(新高考)高考物理二輪復習專題練習：專題5《萬有引力與航天》(含答案)

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁專題5萬有引力與航天專題訓練一、單選題1．（2022·重慶·西南大學附中模擬預測）2021年11月神州十三號宇航員從“天宮號”出艙完成相關的太空作業(yè)。已知“天宮號”空間站繞地球的運行可視為勻速圓周運動，周期約為。下列說法正確的是（）A．“天宮號”的角速度比地球同步衛(wèi)星的小B．“天宮號”的線速度比地球同步衛(wèi)星的大C．宇航員出艙后處于平衡狀態(tài)D．宇航員出艙后處于超重狀態(tài)2．（2022·北京豐臺·一模）如圖所示，a為在地球赤道表面隨地球一起自轉的物體，b為繞地球做勻速圓周運動的近地衛(wèi)星，軌道半徑可近似為地球半徑。假設a與b質量相同，地球可看作質量分布均勻的球體，比較物體a和衛(wèi)星b（）A．角速度大小近似相等B．線速度大小近似相等C．向心加速度大小近似相等D．所受地球引力大小近似相等3．（2022·陜西漢中·一模）2021年2月10日，中國首次火星探測任務“天問一號”探測器實施近火星捕獲制動，成為火星衛(wèi)星。如圖所示為探測器經過多次變軌后登陸火星的軌道示意圖，其中軌道Ⅰ、Ⅲ為橢圓，軌道Ⅱ為圓，探測器經軌道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ后從點登陸火星。點是三個軌道的交點，軌道上的、P、三點與火星中心在一條直線上，、分別為橢圓軌道Ⅲ的遠火點和近火點。已知火星的半徑為R，，探測器在軌道Ⅱ上正常運行時經過點的速度為，在此軌道上運行的周期為T，下列說法正確的是（）A．沿軌道Ⅰ運行時探測器與點的連線在相等時間內掃過的面積相等B．沿軌道Ⅱ運行時探測器經過點時的加速度大小為C．沿軌道Ⅱ運動到點的速度小于沿軌道Ⅲ運動到點的速度D．沿軌道Ⅲ運行時探測器從點到點的時間為4．（2022·遼寧·一模）2021年6月17日，神舟十二號載人飛船與天和核心艙成功對接，對接過程如圖所示，天和核心艙處于半徑為的圓軌道Ⅲ；神舟十二號飛船處于半徑為的圓軌道Ⅰ，運行周期為，當經過A點時，通過變軌操作后，沿橢圓軌道Ⅱ運動到B處與核心艙對接，則神舟十二號飛船（）A．在軌道Ⅰ上的速度小于沿軌道Ⅱ運動經過B點的速度B．沿軌道Ⅱ運行的周期為C．沿軌道Ⅱ從A運動到B的過程中，速度不斷增大D．沿軌道Ⅰ運行的周期大于天和核心艙沿軌道Ⅲ運行的周期5．（2022·全國·模擬預測）“嫦娥四號”探月飛船實現(xiàn)了月球背面軟著陸，按計劃我國還要發(fā)射“嫦娥五號”，執(zhí)行月面采樣返回任務。已知月球表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的，地球和月球的質量分別為M1和M2，月球半徑為R，月球繞地球公轉的軌道半徑為r，引力常量為G，下列說法正確的是（）A．月球的第一宇宙速度約為地球第一宇宙速度的B．使飛船從地球飛向月球，地球上飛船的發(fā)射速度是地球的第一宇宙速度C．采樣返回時，使飛船從月球飛向地球，月球上飛船的發(fā)射速度為D．采樣返回時，使飛船從月球飛向地球，月球上飛船的發(fā)射速度應大于二、多選題6．（2022·河南·二模）設想宇航員隨飛船繞火星飛行，飛船貼近火星表面時的運動可視為繞火星做勻速圓周運動。若宇航員測得飛船在靠近火星表面的圓形軌道繞行n圈的時間為t，飛船在火星上著陸后，宇航員用彈簧測力計測得質量為m的物體受到的重力大小為F，引力常量為G，將火星看成一個球體，不考慮火星的自轉，則下列說法正確的是（）A．火星的半徑為B．火星的質量為C．飛船貼近火星表面做圓周運動的線速度大小為D．火星的平均密度為7．（2022·湖南岳陽·二模）中國科學家利用“慧眼”太空望遠鏡觀測到了銀河系的MaxiJ1820+070是一個由黑洞和恒星組成的雙星系統(tǒng)，距離地球約10000光年。根據(jù)觀測，黑洞的質量大約是太陽的8倍，恒星的質量只有太陽的一半，若已知太陽質量為M，引力常量為G，據(jù)此以上信息可以估算出（）A．黑洞與恒星做勻速圓周運動的軌道半徑之比B．黑洞與恒星做勻速圓周運動的線速度大小之比C．黑洞做勻速圓周運動的角速度大小D．恒星的自轉周期8．（2022·福建·模擬預測）我國自主研發(fā)的“天問一號”探測器在經過3個月的環(huán)火運行后，2021年5月15日在火星烏托邦平原南部著陸并成功釋放“祝融號”火星車。截至2021年7月17日23時，“祝融號”火星車行駛里程已突破509米，樹立了我國深空探測新的里程碑。已知火星的質量約為地球質量的，火星的半徑約為地球半徑的。下列說法正確的是（）A．“天問一號”探測器要離開環(huán)繞軌道著陸火星，則控制發(fā)動機應向運動反方向噴射氣體B．著陸過程中“祝融號”火星車一直處于失重狀態(tài)C．發(fā)射“天問一號”探測器的速度應大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度D．“天問一號”探測器環(huán)繞火星運行的最大速度為地球第一宇宙速度的9．（2022·湖南衡陽·一模）2021年10月16日、神舟十三號載人飛船順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空，假設神舟十三號載人飛船在距地面高度為h的軌道做圓周運動，已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，下列說法正確的是（）A．