1、試卷第 =page 1 1頁，共 =sectionpages 3 3頁2023屆高考一輪復習 專題五 萬有引力與航天 鞏固提升練6（含解析）一、單選題1有關開普勒三大定律，結合圖像，下面說法正確的是（）A太陽既是火星軌道的焦點，又是地球軌道的焦點B地球靠近太陽的過程中，運行速度的大小不變C在相等時間內，火星和太陽的連線掃過的面積與地球和太陽的連線掃過的面積相等D火星繞太陽運行一周的時間比地球繞太陽一周用的時間的短22013年12月2日1時30分，嫦娥三號探測器由長征三號乙運載火箭從西昌衛星發射中心發射，首次實現月球軟著陸和月面巡視勘察。嫦娥三號的飛行軌道示意圖如圖所示。假設嫦娥三號在環月段圓軌

2、道和橢圓軌道上運動時，只受到月球的萬有引力，則（）A若已知嫦娥三號環月段圓軌道的半徑、運動周期和引力常量，則可算出月球的密度B嫦娥三號由環月段圓軌道變軌進入環月段橢圓軌道時，應讓發動機點火使其減速C嫦娥三號在環月段橢圓軌道上P點的速度大于Q點的速度D嫦娥三號在動力下降階段，其引力勢能增大3空間站在地球外層的稀薄大氣中繞行，因氣體阻力的影響，軌道高度會發生變化。空間站安裝有發動機，可對軌道進行修正。圖中給出了國際空間站在2020.022020.08期間離地高度隨時間變化的曲線，則空間站（）A繞地球運行速度約為2.0km/sB繞地球運行速度約為9.0km/sC若要增加空間站高度，應開啟發動機，朝運

3、動方向噴氣D3月份發動機肯定工作過一段時間4下列說法正確的是（）A在探究太陽對行星的引力規律時，我們引用了公式，這個關系式是開普勒第三定律，是可以在實驗室中得到證明的B在探究太陽對行星的引力規律時，我們引用了公式 ，這個關系式實際上是牛頓第二定律，是可以在實驗室中得到驗證的C在探究太陽對行星的引力規律時，我們引用了公式 ，這個關系式實際上是勻速圓周運動的速度定義式D在探究太陽對行星的引力規律時，使用的三個公式，都是可以在實驗室中得到證明的5“雙星系統”是指在相互間萬有引力的作用下，繞連線上某點O做勻速圓周運動的兩個孤立星球組成的系統。如圖所示，若忽略其他星球的影響，可以將A星球和B星球看成“雙

4、星系統”。已知A星球的公轉周期為T，A星球和B星球之間的距離為L，B星球表面重力加速度為g，半徑為R，引力常量為G，不考慮B星球的自轉。則（）AA星球和B星球的質量之和為BA星球的質量為CA星球和B星球的動量大小相等DA星球和B星球的加速度大小相等6北斗衛星導航系統是由24顆中圓地球軌道衛星、3顆地球靜止同步軌道衛星和3顆地球傾斜同步軌道衛星共30顆衛星組成.已知地球半徑為R，表面重力加速度為g，兩種地球同步衛星到地心的距離均為kR，中圓地球軌道衛星周期為同步衛星的一半，如圖所示。有關傾斜地球同步軌道衛星A與中圓地球軌道衛星B，下列說法正確的是（）A中圓地球軌道衛星B加速度大小為B傾斜地球同步

5、軌道衛星A與中圓地球軌道衛星B線速度大小之比為C某時刻兩衛星相距最近，則再經12小時兩衛星間距離為D中圓地球軌道衛星B的動能大于傾斜地球同步軌道衛星A的動能72020年我國航天取得了一系列重大成就：載人航天、探月探火、北斗導航，2021年將安排超過40次宇航發射任務，其中發射空間站核心艙是重頭戲，這標志著我國新一代空，間站建設工作的開啟。假定某北斗衛星和建成后的天宮空間站在距地表高度分別為h1和h2的圓軌道上運行時，周期分別為T1和T2視地球為質量分布均勻的球體，忽略地球自轉的影響，萬有引力常量為G。利用上述數據可計算出（）A地球表面的重力加速度B北斗衛星的動量大小C天宮空間站受地球引力的大小

