届高考物理一轮复习万有引力与航天试题.docx
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届高考物理一轮复习万有引力与航天试题
2021届高考物理一轮复习万有引力与航天试题
学校:
___________姓名：
___________班级：
___________考号：
___________
一、单选题
1．关于开普勒第三定律的公式
=K，下列说法中正确的是（）
①公式只适用于绕太阳作椭圆轨道运行的行星．
②公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星（或卫星）．
③式中的K值，对所有的行星（或卫星）都相等．
④围绕不同星球运行的行星（或卫星），其K值不同．
A．①③B．②④C．③④D．①②
2．某行星的自转周期为T，赤道半径为R．研究发现，当该行星的自转角速度变为原来的2倍时会导致该行星赤道上的物体恰好对行星表面没有压力，已知引力常量为G．则
A．该行星的质量为
B．该行星的同步卫星轨道半径为
C．质量为m的物体对行星赤道地面的压力为
D．环绕该行星做匀速圆周运动的卫星的最大线速度为7.9km/s
3．第一个比较精确测量出万有引力恒量的科学家是（）
A．哥白尼B．开普勒C．牛顿D．卡文迪许
4．下列说法与物理史实相符的是（）
A．胡克发现一切物体都具有惯性
B．笛卡尔对牛顿第一定律的发现也做了贡献
C．开普勒发现太阳对行星有吸引力，且这个吸引力与太阳和行星间距离平方成反比
D．万有引力常量是牛顿用扭秤测量出来的。
5．若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越近的卫星（）
A．速度越大B．角速度越大C．向心加速度越大D．周期越大
6．历史上，首先对引力常量G做了精确测量的物理学家是（）
A．伽利略B．牛顿C．卡文迪许D．爱因斯坦
7．如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆.根据开普勒行星运动定律可知（ ）
A．火星绕太阳运行过程中，速率不变
B．火星绕太阳运行一周的时间比地球的长
C．火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大
D．地球靠近太阳的过程中，运行速率减小
8．2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）．该卫星
A．入轨后可以位于北京正上方
B．入轨后的速度大于第一宇宙速度
C．发射速度大于第二宇宙速度
D．若发射到近地圆轨道所需能量较少
9．冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆，公转周期为T0，如图。
忽略其他行星对它的影响，则（ ）
A．冥王星从A→B→C的过程中，万有引力做负功，势能减小
B．冥王星从A→B所用的时间等于
C．冥王星在A点的速率最大，万有引力的功率最大
D．冥王星从B→C→D的过程中，加速度先减小后增加
10．2020年6月23日，第55颗北斗导航卫星在西昌卫星发射中心发射成功.作为北斗三号最后一颗组网卫星，它的成功发射意味着我国已完成全球组网的任务和目标，也标志着北斗（BDS）将从亚太地区迈入全球时代，成为美国GPS之后第二个全球组网并提供服务的卫星通信系统.北斗三号导航系统由5颗静止轨道卫星（同步卫星）和30颗非静止轨道卫星组成，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星平均分布在倾角为55°的三个平面上，轨道高度约为21500km，静止轨道卫星的高度约为36000km.已知地球半径为6400km，
，下列说法中正确的是（ ）
A．质量小的静止轨道卫星的高度比质量大的静止轨道卫星的高度低
B．静止轨道卫星的向心加速度大于中轨道卫星的向心加速度
C．中轨道卫星的周期约为13h
D．中轨道卫星的线速度约为3km/s
11．下列说法不符合史实的是（）
A．第谷通过长期观察，建立了日心说
B．开普勒总结了行星运动的三大定律
C．卡文迪许测出了引力常量G，被称为“称量地球重量的人”
D．利用万有引力定律发现的海王星，被称为“笔尖下的行星
12．甲、乙两颗卫星都绕地球做匀速圆周运动，其中甲为地球的同步卫星，乙为“天宫一号”空间实验室，距地面高度大约为350km．关于这两颗卫星下列说法正确的是（ ）
A．乙的周期一定大于甲的周期
B．甲的发射速度一定大于乙的发射速度
C．甲的运行速度一定大于乙的运行速度
D．甲的向心加速度一定大于乙的向心加速度
13．首先采用“理想实验”研究运动与力关系的科学家是
A．伽利略B．牛顿C．开普勒D．亚里士多德
14．2020年3月9日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第54颗导航卫星，北斗导航工程实现2020年“开门红”。
北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星、与同步静止轨道卫星具有相同周期的地球同步倾斜轨道卫星，以及比它们轨道低一些的中轨道卫星组成。
它们均为圆轨道卫星，轨道分布情况如图所示，则（ ）
A．地球同步倾斜轨道卫星可相对静止在北京上空
B．地球同步倾斜轨道卫星的轨道高度大于同步静止轨道卫星的轨道高度
C．所有同步卫星绕地球运动的速率都一定小于中轨道卫星绕地球运动的速率
D．质量相等的中轨道卫星与同步轨道卫星相比，中轨道卫星所具有的机械能较大
15．我国于2018年11月1日成功发射了第四十一颗北斗导航卫星，是地球静止轨道卫星，此轨道的高度约36000km，地球半径约6400km．2020年，我国将发射首颗“人造月亮”，部署“人造月亮”在地球低轨道上运行，其亮度是月球亮度的8倍，可为城市提供夜间照明．假设“人造月亮”在距离地球表面约384km高度处绕地球做圆周运动，则“人造月亮”在轨道上运行时的周期约为
A．1.5hB．2.0hC．3.8hD．9.6h
16．如图所示，一颗行星和一颗彗星绕同一恒星的运行轨道分别为A和B，A是半径为r的圆轨道，B为椭圆轨道，椭圆长轴QQ′为2r．P点为两轨道的交点，以下说法正确的是（）
A．彗星和行星经过P点时受到的万有引力相等
B．彗星和行星在P处的加速度相同
C．彗星和行星经过P
点时的速度相同
D．彗星在Q′处加速度为行星加速度的1/4
17．火星是太阳的类地行星，直径约为地球的53%，质量为地球的11%。
地球绕太阳运动的半长轴记作1天文单位，火星绕太阳运动的半长轴为1.52天文单位。
“火卫一”是火星的天然卫星。
下列说法正确的是（ ）
A．月球绕地球做圆周运动的线速度比地球同步卫星的线速度大
B．在地球表面附近绕行的卫星的向心加速度是在火星表面附近绕行的卫星的向心加速度的5倍
C．火星绕太阳公转一周约为地球公转时间的两倍
