專題05-萬有引力定律與航天-備戰(zhàn)高考各校及地市好題高三物理試卷分項匯編(解析版)

備戰(zhàn)2023年高考各校及地市好題高三物理試卷分項匯編【第01輯】（江蘇專用）專題05萬有引力定律與航天一、單選題1．（2022·江蘇省昆山中學模擬預測）2022年2月27日上午，長征八號遙二運載火箭在文昌航天發(fā)射場點火升空，成功將22顆衛(wèi)星送入預定軌道，這次發(fā)射，創(chuàng)造了我國一箭多星發(fā)射的新紀錄。已知其中一顆衛(wèi)星繞地球運行近似為勻速圓周運動，到地面距離為h，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，萬有引力常量為G，下列說法錯誤的是（）A．該衛(wèi)星的向心加速度小于gB．該衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度C．由于稀薄大氣的阻力影響，該衛(wèi)星運行的軌道半徑會變小，速度變小D．根據(jù)題干條件可以求出地球的質(zhì)量【答案】C【解析】A．根據(jù)題意，由萬有引力等于重力有由萬有引力等于向心力有可得可知，該衛(wèi)星的向心加速度小于，故A正確，不符合題意；B．第一宇宙速度是圍繞地球做圓周運動的最大的環(huán)繞速度，也是近地衛(wèi)星圍繞地球做圓周運動的環(huán)繞速度，由萬有引力等于向心力有可得可知，該衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度，故B正確，不符合題意；C．由于稀薄大氣的影響，如不加干預，在運行一段時間后，衛(wèi)星的速度減小，引力大于向心力，做近心運動，半徑變小，引力做正功，其速度變大，該衛(wèi)星的動能會增加，故C錯誤，符合題意；D．根據(jù)題意，由萬有引力等于重力有可得可知，由題干條件可以求出地球的質(zhì)量，故D正確，不符合題意。故選C。2．（2022·江蘇省昆山中學模擬預測）我們銀河系的恒星中大約有四分之一是雙星，某雙星由質(zhì)量不等的星體S1和S2構(gòu)成，兩星在相互之間萬有引力的作用下繞兩者連線上某一定點O做勻速圓周運動（如圖所示）。由天文觀察測得其運動周期為T，S1到O點的距離為r1，S1和S2的距離為r，已知引力常量為G。由此可求出S1的質(zhì)量為（）A． B．C． D．【答案】A【解析】根據(jù)題意可知，雙星之間的萬有引力提供各自做圓周運動的向心力，對有解得故BCD錯誤A正確。故選A。3．（2022·江蘇鎮(zhèn)江·高三開學考試）北京冬奧會開幕式24節(jié)氣倒計時驚艷全球，如圖是地球沿橢圓軌道繞太陽運行所處不同位置對應(yīng)的節(jié)氣，地球運行速度最小的節(jié)氣是（）A．春分 B．夏至 C．秋分 D．冬至【答案】B【解析】根據(jù)開普勒第二定律知：對太陽的每一個行星而言，太陽行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等，設(shè)地球到太陽中心的距離為r，根據(jù)扇形的面積公式可得由此式可以判斷，當面積S和時間t相等時，r越小，v越大，故地球在近日點的速度最大，遠日點的速度最小，即地球運行速度最小的節(jié)氣是在夏至。故選B。4．（2022·江蘇南通·高三開學考試）如圖所示，兩顆衛(wèi)星繞地球分別在圓軌道Ⅰ和橢圓軌道Ⅱ上運行，衛(wèi)星在軌道Ⅰ上經(jīng)過點的速度為，加速度為，、為軌道的近地點和遠地點，則軌道Ⅱ上的衛(wèi)星（）A．點的速度大于B．點的速度大于C．點的加速度大于D．點的加速度大于【答案】A【解析】A．從軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ需要在P點加速，可知衛(wèi)星在軌道Ⅱ上的點的速度大于，選項A正確；B．根據(jù)可知若經(jīng)過Q點做圓軌道Ⅲ，則在圓軌道Ⅲ上的速度而由軌道Ⅱ上的Q點要進入軌道Ⅲ需要加速，可知在軌道Ⅱ上點的速度小于v，選項B錯誤；C．根據(jù)可知在軌道Ⅱ上點的加速度仍然等于，選項C錯誤；D．根據(jù)可知在軌道Ⅱ上點的加速度小于，選項D錯誤。故選A。5．（2022·江蘇南京·模擬預測）我國的天宮空間站繞地球運行的軌道可視為圓軌道。如圖，若空間站離地球表面的高度約為400km，則下列說法正確的是（）A．