6、D北斗衛星與天宮空間站的質量比8目前，在地球周圍有許多人造地球衛星繞著它運轉，其中一些衛星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小。若衛星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是（）A衛星的動能逐漸減少B由于地球引力做正功，引力勢能一定增加C由于氣體阻力做負功，地球引力做正功，機械能保持不變D衛星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減少量9北京冬奧會開幕當天，正在執行我國首個行星際探索任務的“天問一號”探測器，與五星紅旗、北京冬奧會和冬殘奧會會徽的同框照片傳回地球，送上了一份“最高”的冬奧禮物。我國“天問一號”火星探測器于2020年7月首先發射進入地球軌道，然

7、后擇機進入霍曼轉移軌道，經過259天的太空旅行，成功到達火星并被火星捕獲，現正在火星地面上進行各項研究探測活動。如圖所示是天問一號發射軌跡示意圖，已知火星的公轉周期為1.8年，下列說法正確的是（）A從火星與地球相距最近至下一次相距最近所需時間約為2.25年B“天問一號”在地球軌道上的發射速度大于7.9km/s小于11.2km/sC“天問一號”在地球軌道上需要減速才能進入霍曼轉移軌道D“天問一號”選擇在海南文昌發射場發射，是為了避免地球自轉線速度的影響10下列關于萬有引力和萬有引力定律的理解正確的是（）A不能看作質點的兩物體間不存在相互作用的引力B只有天體間的引力才能用計算C由知，兩質點間距離r

8、減小時，它們之間的引力增大D引力常量的大小首先是由牛頓測出來的，且等于6.6710-11 Nm2/kg2112021年9月7日，我國用長征四號運載火箭成功將高分五號02星發射升空，高分五號02星具有很高的光譜分辨率，能大幅提升我國對地觀測水平。若高分五號02星繞地球做圓周運動，離地面的高度為h，地球半球為R，地球表面處重力加速度為g，則（）A該衛星的線速度為B該衛星的角速度為C該衛星的周期為D該衛星的加速度為12下列說法正確的是（）A卡文迪什通過實驗測出了萬有引力常量GB牛頓提出所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓C庫侖發現了庫侖定律并測出了靜電力常量kD赫茲發現了電磁感應現象，總結出了產生感應電

9、流的條件二、多選題13宇宙中有兩顆相距無限遠的恒星、，半徑均為。如圖分別是兩顆恒星周圍行星的公轉周期與公轉半徑的關系圖象，則（）A恒星的質量大于恒星的質量B恒星的密度小于恒星的密度C恒星的第一宇宙速度大于恒星的第一宇宙速度D距兩恒星表面高度相同的行星，的行星向心加速度較小14如圖所示，a為地球赤道上的物體，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛星，c為地球同步衛星。關于a、b、c做勻速圓周運動的說法正確的是（）A向心力關系為B周期關系為C線速度的大小關系為D向心加速度的大小關系為15如圖所示，A、B兩星球為雙星系統，相距為L，圍繞某定點O（未畫出）做圓周運動，質量之比為，兩星球半徑遠小于L。

10、沿A、B連線從星球A向B以某一初速度發射一探測器，只考慮星球A、B對探測器的作用，假設彈射器初速度足夠大，可以到達B星球，下列說法正確的是（）A探測器在距星球A為處加速度為零B雙星的總質量一定，若雙星之間的距離增大，其轉動周期變大C若探測器能到達星球B，其速度可能恰好為零DA、B兩星球繞定點O做勻速圓周運動，動能之比為三、解答題16“玉兔號”月球車與月球表面的第一次接觸實現了中國人“奔月”的偉大夢想。“玉兔號”月球車在月球表面做了一個實驗，將物體以速度豎直上拋，落回拋出點的時間為t，已知月球半徑為R，自轉周期為T，引力常量為G。求：（1）月球表面重力加速度的大小：（2）月球的第一宇宙速度的大小

