2020年高考物理考點練習(xí)5.9 航天和宇宙探測(基礎(chǔ)篇)(解析版)

1、2020 年高考物理年高考物理 100 考點最新模擬題千題精練考點最新模擬題千題精練第五部分萬有引力定律和航天第五部分萬有引力定律和航天專題專題 5.9 航天和宇宙探測（基礎(chǔ)篇）航天和宇宙探測（基礎(chǔ)篇）選擇題1.（6分） （2019湖北武漢武昌5月調(diào)研）據(jù)報道，美國國家航空航天局（NASA）首次在太陽系外發(fā)現(xiàn)“類地”行星Kepler-186f.若宇航員乘坐宇宙飛船到達該行星，進行科學(xué)觀測：該行星自轉(zhuǎn)周期為T；宇航員在該行星“北極”距該行星地面附近h處自由釋放一個小球（引力視為恒力），落地時間為t.已知該行星半徑為R,萬有引力常量為G,則下列說法正確的是（）A.該行星的第一宇宙速度為 2nR/T

2、2nR/TB.該行星的平均密度為2G兀毗C.如果該行星存在一顆同步衛(wèi)星，其距行星表面高度為”忒篦D.宇宙飛船繞該星球做圓周運動的周期小于 nt.nt.晉【參考答案】B命題意圖】本題考查萬有引力定律、自由落體運動規(guī)律、牛頓運動定律與勻速圓周運動及其相關(guān)知識點?！窘忸}思路】根據(jù)h=2gt2得，行星表面的重力加速度g=2h/t2,行星的第一宇宙速度V=、：gR=選項A錯誤；根據(jù)mg=G或號得，行星的質(zhì)量M=G，行星體積V=3nRnR3,則行星的平均密度 p p=M/V=R|篤=門:Sc，選項B正確；由GmR+h）斗廠得,又GM=gR2,解得h=帶旗字46R26Rt2-R,選項C錯誤。由開普勒定律可知

3、，當宇宙飛船繞該星球表面運動時做勻速圓周運動的周期最小，最小V2hR周期為T=2nR/vi=2nR/t= =nt【方法歸納】根據(jù)自由落體運動的位移公式求出行星表面的重力加速度，與第一宇宙速度公式得出行星的第一宇宙速度；根據(jù)萬有引力等于重力求出行星的質(zhì)量，結(jié)合密度公式求出行星的平均密度；根據(jù)萬有引力提供向心力，求出行星同步衛(wèi)星的軌道半徑，從而得出同步衛(wèi)星距離行星表面的高度.解決衛(wèi)星運動類2hRt，選項D錯誤。A.a a 的周期小于 b b 的周期B.a a 的動能大于 b b 的動能問題的關(guān)鍵是利用：在星體表面萬有引力等于重力，衛(wèi)星或飛船繞星體做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力。2.（2018成

4、都一診）2016年8月16日，我國成功發(fā)射世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”，該衛(wèi)星的發(fā)射將使我國在國際上率先實現(xiàn)高速量子通信， 初步構(gòu)建量子通信網(wǎng)絡(luò)。 “墨子號”衛(wèi)星的質(zhì)量為m（約64okg） ,運行在高度為h（約500km）的極地軌道上，假定該衛(wèi)星的軌道是圓，地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R。則關(guān)于運行在軌道上的該衛(wèi)星，下列說法正確的是（）【參考答案】.D命題意圖】本題考查萬有引力定律、勻速圓周運動、牛頓運動定律、動能及其相關(guān)的知識點。Mm2兀Ghj=很+山）（T）2，在地球表面，萬有引力等于重力,/（R+h）3一_1mgR2T=2nT=2ngR，選項C錯誤；衛(wèi)星運行的動能Ek=-m

5、vmv2=?（R+山），選項D正確。3.（2018江西贛中南五校聯(lián)考）如圖所示，a a、b b 兩顆人造地球衛(wèi)星分別在半徑不同的軌道上繞地球做勻速圓周運動，則下列說法正確的是（）A.運行的速度大小為：gRB.運行的向心加速度大小為gD. 運行的動能為mgR22（R+h）名師解析】由萬有引力等于向心力，G GMm（R+h）v2=mR+hMm，在地球表面，萬有引力等于重力，G G=mg，R2聯(lián)立解得衛(wèi)星運行的速度：v=筆，選項A錯誤；根據(jù)牛頓第二定律，由萬有引力等于向心力,MmG（R+h）=ma，MmG GR2聯(lián)立解得向心加速度a=gR2（R+h選項B錯誤；由萬有引力等于向心力,MmG G=mgm

6、g,聯(lián)立解得衛(wèi)星運行的周期:R2C.運行的周期為 2n2nC.a a 的勢能小于 b b 的勢能D.a a 的加速度大于 b b 的加速度【參考答案】.AD【命題意圖】本題考查萬有引力定律、衛(wèi)星的運動及其相關(guān)的知識點，意在考查學(xué)生對人造衛(wèi)星的加速度周期和軌道的關(guān)系理解和運用相關(guān)知識解決實際問題的能力。1r3MmT=2nGM由于衛(wèi)星a的軌道半徑較小所以a的周期小于b的周期，選項A正確；由r=ma可知a a 的加速度大于 b b 的加速度，選項D正確。Mmv2GM口、由 G G=m可得v=.,；，衛(wèi)星 a a 的速度大小大于 b b 的速度大小，由于a、b兩顆衛(wèi)星質(zhì)量關(guān)系不知道,r2rYr根據(jù)動能

7、公式，無法確定兩者動能關(guān)系，選項錯誤；由于 a a、b b 兩顆衛(wèi)星質(zhì)量關(guān)系不知道，根據(jù)勢能公式,無法確定兩者勢能關(guān)系，選項錯誤；4（2018江蘇淮安宿遷質(zhì)檢）2017年4月,我國第一艘貨運飛船天舟一號順利升空，隨后與天宮二號交會對接假設(shè)天舟一號從 B B 點發(fā)射經(jīng)過橢圓軌道運動到天宮二號的圓軌道上完成交會，如圖所示已知天宮二號的軌道半徑為 r r,天舟一號沿橢圓軌道運動的周期為T，A A、B B 兩點分別為橢圓軌道的遠地點和近地點，地球半徑為 R R 引力常量為 G G.則（）A.天宮二號的運行速度小于7.9km/sB.天舟一號的發(fā)射速度大于11.2km/s參考答案】ACMmv2【名師解析】由二=mr可得線速度與半徑的關(guān)系:宇宙速度7.9km/s是近地面衛(wèi)星 （軌道半徑等于地球半徑） 的運行速度，而天宮二號軌道半徑大于地球半徑,C