航天員相對空間站靜止時所受合力為零B．航天員在空間站內(nèi)所受重力為零C．空間站相對地球表面是靜止的D．空間站在軌運行向心加速度小于地球表面重力加速度【答案】D【解析】A．航天員相對空間站靜止時仍繞地球做勻速圓周運動，所受合力提供向心力，合力不為零，故A錯誤；B．航天員在空間站內(nèi)處于完全失重狀態(tài)，但重力提供向心力，不為零，故B錯誤；C．地球同步衛(wèi)星相對地球表面靜止，其位于赤道上方高度約36000km處，而空間站離地球表面的高度約為400km，所以空間站相對地球表面是運動的，故C錯誤；D．設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R，地球表面的重力加速度為g，則可得同理可知空間站在軌運行時的向心加速度為因為空間站的軌道半徑，所以，故D正確。故選D。6．（2022·江蘇省海頭高級中學二模）“羲和號”衛(wèi)星是我國首顆太陽探測科學技術(shù)試驗衛(wèi)星。該衛(wèi)星軌道為圓軌道，通過地球南北兩極上方，離地高度517km，能夠24h持續(xù)對太陽進行觀測，則該衛(wèi)星的（）A．發(fā)射速度大于第二宇宙速度 B．軌道平面與地球同步衛(wèi)星軌道平面重合C．運行周期大于地球同步衛(wèi)星的周期 D．運行速度大于地球同步衛(wèi)星的運行速度【答案】D【解析】A．第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的最小發(fā)射速度，第二宇宙速度是使衛(wèi)星脫離地球束縛的最小發(fā)射速度，所以“羲和號”的發(fā)射速度應(yīng)介于第一和第二宇宙速度之間，故A錯誤；B．地球同步衛(wèi)星軌道平面與赤道平面重合，而“羲和號”通過地球南北兩極上方，所以其軌道平面與地球同步衛(wèi)星軌道平面垂直，故B錯誤；CD．設(shè)地球質(zhì)量為M，質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞地球做半徑為r、周期為T、速度大小為v的勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律有分別解得地球同步衛(wèi)星位于赤道上方高度約36000km處，所以其軌道半徑遠大于“羲和號”衛(wèi)星的軌道半徑，則根據(jù)以上兩式可知“羲和號”的運行周期小于地球同步衛(wèi)星的周期，運行速度大于地球同步衛(wèi)星的運行速度，故C錯誤，D正確。故選D。7．（2022·江蘇南京·模擬預測）2022年3月23日，“天宮課堂”第二課開講，“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站再次為廣大青少年帶來一堂精彩的太空科普課，其中有一個實驗是王亞平在太空擰毛巾，擰出的水形成一層水膜，附著在手上，像手套一樣，晃動也不會掉。形成這種現(xiàn)象的原因，下列說法正確的是（）A．在空間站水滴不受重力B．水和手發(fā)生浸潤現(xiàn)象，且重力影響很小C．水和手發(fā)生不浸潤現(xiàn)象，且重力影響很小D．在空間站中水的表面張力變大，使得水“粘”在手上【答案】B【解析】A．在空間站水滴仍受重力作用，只是重力用來提供向心力，處于失重狀態(tài)，故A錯誤；BC．由題意，擰出的水形成一層水膜，附著在手上，像手套一樣，說明液體水在手表面有擴展趨勢，說明水和手發(fā)生浸潤現(xiàn)象，且重力影響很小，故B正確，C錯誤；D．液體水在手表面有擴展趨勢，而不是收縮趨勢，故不是因為水的表面張力變大的緣故，故D錯誤。故選B。8．（2022·江蘇揚州·模擬預測）2021年10月16日，搭載“神舟十三號”載人飛船的“長征二號”F遙十三運載火箭，順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空，標志著中國人首次長期進駐空間站。2021年12月9日15時40分“天宮課堂”第一課開講，2022年3月23日15時40分，“天宮課堂”第二課在中國空間站正式開講并直播。以下說法正確的是（）A．“神舟十三號載人飛船”的發(fā)射速度大于地球第一宇宙速度B．宇航員王亞平在進行太空轉(zhuǎn)身和浮力消失實驗時，空間站中的人和物體不受地球引力作用C．