道，经历了从椭圆轨道到圆轨道的降轨过程，如图所示。已知圆轨道离火星表面高度为H，火星的半径为R，探测器在轨道上的环绕周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是()A根据题目信息可以计算出火星的平均密度B根据题目信息可以计算出火星表面的重力加速度C探测器在轨道上运行的周期等于在轨道上运行的周期D探测器在轨道上做椭圆运动在P点时的机械能小于在Q点时的机械能9(2021辽宁抚顺市高三一模)中国的首个火星探测器天问一号抵达火星附近后

8、，于2021年2月10日进入了近火点轨道为400千米、周期约为10个火星日、倾角约为10的大椭圆环火轨道，将绕着火星飞行大约3个月的时间，于2021年56月间择机实施火星着陆。下列关于火星探测器的相关叙述正确的是()A探测器从椭圆轨道变轨到圆轨道，变轨前后探测器的机械能将减小B探测器从椭圆轨道变轨到圆轨道，变轨前后探测器的周期将减小C探测器从椭圆轨道变轨到圆轨道，变轨前后轨道相切点探测器向心加速度减小D探测器在火星上着陆，火星对探测器的作用力大于探测器对火星的作用力10(2021河北高三一模)如图所示，利用霍曼转移轨道可以将航天器从地球发送到火星。若地球和火星绕太阳公转的轨道都是圆形，则霍曼轨

9、道就是一个近日点和远日点都与这两个行星轨道相切的椭圆轨道。当航天器到达地球轨道的P点时，瞬时点火后航天器进入霍曼轨道，当航天器运动到火星轨道的Q点时，再次瞬时点火后航天器进入火星轨道。已知火星绕太阳公转轨道半径是地球绕太阳公转轨道半径的k倍，下列说法正确的是()A航天器在霍曼轨道上经过Q点时，点火减速可进入火星轨道B航天器在地球轨道上的加速度大于在火星轨道上的加速度C航天器在地球轨道上运行的线速度小于在火星轨道上运行的线速度D若航天器在霍曼轨道上运行一周，其时间为年11(2021山东枣庄市高三二模)北京时间2021年2月19日4时55分，美国“毅力号”火星车成功登陆火星。“空中起重机”和“毅力

10、号”火星车组合体到达着陆点上空处后，“空中起重机”保持大小为的速度竖直下降，同时，在着陆点上空处时，以相对“空中起重机”大小也为的速度立即(时间很短，可忽略)竖直向下释放火星车；当全长为的吊索完全释放后，组合体又立即(时间很短，可忽略)共同以的速度下降，直到火星车着陆，然后断开吊索，“空中起重机”飘离。设火星质量是地球质量的p倍，火星半径是地球半径的q倍，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。假设工作中组合体(含燃料)的总质量M保持不变，不考虑下降过程中重力的变化，工作时喷出的气体密度为，“空中起重机”共四台发动机，每台发动机喷口截面为S；下列说法正确的是()A火星表面的重力加速度大小为B匀速

11、竖直下降的过程中，发动机喷出气体相对火星表面的速度大小为C从火星车刚被释放直到火星车着陆的整个过程中，空中起重机下降的时间约为D从火星车刚被释放直到火星车着陆的整个过程中，吊索的拉力始终保持不变12(2021辽宁锦州市高三一模)如图所示是卫星绕行星不同轨道运动的图像，其中T为卫星的周期，r为卫星的轨道半径。卫星M绕行星P运动的图线是a，卫星N绕行星Q运动的图线是b，若卫星绕行星的运动可以看成匀速圆周运动，则()A卫星M在点1对应的角速度小于点2对应的角速度B卫星M在2处的线速度小于卫星N在3处的线速度C直线的斜率与行星质量无关D行星P的质量大于行星Q的质量13(2021天津高三一模)“嫦娥五号

12、”从距月面高度为的环月圆形轨道上的P点实施变轨，进入近月点为的椭圆轨道，由近月点Q落月，如图所示。关于“嫦娥五号”下列说法正确的是()A沿轨道I运动至P时，需增大速度才能进入轨道B在轨道上由P点运行到Q点的过程中，速度越来越大C沿轨道运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度D沿轨道运行的周期大于沿轨道I运行的周期14(2021北京丰台区高三一模)为了对大气二氧化碳进行全天时、高精度监测，我国研制的全球首颗搭载主动激光雷达的大气环境监测卫星，将于2021年7月出厂待发射。与地球同步轨道卫星(图中卫星1)不同，大气环境监测卫星(图中卫星2)是轨道平面与赤道平面夹角接近90的卫星，一天内环绕地球飞1