D．月球绕地球做圆周运动的半径为
，周期为
。
“火卫一”绕火星做圆周运动的半径为
，周期为
，则
18．2017年下半年我国发射了北斗三号卫星．北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨，例如某次变轨，先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到椭圆轨道2上，最后由轨道2在Q处变轨进入圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点．忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是
A．该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处减速
B．该卫星在轨道从轨道1到轨道2再到轨道3，机械能逐渐增大
C．该卫星在轨道3的动能大于在轨道1的动能
D．该卫星在轨道3上经过Q点的加速度小于在轨道2上Q点的加速度
19．一质量为m的人造地球卫星在圆轨道上运行，它到地球表面的距离等于地球半径R，地球表面重力加速度为g，则
A．卫星运动的速度为
B．卫星运动的周期为
C．卫星运动的加速度为
D．卫星受到的地球引力为
20．甲、乙两颗人造地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，它们的质量之比m1：
m2=1：
2，它们圆周运动的轨道半径之比为r1：
r2=1：
2，下列关于卫星的说法中正确的是（
A．它们的线速度之比v1：
v2=
B．它们的运行周期之比T1：
T2=
：
1
C．它们的向心加速度比a1：
a2=4：
1D．它们的向心力之比F1：
F2=4：
1
二、多选题
21．如图为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则（ ）
A．A的质量一定大于B的质量
B．A的线速度一定大于B的线速度
C．L一定，M越大，T越大
D．M一定，L越大，T越大
22．按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，将开展第二步“落月”工程，预计在2013年以前完成．假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道I运动，到达轨道的A点．点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球作圆周运动．下列判断正确的是（）
A．飞船在轨道I上的运行速率v0=
B．飞船在A点处点火时，动能增大
C．飞船从A到B运行的过程中处于完全失重状态
D．飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间T=2π
三、实验题
23．我国航天计划的下一个目标是登上月球，当飞船靠近月球表面的圆形轨道绕行几圈后登陆月球，飞船上备有以下实验器材：
A．计时表一只
B．弹簧测力计一只
C．已知质量为m的物体一个
D．天平一只（附砝码一盒）．
已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量，依据测量的数据，可求出月球的半径R及月球的平均密度ρ（已知万有引力常量为G）．
（1）两次测量所选用的器材分别为______、______和______（用选项符号表示）；
（2）两次测量的物理量是______和______；
（3）用所给物理量的符号分别写出月球半径R和月球平均密度ρ的表达式R=______，ρ=______．
24．卡文迪许设计扭秤实验测定了万有引力恒量,实验中通过万有引力使石英丝扭转的办法巧妙地测量了极小的万有引力。
现有学生研究用某种材料做成的圆柱体在外力矩作用下发生扭转的规律,具体做法是：
做成长为L、半径为R的圆柱体,使其下端面固定,在上端面施加一个扭转力矩M,使上端面半径转过一扭转角
，现记录实验数据如下：
实验次数
1
1
5
5
5.1
2
2
5
5
10.0
3
2
10
5
19.9
4
2
10
10
5.0
5
3
10
5
30.2
6
3
15
5
44.9
7
4
20
15
8.9
（1）利用上表实验数据,可以采取__________________法,分别研究扭转角
与
，
与
，
与R的关系,进而得出
与
的关系是___________________________
（2）用上述材料做成一个长为
，半径为
的圆柱体，在下端面固定,上端面受到
的扭转力矩作用下，上端面将转过的角度是_____________________.
（3）若定义扭转系数
则K与R、L的关系是_______________
（4）根据上述结果，为提高实验的灵敏度，卡文迪许在选取石英丝时,应选用长度_____________（选填“长”或“短”）一点、截面__________________一点（选填“粗”或“细”）的石英丝。
四、作图题
25．“神舟”七号飞船的成功发射为我国在2010年实现探月计划﹣﹣“嫦娥工程”获得了宝贵的经验．假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运行，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，万有引力常量为G，求：
（1）飞船在轨道Ⅲ上的运行速率；
（2）飞船在轨道Ⅰ绕月球运行一周所需的时间．
（3）飞船在A点处点火后瞬间与点火前相比，速度是变大还是变小？
五、解答题
26．据报道，科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外宜居行星。
假设该行星质量约为地球质量的8倍，半径约为地球半径的2倍。
若某人在地球表面能举起
的物体，试求：
（1）人在这个行星表面能举起的物体的质量为多少？
（2）这个行星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的多少倍？
27．某课外小组经长期观测某行星及其周围的一颗卫星，观测发现，卫星绕该行星做匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T，行星的半径为R。
已知万有引力常量为G，求：
（1）该行星的平均密度；
（2）该行星的第一宇宙速度。
六、填空题
28．火星的质量和半径分别约为地球的
和
，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为__________________。
29．“笔尖下发现的行星”是______________。
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