高三物理備考一輪復(fù)習(xí)：萬(wàn)有引力與航天能力提升卷

高三物理高考備考一輪復(fù)習(xí)萬(wàn)有引力與航天能力提升卷一、單選題（共7題，每題5分，共35分）1．已知地球質(zhì)量為，半徑為，自轉(zhuǎn)周期為，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為，引力常量為，有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述中正確的是（）A．衛(wèi)星的運(yùn)行速度可能等于第一宇宙速度B．衛(wèi)星距離地面的高度為C．衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度大于地球表面的重力加速度D．衛(wèi)星運(yùn)行的向心速度等于地球赤道表面物體的向心加速度2．我國(guó)自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由數(shù)十顆衛(wèi)星構(gòu)成，目前已經(jīng)向“一帶一路”相關(guān)國(guó)家提供相關(guān)服務(wù)。設(shè)想其中一顆人造衛(wèi)星在發(fā)射過(guò)程中，原來(lái)在橢圓軌道1繞地球E運(yùn)行，在P點(diǎn)變軌后進(jìn)入軌道2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．衛(wèi)星在軌道1的任何位置都具有相同動(dòng)能B．衛(wèi)星在軌道2的任何位置都具有相同加速度C．在軌道1與在軌道2運(yùn)行比較，衛(wèi)星在P點(diǎn)的動(dòng)能不同D．在軌道1上的運(yùn)轉(zhuǎn)周期大于在軌道2上運(yùn)轉(zhuǎn)周期3．2020年6月23日，中國(guó)“北斗三號(hào)”全球?qū)Ш绞展僦浅晒Πl(fā)射。目前在軌的“北斗三號(hào)”衛(wèi)星共有30顆，包括24顆中圓地球軌道衛(wèi)星、3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和3顆地球靜止軌道衛(wèi)星，此次發(fā)射的衛(wèi)星屬地球靜止軌道衛(wèi)星，該衛(wèi)星（）A．周期為12h B．做勻變速運(yùn)動(dòng)C．可以定點(diǎn)在丹東上空 D．角速度比月球繞地球公轉(zhuǎn)的角速度大4．“天問(wèn)一號(hào)”到達(dá)火星附近后“剎車”被火星捕獲，進(jìn)入環(huán)火橢圓軌道，如圖所示，P為近火點(diǎn)，Q為遠(yuǎn)火點(diǎn)，衛(wèi)星在環(huán)火軌道上運(yùn)行的周期為T，假設(shè)“天問(wèn)一號(hào)”沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行，從P到M所用時(shí)間為，與火星中心連線從P到M掃過(guò)的面積與從Q到N掃過(guò)的面積相等，不計(jì)空氣阻力，則“天問(wèn)一號(hào)”在一個(gè)周期內(nèi)（）A．在N點(diǎn)的加速度比在M點(diǎn)大 B．從M運(yùn)動(dòng)到N所用時(shí)間為C．從P運(yùn)動(dòng)到Q機(jī)械能越來(lái)越小 D．從P運(yùn)動(dòng)到Q克服火星引力做功的功率越來(lái)越小5．2020年6月23日9時(shí)43分，“北斗三號(hào)”最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，至此，北斗全球定位系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi)星部署圓滿收官，該衛(wèi)星為地球靜止軌道衛(wèi)星，距離地面的距離約為3.6萬(wàn)千米。已知火星質(zhì)量約為地球的，半徑約為地球的，火星自轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期大致相等，若要發(fā)射一顆火星靜止軌道衛(wèi)星，則火星靜止軌道衛(wèi)星距離火星表面高度約為（地球半徑為6400千米）（）A．0.4萬(wàn)千米 B．1.2萬(wàn)千米 C．1.8萬(wàn)千米 D．2.1萬(wàn)千米6．2021年6月，中國(guó)神舟十二號(hào)載人飛船成功發(fā)射升空，與天和核心艙及天舟二號(hào)組合體成功對(duì)接，將中國(guó)三名航天員送入“太空家園”，核心艙繞地球飛行的軌道可視為圓軌道，軌道離地面的高度約為地球半徑的.下列說(shuō)法正確的是（）A．核心艙在軌道上飛行的周期小于24hB．宇航員在“太空家園”相對(duì)地球表面是靜止的C．核心艙在軌道上飛行的速度大于第一宇宙速度D．宇航員在“太空家園”受地球的萬(wàn)有引力大小約為地面時(shí)的7．2021年9月17號(hào)下午，載著三名航天員的神舟十二號(hào)載人飛船返回艙成功在“東風(fēng)”著陸場(chǎng)著陸，創(chuàng)造了中國(guó)航天的新記錄神舟十二號(hào)載人飛船是在16號(hào)上午與“天和”號(hào)空間站核心艙分離后返回地球的，分離后核心艙的軌道可視為不變。關(guān)于神舟十二號(hào)飛船和“天和”號(hào)核心艙的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是（）A．與飛船分離后，核心艙受到的向心力將減小B．與飛船分離后，核心艙運(yùn)行的線速度將增大C．只需要測(cè)量地面的重力加速度和核心艙的運(yùn)行周期即可算出核心艙的軌道高度D．飛船需要通過(guò)制動(dòng)減速以返回地球二、多選題（共5題，每題5分，共25分）8．人造地球衛(wèi)星的成功發(fā)射一般經(jīng)過(guò)三個(gè)階段，即衛(wèi)星依次完成近地軌道、轉(zhuǎn)移軌道、預(yù)定軌道。。其中近地軌道和預(yù)定軌道可認(rèn)為是衛(wèi)星做勻速園周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)移軌道是橢圓軌道。下圖為同一顆人造衛(wèi)星的變軌原理簡(jiǎn)圖∶I為近地圓軌道，II為預(yù)定圓軌道，III為轉(zhuǎn)移軌道即橢圓軌道，且I、II軌道相切于P點(diǎn)，II、III軌道相切于Q點(diǎn)。已知I軌道半徑為R、III軌道半徑為4R，衛(wèi)星在三個(gè)軌道上運(yùn)行的周期分別是T1、T2、T3，且已知T1=2h，衛(wèi)星在各軌道經(jīng)過(guò)P、Q兩點(diǎn)處的速度大小分別是v1P、v2P、v2Q、v3Q，則|下列關(guān)于衛(wèi)星正確說(shuō)法是（）

