江蘇專(zhuān)版2023-2024學(xué)年新教材高中物理第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行章末培優(yōu)練新人教版必修第二冊(cè)

章末培優(yōu)練分層作業(yè)易錯(cuò)易混練1.人造地球衛(wèi)星在運(yùn)行中，火箭沿線速度方向的反方向噴火，噴火后在新的軌道上仍能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則()A.減小，增大，減小 B.減小，減小，減小C.減小，增大，增大 D.增大，減小，增大2.[2021江蘇泰州泰興黃橋中學(xué)月考]土星外層有一個(gè)環(huán)，為了判斷它是土星的一部分還是土星的衛(wèi)星群，可以測(cè)量環(huán)中各層的線速度與該層到土星中心的距離之間的關(guān)系，則下列判斷正確的是()A.若，則該層是土星的衛(wèi)星群 B.若，則該層是土星的一部分C.若，則該層是土星的衛(wèi)星群 D.若，則該層是土星的一部分3.[2022江蘇東臺(tái)期末]2021年2月24日6時(shí)29分，我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器成功實(shí)施第三次近火制動(dòng)，進(jìn)入火星停泊軌道（如圖所示的橢圓軌道）。若火星可視為半徑為的質(zhì)量均勻分布球體，軌道的近火點(diǎn)離火星表面的距離為，遠(yuǎn)火點(diǎn)離火星表面的距離為，已知探測(cè)器在軌道上運(yùn)行的周期為，，萬(wàn)有引力常量為。則火星的密度約為()A. B. C. D.4.[2022江蘇無(wú)錫月考]2020年12月2日，嫦娥五號(hào)探測(cè)器實(shí)施月面“挖土”成功，“挖土”采用了鉆取和表取兩種模式。假設(shè)月球可看作質(zhì)量分布均勻的球體，其質(zhì)量為，半徑為，已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的萬(wàn)有引力為零，引力常量為。某次鉆取中質(zhì)量為的鉆尖進(jìn)入月球表面以下深處，則此時(shí)月球?qū)︺@尖的萬(wàn)有引力為()A.0 B. C. D.5.[2022江蘇泰州泰興期末]如圖所示為赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體、赤道上空的近地衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)示意圖，若它們的運(yùn)動(dòng)都可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則比較三個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，以下判斷不正確的是()A.三者的周期關(guān)系為B.三者向心加速度的大小關(guān)系為C.三者角速度的大小關(guān)系為D.三者線速度的大小關(guān)系為6.[2022江蘇連云港月考]宇宙飛船和空間站在同一軌道上運(yùn)動(dòng)，若飛船想追上前面的空間站，與空間站對(duì)接，可采取的最好方法是()A.飛船加速直到追上空間站，完成對(duì)接B.飛船從原軌道減速至一個(gè)較低軌道，再加速追上空間站完成對(duì)接C.飛船加速至一個(gè)較高軌道，再減速追上空間站完成對(duì)接D.無(wú)論飛船采取何種措施，均不能與空間站對(duì)接7.[2022江蘇蘇州月考]如圖所示，、兩衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的軌道在同一平面內(nèi)且繞行方向相同。若離地面的高度為，運(yùn)行周期為，根據(jù)觀測(cè)記錄可知，觀測(cè)的最大張角。設(shè)地球的半徑為，則下列說(shuō)法不正確的是()A.衛(wèi)星的運(yùn)行軌道半徑為B.衛(wèi)星與的加速度大小之比為C.衛(wèi)星與運(yùn)行的周期之比為D.若某時(shí)刻衛(wèi)星和相距最近，則再經(jīng)過(guò)時(shí)間，它們又相距最近8.[2022江蘇徐州月考]“雙星系統(tǒng)”是指在相互間萬(wàn)有引力的作用下，繞連線上某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)孤立星球組成的系統(tǒng)。如圖所示，若忽略其他星球的影響，可以將星球和星球看成“雙星系統(tǒng)”。已知星球的公轉(zhuǎn)周期為，星球和星球之間的距離為，星球表面重力加速度為，半徑為，引力常量為，不考慮星球的自轉(zhuǎn)。