13、4圈。下列说法正确的是()A卫星2的速度大于卫星1的速度B卫星2的周期大于卫星1的周期C卫星2的向心加速度小于卫星1的向心加速度D卫星2所处轨道的重力加速度等于卫星1所处轨道的重力加速度15(2021北京海淀区高三一模)2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器在我国内蒙古中部四子王旗着陆场成功着陆，这一事件标志着我国首次月球采样任务取得圆满成功。此次任务中，为了节省燃料、保证返回器的安全，也为之后的载人登月返回做准备，返回器采用了半弹道跳跃返回方式，具体而言就是返回器先后经历两次“再入段”，利用大气层减速。返回器第一次再入过程中，除受到大气阻力外还会受到垂直速度方向的大气升力作用，使其能再次

14、跳跃到距地面高度120km以上的大气层，做一段跳跃飞行后，又再次进入距地面高度120km以下的大气层，使再入速度达到安全着陆的要求。这一返回过程如图所示。若不考虑返回器飞行中质量的变化，从以上给出的信息，可以判断下列说法中正确的是()A若没有大气层的减速作用，返回器返回着陆点时的速度等于第一宇宙速度B返回器在第一次再入段，经过轨道最低点前已开始减速C返回器在第一次再入段，经过轨道最低点时所受大气升力与万有引力大小相等D返回器从第一次再入至着陆过程中与大气摩擦产生的热量等于其第一次再入时的动能16(2021浙江温州市高三二模)2020年7月23日，我国“天问一号”火星探测器成功发射，2021年2

15、月10日，顺利进入大椭圆环火星轨道，计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆，最终实现“绕、着、巡”三大目标。已知火星质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g。质量为m的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为t、速度由v减速到零的过程，若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，忽略火星大气阻力。则下列说法正确是的()A“天问一号”探测器在绕火星运动时的加速度不变B着陆过程中，着陆器受到的制动力大小为C火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的比值约为0.6D着陆器在火星表面受到的万有引力与它在地球表面受到的万有引力的比值约为0.417(20

16、21湖南娄底市高三零模)“天问一号“预计于2021年5月中旬着陆火星，着陆前在离火星表面一定高度处的圆轨道上做匀速圆周运动并做相关探测，若“天问一号“在圆轨道上做圆周运动的周期为T。“天问一号”与火星中心连线在单位时间内扫过的面积为S，则圆轨道的半径为()ABCD18(2021湖南高三一模)2020年7月23日，我国的“天问一号”火星探测器，搭乘着长征五号遥四运载火箭成功从地球飞向了火星，如图所示为“天问一号”发射过程的示意图，从地球上发射之后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道，经变轨调整后，进入着陆准备轨道，已知“天问一号”火星探测器在轨道半径为r的环火星圆轨道上运动时，周期为，在

17、半长轴为a的着陆准备轨道上运动时，周期为，则下列判断正确的是()A“天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备轨道上运动时满足B火星的平均密度一定大于C“天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备椭圆轨道上运动经过交汇点A时，前者加速度较小D“天问一号”在环火星圆轨道上的机械能小于其在着陆准备轨道上的机械能19(2021广东高三模拟)2016年我国将择机发射“天宫二号”空间实验室，以期掌握推进剂的在轨补加技术和解决航天员中期驻留问题。随后还将发射“神舟十一号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室进行对接，逐步组建我们的空间站。若发射后的“天宫二号”和“天舟一号”对接前运行的轨道为如图所示的两

18、个圆形轨道，其中“天宫二号”在较高轨道上运行，A、B、C为两轨道同一直线上的三个点，O点为地心，现让“天舟一号”变轨加速(可简化为一次短时加速)实现二者对接，下列有关描述中正确的是()A“天舟一号”在B点加速时可在C点与“天宫二号实现对接B“天舟一号”加速后变轨对接过程中的速度一直在增大C“天舟一号”与“天宫二号”组合体的加速度大于“天舟一号”加速前的加速度D“天舟一号”与“天宫二号”组合体绕行周期大于“天舟一号”加速前的绕行周期20(2021河北高三一模)近年来我国的火星探测工程和探月工程都取得了巨大进展。已知火星和月球的半径分别为R1和R2，质量分别为M1和M2，表面重力加速度分别为g1和