神舟十三號載人飛船的線速度大于地球第一宇宙速度B．神舟十三號載人飛船運行的周期為C．神舟十三號載人飛船軌道處的重力加速度為D．地球的平均密度10．（2022·山東日照·一模）太陽系各行星幾乎在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動。當?shù)厍蚯『眠\行到某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學稱為“行星沖日”。如2021年8月2日土星沖日，8月20日木星沖日，9月14日海王星沖日。已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示。下列說法正確的是（）地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑（）1.01.55.29.51930A．每年都會發(fā)生“天王星沖日”現(xiàn)象B．2022年會發(fā)生“土星沖日”現(xiàn)象C．木星相鄰兩次沖日的時間間隔約為火星的一半D．某一年可能出現(xiàn)兩次“海王星沖日”現(xiàn)象11．（2022·福建省廈門市教育科學研究院二模）中國“FAST”球面射電望遠鏡發(fā)現(xiàn)一個脈沖雙星系統(tǒng)。科學家通過脈沖星計時觀測得知該雙星系統(tǒng)由一顆脈沖星與一顆白矮星組成。如圖所示，假設在太空中有恒星A、B雙星系統(tǒng)繞O點做逆時針勻速圓周運動，運動周期為T1，它們的軌道半徑分別為RA、RB，且RA<RB；C為B的衛(wèi)星，繞B做逆時針勻速圓周運動，周期為T2，且T2<T1。A與B之間的引力遠大于C與B之間的引力。引力常量為G，則（）A．恒星A的質量大于恒星B的質量B．恒星B的質量為C．若知道C的軌道半徑，則可求出C的質量D．三星A、B、C相鄰兩次共線的時間間隔為三、填空題12．（2022·四川·三臺中學實驗學校二模）天文學家在對宇宙中某雙星系統(tǒng)的觀測中發(fā)現(xiàn)：該雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞他們連線上的某一固定點分別做勻速圓周運動，周期約為T，兩顆恒星之間距離為r，已知萬有引力常量為G，由此可推算出這個雙星系統(tǒng)的總質量為______________13．（2022·上?！ひ荒＃?jù)預測，在太陽系外發(fā)現(xiàn)了首顆“宜居”行星，其質量約為地球質量的6.4倍，一個在地球表面重力為700N的人在“宜居”行星表面的重力將變?yōu)?120N．該行星繞恒星A旋轉，其到恒星A的距離是地球到太陽距離的3倍，恒星A的質量為太陽質量的12倍．由此可推知，該行星的半徑是地球半徑的__倍，在該行星上的“一年”與在地球上的“一年”之比為__．14．（2022·上海·高考模擬）我國自主研制的首艘貨運飛船“天舟一號”發(fā)射升空后，與已經在軌運行的“天宮二號”成功對接形成組合體．假設組合體在距地面高度為h的圓形軌道上繞地球做勻速圓周運動，已知地球的半徑為R，地球表面處重力加速度為g，且不考慮地球自轉的影響．則組合體運動的線速度大小為__________，向心加速度大小為___________。四、解答題15．（2022·福建·模擬預測）已知地球質量為，半徑為，自轉周期為，引力常量為。如圖所示，A為在地面附近繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，為地球的同步衛(wèi)星。（1）求衛(wèi)星A運動的線速度、周期及向心加速度的大?。?）求衛(wèi)星到地面的高度。16．（2022·江蘇·模擬預測）2020年12月3日，嫦娥五號上升器攜帶月壤樣品成功回到預定環(huán)月軌道，這是我國首次實現(xiàn)地外天體起飛.環(huán)月軌道可以近似為圓軌道，已如軌道離月球表面的高度為h，月球質量為M，半徑為R，引力常量為G，求：（1）上升器在環(huán)月軌道運行的速度；（2）環(huán)月軌道處的重力加速度。17．（2022·北京東城·一模）經過天文望遠鏡的長期觀測，人們在宇宙中已經發(fā)現(xiàn)了許多雙星系統(tǒng)，通過對它們的研究，使我們對宇宙中的物質的存在形式和分布情況有了較深刻的認識雙星系統(tǒng)是由兩個星體組成，其中每個星體的線度都遠小于兩個星體之間的距離一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很遠，可以當作孤立系統(tǒng)處理現(xiàn)根據(jù)對某一雙星系統(tǒng)的光學測量確定，該雙星系統(tǒng)中每個星體的質量都是M，兩者間距L，它們正圍繞著兩者連線的中點作圓周運動（1）試計算該雙星系統(tǒng)的周期T；（2）若實驗上觀測到的運動周期為，為了解釋兩者的不同，目前有一種流行的理論認為，在宇宙中可能存在一種望遠鏡觀測不到的暗物質作為一種簡化模型，我們假定在以兩個星體連線為直徑的球體內均勻分布著密度為ρ的暗物質，而不考慮其它暗物質的影響，并假設暗物質與星體間的相互作用同樣遵守萬有引力定律試根據(jù)這一模