A．v2P>v1P>v3Q>v2QB．T2≈8h，T3=16hC．衛(wèi)星在II軌道上從P點(diǎn)到Q點(diǎn)的運(yùn)行過(guò)程中，動(dòng)能增大，引力勢(shì)能減小，機(jī)械能大小不變D．衛(wèi)星在三個(gè)軌道中I軌道的機(jī)械能最大，III軌道的機(jī)械能最小，II軌道的機(jī)械能居二者之間9．宇宙中，兩顆靠得比較近的恒星，只受到彼此之間的萬(wàn)有引力作用互相繞轉(zhuǎn)，稱之為雙星系統(tǒng)，設(shè)某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的某固定點(diǎn)O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。現(xiàn)測(cè)得兩星球球心之間的距離為L(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)周期為T，已知萬(wàn)有引力常量為G。若AO>OB，則（）A．星球A的質(zhì)量一定小于星球B的質(zhì)量B．星球A所受向心力大于星球B所受向心力C．雙星的質(zhì)量一定，雙星之間的距離減小，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期增大D．兩星球的總質(zhì)量等于10．2021年6月17日，中國(guó)神舟十二號(hào)載人飛船成功發(fā)射升空，將聶海勝、劉伯明和湯洪波三名航天員送入太空。神州十二號(hào)飛船在入軌后，與天和核心艙進(jìn)行自主快速交會(huì)對(duì)接。與天和核心艙、天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船形成組合體后，組合體圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知引力常量為，組合體軌道半徑為，組合體繞地球轉(zhuǎn)圈的時(shí)間為，下列物理量可求的是（）A．地球表面重力加速度 B．地球質(zhì)量C．組合體所在軌道的重力加速度 D．地球的密度11．2021年5月30日5時(shí)01分，天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船采用自主快速交會(huì)對(duì)接模式精準(zhǔn)對(duì)接于天和核心艙后向端口，本次對(duì)接過(guò)程可簡(jiǎn)化為如圖所示模型，天舟二號(hào)飛船在近地圓軌道Ⅰ飛行，在點(diǎn)加速變軌，進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ，在遠(yuǎn)地點(diǎn)與軌道Ⅲ上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的天和核心艙對(duì)接，下列說(shuō)法正確的是（）A．天和核心艙在軌道Ⅲ的線速度小于天舟二號(hào)在軌道Ⅰ的線速度B．天和核心艙在軌道Ⅲ的運(yùn)行周期小于天舟二號(hào)在軌道Ⅱ的運(yùn)行周期C．天和核心艙與天舟二號(hào)在點(diǎn)對(duì)接后，將一起沿軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)D．天舟二號(hào)加速后由點(diǎn)沿軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)過(guò)程中，機(jī)械能保持不變12．2020年11日，我國(guó)在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)，用長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭成功將“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器送入預(yù)定軌道。嫦娥五號(hào)在進(jìn)入環(huán)月圓軌道前要進(jìn)行兩次“剎車”。如圖所示，第一次“剎車”是在P點(diǎn)讓其進(jìn)入環(huán)月大橢圓軌道，第二次是在P點(diǎn)讓其進(jìn)入環(huán)月軌道。下列說(shuō)法正確的是（）A．探測(cè)器在不同軌道上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)所受萬(wàn)有引力相同B．探測(cè)器在環(huán)月大橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)的線速度大小不變C．探測(cè)器在環(huán)月軌道上運(yùn)行周期比在大橢圓軌道上運(yùn)行周期小D．探測(cè)器在環(huán)月軌道上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能比在大橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的大三、解答題（共4題，每題10分，共40分）13．盡管牛頓是偉大的物理學(xué)家，但他當(dāng)時(shí)提出的萬(wàn)有引力定律卻不能被所有人理解，甚至18世紀(jì)時(shí)有人畫了一幅諷刺萬(wàn)有引力定律的漫畫。從這一事件出發(fā)，談?wù)剬?duì)科學(xué)探索過(guò)程的認(rèn)識(shí)。14．如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均勻的小球，質(zhì)量為m，半徑為r，兩球之間用細(xì)桿AB相連，AB長(zhǎng)度也為r。某同學(xué)認(rèn)為兩球之間的萬(wàn)有引力該同學(xué)的看法是否正確？請(qǐng)說(shuō)明理由。15．將一枚面值一元的硬幣用確定的速度向上拋起，你能否斷定（不是猜測(cè)）它落地時(shí)哪一面朝上？請(qǐng)?jiān)囈辉?，這種現(xiàn)象能用牛頓力學(xué)解釋嗎？16．太陽(yáng)系八大行星軌道半長(zhǎng)軸長(zhǎng)度和運(yùn)行周期的數(shù)據(jù)如表所示。利用這些數(shù)據(jù)驗(yàn)證開普勒第三定律，并嘗試