19、g2，第一宇宙速度分别为v1和v2，其对应的轨道周期分别为T1和T2，则()ABCD21(2021天津南开区高三一模)我国的“神舟十一号”载人飞船已于2016年10月17日发射升空，入轨两天后，与“天宫二号”成功对接，顺利完成任务。假定对接前，“天宫二号”在如图所示的轨道3上绕地球做匀速圆周运动，而“神舟十一号”在图中轨道1上绕地球做匀速圆周运动，两者都在图示平面内顺时针运转。若“神舟十一号”在轨道1上的P点瞬间改变其速度的大小，使其运行的轨道变为椭圆轨道2，并在轨道2和轨道3的切点Q与“天宫二号”进行对接，图中P、Q、K三点位于同一直线上，则()A“神舟十一号”应在P点瞬间加速才能使其运动轨

20、道由1变为2B“神舟十一号”沿椭圆轨道2从Q点飞向P点过程中，万有引力做负功C“神舟十一号”沿椭圆轨道2从P点飞向Q点过程中机械能不断增大D“天宫二号”在轨道3上经过Q点时的速度与“神舟十一号”在轨道2上经过Q点时的速度相等22(2021河南高三二模)如图所示，如果把地球表面看成一座巨大的拱形桥，若汽车速度足够大就可以飞离地面而成为人造地球卫星。已知地球自转周期为T，赤道上的重力加速度为g赤，万有引力常量为G，地球的半径为R。则下列说法正确的是()A汽车相对地心的速度至少应为才能飞离地面B地球的质量为C地球两极处的重力加速度为D为了使汽车更容易飞离地面，汽车应该在低纬度地区自东向西加速运动23

21、(2021湖南怀化市高三一模)如图所示，我国首颗火星探测器“天问一号”在降落火星之前，将进行五次近火制动，先后在5个近火点相同但远火点不同的轨道上运行。2月24日6时29分，“天问一号”探测器成功实施第三次近火制动，由停泊调相轨道进入停泊轨道。以下关于“天问一号”在停泊调相轨道和停泊轨道运行的说法正确的是()A在两轨道的近火点的速度大小相同B在两轨道的周期相同C在两轨道的机械能相同D在两轨道的近火点加速度大小相同24(2021重庆高三二模)我国北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段由若干地球静止轨道卫星A(GEO)、倾斜地球同步轨道卫星B(IGSO)和中圆地球轨道卫星C(M

22、EO)组成，如题图所示。三类卫星都绕地球做匀速圆周运动，其中卫星B、C轨道共面，C离地高度为h，地球自转周期为T，地球半径为R，轨道半径rCvCB在轨道A、B上运动的卫星需要的向心力大小一定相等C在轨道A、C上运动的卫星周期关系为TATCD在轨道A、B、C上运动的卫星周期的平方和轨道半径三次方的比值相等35(2021北京西城区高三一模)地球刚诞生时自转周期约是8小时，因为受到月球潮汐的影响，自转在持续减速，现在地球自转周期是24小时。与此同时，在数年、数十年的时间内，由于地球板块的运动、地壳的收缩、海洋、大气等一些复杂因素以及人类活动的影响，地球的自转周期会发生毫秒级别的微小波动。科学研究指出，若不考虑月球的影响，在地球的总质量不变的情况下，地球上的所有物质满足m1r12 + m2r22 + .+ miri2 = 常量，其中m1、m2、 mi表示地球各部分的质量，r1、r2、 ri为地球各部分到地轴的距离，为地球自转的角速度，如图所示。根据以上信息，结合所学，判断下列说法正确的是()A月球潮汐的影响使地球自转的角速度变大B若地球自转变慢，地球赤道处的重力加速度会变小C若仅考虑A处的冰川融化，质心下降，会使地球自转周期变小D若仅考虑B处板块向赤道漂移，会使地球自转周期变小