則()A.星球和星球的質(zhì)量之和為B.星球的質(zhì)量為C.星球和星球的線速度大小之比等于質(zhì)量的反比D.星球和星球的加速度大小相等9.[2022江蘇蘇州月考]如圖所示，我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中，衛(wèi)星與衛(wèi)星在同一平面內(nèi)均繞地心做逆時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng)。若衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期為，衛(wèi)星的軌道半徑為衛(wèi)星軌道半徑的2倍。從某次衛(wèi)星、距離最近時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，求：（1）衛(wèi)星的周期；（2）、、三者間第一次構(gòu)成直角三角形經(jīng)歷的時(shí)間。高考真題練1.[2019江蘇]1970年成功發(fā)射的“東方紅一號(hào)”是我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星，該衛(wèi)星至今仍沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)。如圖所示，設(shè)衛(wèi)星在近地點(diǎn)、遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度分別為、，近地點(diǎn)到地心的距離為，地球質(zhì)量為，引力常量為。則()A.， B.，C.， D.，2.[2020江蘇改編]甲、乙兩顆人造衛(wèi)星質(zhì)量相等，均繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，甲的軌道半徑是乙的2倍。下列應(yīng)用公式進(jìn)行的推論正確的有()A.由可知，甲的速度是乙的倍B.由可知，甲的向心加速度是乙的2倍C.由可知，甲的向心力是乙的D.由可知，甲的周期是乙的倍3.[2021江蘇]我國(guó)航天人發(fā)揚(yáng)“兩彈一星”精神砥礪前行，從“東方紅一號(hào)”到“北斗”不斷創(chuàng)造奇跡?！氨倍贰钡?9顆衛(wèi)星的發(fā)射邁出組網(wǎng)的關(guān)鍵一步。該衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，軌道平面與地球赤道平面成一定夾角。該衛(wèi)星()A.運(yùn)動(dòng)速度大于第一宇宙速度B.運(yùn)動(dòng)速度小于第一宇宙速度C.軌道半徑大于“靜止”在赤道上空的同步衛(wèi)星D.軌道半徑小于“靜止”在赤道上空的同步衛(wèi)星4.[2022浙江1月選考]“天問(wèn)一號(hào)”從地球發(fā)射后，在如圖甲所示的點(diǎn)沿地火轉(zhuǎn)移軌道到點(diǎn)，再依次進(jìn)入如圖乙所示的調(diào)相軌道和停泊軌道，則天問(wèn)一號(hào)()A.發(fā)射速度介于與之間B.從點(diǎn)轉(zhuǎn)移到點(diǎn)的時(shí)間小于6個(gè)月C.在環(huán)繞火星的停泊軌道運(yùn)行的周期比在調(diào)相軌道上小D.在地火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度均大于地球繞太陽(yáng)的速度5.[2021天津]2021年5月15日，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器著陸火星取得成功，邁出了我國(guó)星際探測(cè)征程的重要一步，在火星上首次留下國(guó)人的印跡。天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器成功發(fā)射后，順利被火星捕獲，成為我國(guó)第一顆人造火星衛(wèi)星。經(jīng)過(guò)軌道調(diào)整，探測(cè)器先沿橢圓軌道Ⅰ運(yùn)行，之后進(jìn)入稱(chēng)為火星停泊軌道的橢圓軌道Ⅱ運(yùn)行，如圖所示，兩軌道相切于近火點(diǎn)，則天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器()A.在軌道Ⅱ上處于受力平衡狀態(tài) B.在軌道Ⅰ運(yùn)行周期比在Ⅱ時(shí)短C.從軌道Ⅰ進(jìn)入Ⅱ在處要加速 D.沿軌道Ⅰ向飛近時(shí)速度增大6.