11、；（3）月球同步衛星離月球面高度。17我國計劃于2030年實現載人登月。假若你有幸成為登月的宇航員，到那時，你就有機會在月球上進行一系列的物理實驗。已知引力常量G和月球半徑R。（1）若手頭有一質量為m的砝碼和一個彈簧測力計，你能測出月球的質量嗎？若能，請推導出月球質量的表達式（要有原始方程）；（2）你還能設計出一個測月球質量的其他方案嗎？請簡述你的設計（用到的器材自選）。答案第 = page 1 1頁，共 = sectionpages 2 2頁參考答案1A【解析】【詳解】A根據開普勒第一定律可知，所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上，故A正確；BC根據開普勒第二定

12、律可知，對同一個行星而言，行星與太陽的連線在相同時間內掃過的面積相等，且行星在此橢圓軌道上運動的速度大小不斷變化，離太陽越近速率越大，所以地球靠近太陽的過程中，運行速率將增大，故BC錯誤；D根據開普勒第三定律可知，所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等。由于火星的半長軸比較大，所以火星繞太陽運行一周的時間比地球的長，故D錯誤。故選A。2B【解析】【詳解】A由于不確定月球的半徑，根據密度公式，無法求月球的密度，選項A錯誤；B嫦娥三號在進行變軌時，改變衛星的速度，此時萬有引力不變，要做向心運動，故應讓發動機點火使其減速，選項B正確；C根據開普勒定律可知：近月點的速度大于遠月點

13、的速度，即，選項C錯誤；D嫦娥三號在動力下降階段，引力做正功，引力勢能減小，選項D錯誤。故選B。3D【解析】【詳解】AB衛星貼近地面做勻速圓周運動的線速度大小設為v1，此速度為第一宇宙速度（v1=7.9km/s）地球半徑約為6400km，設空間站離地高度為h，則解得空間站距離地面的高度約為h+R=420km+6400km=6820km則故AB錯誤；C若要增加空間站高度，由反沖原理，應開啟發動機，朝運動的反方向噴氣，故C錯誤；D由圖可以看出3月份有段時間空間站的離地高度增加，說明發動機工作了一段時間，故D正確。故選D。4B【解析】【詳解】A在探究太陽對行星的引力規律時，我們引用了公式這個關系式是

14、開普勒第三定律，是通過研究行星的運動數據推理出的，不能在實驗室中得到證明，故A錯誤；B在探究太陽對行星的引力規律時，我們引用了公式這個關系式是向心力公式，實際上是牛頓第二定律，是可以在實驗室中得到驗證的，故B正確；C在探究太陽對行星的引力規律時，我們引用了公式這個關系式不是勻速圓周運動的速度定義式，勻速圓周運動的速度定義式為故C錯誤；D三個公式中，開普勒第三定律無法在實驗室中得到驗證，故D錯誤。故選B。5C【解析】【詳解】A根據萬有引力提供向心力得兩星球質量分別為, 又兩星球質量之和為故A錯誤；B對B星球，萬有引力等于重力得則A星球質量為故B錯誤；C由A選項可知又雙星的周期和角速度相同，得動量

15、關系為即A星球和B星球的動量大小相等，故C正確；DA星球與B星球的引力大小相同，質量不同，所以加速度大小不等，故D錯誤。故選C。6C【解析】【詳解】A設中圓地球軌道衛星B的軌道半徑為，傾斜地球同步軌道衛星A的軌道半徑根據開普勒第三定律，有得由牛頓第二定律由黃金代換公式得選項A錯誤；B衛星做圓周運動線速度大小則傾斜地球同步軌道衛星A與中圓地球軌道衛星B線速度大小之比選項B錯誤；C某時刻兩衛星相距最近，即兩衛星與地心連線在一條直線上，則再過12小時中圓軌道衛星B回到原位置，但傾斜地球同步軌道衛星A位于原位置關于地心的對稱點，兩衛星間距離選項C正確；D中圓地球軌道衛星B的速度大于傾斜地球同步軌道衛星