[2021湖北]2021年5月，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器軟著陸火星取得成功，邁出了我國(guó)星際探測(cè)征程的重要一步?；鹦桥c地球公轉(zhuǎn)軌道近似為圓，兩軌道平面近似重合，且火星與地球公轉(zhuǎn)方向相同?；鹦桥c地球每隔約26個(gè)月相距最近，地球公轉(zhuǎn)周期為12個(gè)月。由以上條件可以近似得出()A.地球與火星的動(dòng)能之比B.地球與火星的自轉(zhuǎn)周期之比C.地球表面與火星表面重力加速度大小之比D.地球與火星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小之比7.[2022廣東]“祝融號(hào)”火星車(chē)需要“休眠”以度過(guò)火星寒冷的冬季。假設(shè)火星和地球的冬季是各自公轉(zhuǎn)周期的四分之一，且火星的冬季時(shí)長(zhǎng)約為地球的1.88倍?；鹦呛偷厍蚶@太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于火星、地球公轉(zhuǎn)的說(shuō)法正確的是()A.火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大 B.火星公轉(zhuǎn)的角速度比地球的大C.火星公轉(zhuǎn)的半徑比地球的小 D.火星公轉(zhuǎn)的加速度比地球的小8.[2021浙江1月選考]嫦娥五號(hào)探測(cè)器是我國(guó)首個(gè)實(shí)施月面采樣返回的航天器，由軌道器、返回器、著陸器和上升器等多個(gè)部分組成。為等待月面采集的樣品，軌道器與返回器的組合體環(huán)月做圓周運(yùn)動(dòng)。已知引力常量，地球質(zhì)量，月球質(zhì)量，月地距離，月球半徑。當(dāng)軌道器與返回器的組合體在月球表面上方約處做環(huán)月勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其環(huán)繞速度約為()A. B. C. D.9.[2022江蘇]在軌空間站中物體處于完全失重狀態(tài)，對(duì)空間站的影響可忽略，空間站上操控貨物的機(jī)械臂可簡(jiǎn)化為兩根相連的等長(zhǎng)輕質(zhì)臂桿，每根臂桿長(zhǎng)為，如圖1所示，機(jī)械臂一端固定在空間站上的點(diǎn)，另一端抓住質(zhì)量為的貨物，在機(jī)械臂的操控下，貨物先繞點(diǎn)做半徑為、角速度為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)停下，然后在機(jī)械臂操控下，貨物從點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間到達(dá)點(diǎn)，、間的距離為。（1）求貨物做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)受到合力提供的向心力大?。唬?）求貨物運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)機(jī)械臂對(duì)其做功的瞬時(shí)功率；（3）在機(jī)械臂作用下，貨物、空間站和地球的位置如圖2所示，它們?cè)谕恢本€上，貨物與空間站同步做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知空間站軌道半徑為，貨物與空間站中心的距離為，忽略空間站對(duì)貨物的引力，求貨物所受的機(jī)械臂作用力與所受的地球引力之比。章末培優(yōu)練分層作業(yè)易錯(cuò)易混練1.C2.B3.A4.D5.B6.B7.D8.C9.（1）[解析]兩衛(wèi)星均由萬(wàn)有引力提供向心力，故對(duì)衛(wèi)星有，同理對(duì)衛(wèi)星有,又,聯(lián)立解得衛(wèi)星的周期。（2）[解析]由題意可知，當(dāng)時(shí)，、、三者第一次構(gòu)成直角三角形，此時(shí)，設(shè)經(jīng)過(guò)的時(shí)間為，有,解得經(jīng)歷的時(shí)間。高考真題練1.B2.D3.B4.C5.D6.D7.D8.C9.（1）[解析]質(zhì)量為的貨物繞點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為，根據(jù)牛頓第二定律可知。（2）[解析]貨物從靜止開(kāi)始以加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知，解得，貨物到達(dá)點(diǎn)時(shí)的速度