16、A的速度，由于兩衛星質量不確定，不能比較其動能大小，選項D錯誤。故選C。7A【解析】【詳解】A對北斗衛星有對天宮空間站有聯立解得不計地球自轉影響時，地球對地面上的物體的萬有引力等于重力，即為可得帶入R和M可求出地球表面的重力加速度，故A正確；B因為北斗衛星的質量未知，故不能求得其動量的大小，故B錯誤；C因為天宮空間站的質量未知，故不能求得天宮空間站受地球引力的大小，故C錯誤；D由A選項的分析中可以看出，只能求得中心天體的質量，無法求得繞行天體的質量，故無法求得北斗衛星與天宮空間站的質量比，故D錯誤。故選A。8D【解析】【分析】【詳解】ABC由于空氣阻力做負功，衛星軌道半徑變小，地球引力做正功，

17、引力勢能一定減少，動能增加，機械能減少，故A、B、C錯誤；D根據動能定理，衛星動能增加，衛星克服阻力做的功小于地球引力做的正功，而地球引力做的正功等于引力勢能的減少量，所以衛星克服阻力做的功小于引力勢能的減少量，故D正確。故選D。9A【解析】【詳解】A地球公轉的周期為1年火星公轉周期為1.8年，從火星與地球相距最近至下一次相距最近，地球要比火星多轉一圈，則有可得從火星與地球相距最近至下一次相距最近所需時間約為年A正確；B“天問一號”最后要繞太陽公轉，此時“天問一號”已經脫離地球的吸引，因而其發射速度要達到第二宇宙速度，即大于等于，B錯誤；C“天問一號”在地球軌道上需要加速才能進入霍曼轉移軌道，

18、C錯誤；D海南文昌發射場處于我國緯度較低的位置，是地球自轉線速度較大的地方，“天問一號”在此地方隨地球自轉的線速度較大，可以利用該速度作為發射的初速度，從而節約發射所需要的能源，D錯誤。故選A。10C【解析】【詳解】AB任意兩個物體間都存在萬有引力，但萬有引力定律只適用于能看作質點的物體間的計算，故AB錯誤；C由知，兩質點間距離r減小時，它們之間的引力增大，故C正確；D引力常量的大小首先是由卡文迪許測出來的，且等于，故D錯誤。故選C。11D【解析】【詳解】A在地表附近在離地高h處該衛星的線速度為A錯誤；B在離地高h處該衛星的角速度為B錯誤；C由B項分析，及該衛星的周期為C錯誤；D在離地高h處求

19、得該衛星的加速度D正確。故選D。12A【解析】【詳解】A卡文迪什通過實驗測出了萬有引力常量G。故A正確；B開普勒提出所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，即開普勒第一定律。故B錯誤；C庫侖利用扭秤裝置發現了庫侖定律，但并沒有測出靜電力常量k的值。故C錯誤；D法拉第發現了電磁感應現象，總結出了產生感應電流的條件。故D錯誤。故選A。13BD【解析】【詳解】A根據萬有引力提供向心力則有解得越大，越大，由題圖可以看出的質量大于的質量，故錯誤；B兩顆恒星的半徑相等，則它們的體積相等，根據所以質量大的恒星的密度大于恒星的密度，故B正確；C根據萬有引力提供向心力，則有可得由于恒星的質量小于恒星的質量，所以恒星的第一宇宙速度小于恒星的第一宇宙速度，故C錯誤；D根據萬有引力提供向心力，則有可得距兩恒星表面高度相同的行星，它們的軌道半徑相等，由于恒星的質量小于恒星的質量，所以的行星向心加速度較小，故D正確；故選BD。14BC【解析】【詳解】A衛星由萬有引力充當向心力，地面上的物體則是萬有引力的分力充當向心力，但三者之間的質量關系未知，則三者的向心力無法比較，故A錯誤；B由于物體a在地球赤道上，c為同步衛星，故兩者的周期相等，而b和c同為衛星，由萬有引力充當向心力，故有解得有由上式可知，軌道半徑越大，周期越大，故衛星c的周期大于衛星b