只需知道空間站的運動周期和地球半徑就可以計算出地球的質(zhì)量和地球密度D．載人飛船加速后可追上在同軌道上的核心艙并實施對接【答案】A【解析】A．第一宇宙速度為地球人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，故“神舟十三號載人飛船”的發(fā)射速度大于地球第一宇宙速度，A正確；B．宇航員王亞平在進行太空轉(zhuǎn)身和浮力消失實驗時，空間站中的人和物體仍受地球引力作用，B錯誤；C．根據(jù)萬有引力提供向心力解得可知需要知道空間站的運動周期、軌道半徑和地球半徑才可以計算出地球的質(zhì)量和地球密度，C錯誤；D．載人飛船加速后會離開原軌道做離心運動，不能追上在同軌道上的核心艙并實施對接，D錯誤；故選A。9．（2022·江蘇泰州·模擬預測）如圖所示，“食雙星”是兩顆相距為d的恒星A、B，只在相互引力作用下繞連線上O點做勻速圓周運動，彼此掩食（像月亮擋住太陽）而造成亮度發(fā)生周期性變化的兩顆恒星。觀察者在地球上通過望遠鏡觀察“食雙星”，視線與雙星軌道共面。觀測發(fā)現(xiàn)每隔時間T兩顆恒星與望遠鏡共線一次，已知萬有引力常量為G，則（）A．恒星A、B運動的周期為T B．恒星A質(zhì)量小于B的質(zhì)量C．恒星A、B的總質(zhì)量為 D．恒星A線速度大于B的線速度【答案】C【解析】A．每隔時間T兩顆恒星與望遠鏡共線一次，則兩恒星的運動周期為故A錯誤；B．根據(jù)萬有引力等于向心力因為則故B錯誤；C．由B選項得，兩恒星總質(zhì)量為故C正確；D．根據(jù)兩恒星角速度相等，則故D錯誤。故選C。10．（2022·江蘇省昆山中學模擬預測）中國新聞網(wǎng)宣布：在摩洛哥墜落的隕石被證實來自火星。某同學想根據(jù)平時收集的部分火星資料（如圖所示）計算出火星的密度，再與這顆隕石的密度進行比較。下列計算火星密度的公式錯誤的是（引力常量G已知，忽略火星自轉(zhuǎn)的影響）（）A． B．C． D．【答案】B【解析】設(shè)近地衛(wèi)星的質(zhì)量為，火星的質(zhì)量為，對近地衛(wèi)星，火星的萬有引力提供其做勻速圓周運動的向心力，則有可得可得火星的密度為將代入上式可得又火星對近地衛(wèi)星的萬有引力近似等于近地衛(wèi)星的重力，則有解得因此火星的密度為ACD正確，B錯誤。故錯誤的選B。11．（2022·江蘇省木瀆高級中學模擬預測）假設(shè)有一載人宇宙飛船在距地面高度為4200km的赤道上空繞地球做勻速圓周運動，地球半徑約為6400km，地球同步衛(wèi)星距地面高為36000km，宇宙飛船和一地球同步衛(wèi)星繞地球同向運動，每當兩者相距最近時，宇宙飛船就向同步衛(wèi)星發(fā)射信號，然后再由同步衛(wèi)星將信號發(fā)送到地面接收站，某時刻兩者相距最遠，從此刻開始，在一晝夜的時間內(nèi)，接收站共接收到信號的次數(shù)為（）A．4次 B．6次 C．7次 D．8次【答案】C【解析】設(shè)宇宙飛船的周期為T，由得則解得T=3h設(shè)兩者由相隔最遠至第一次相隔最近的時間為t1，有解得再設(shè)兩者相鄰兩次相距最近的時間間隔為t2，有解得由n==6.5次知，接收站接收信號的次數(shù)為7次。故選C。12．（2022·江蘇南通·高三開學考試）2020年7月，我國用長征運載火箭將“天問一號”探測器發(fā)射升空，探測器在星箭分離后，進入地火轉(zhuǎn)移軌道，如圖所示，2021年5月在火星烏托邦平原著陸。則探測器（）A．與火箭分離時的速度大于B．繞火星運行時在探測軌道上的運行周期最小C．繞火星運行時每次經(jīng)過P點時的動能相等D．繞火星運行時在不同軌道上與火星的連線每秒掃過的面積相等【答案】B【解析】A．探測器沒有脫離太陽系，故其發(fā)射速度小于，與火箭分離時的速度小于，故A錯誤；B．由圖可得，繞火星運行時在探測軌道上的軌道半徑最小，則由開普勒第三定律知在探測軌道上的周期最小，故B正確；C．捕獲軌道、停泊軌道、探測軌道經(jīng)過P點的速度分別為、、，從捕獲軌道到停泊軌道再到探測軌道探測器在做近心運動，經(jīng)過P點是加速度不變，曲率半徑在減小，所以三者速度關(guān)系故C錯誤；D．由開普勒第二定律可知，繞火星運行時在同一軌道上與火星的連線每秒掃過的面積相等，故D錯誤。故選B。13．（2022·江蘇揚州·模擬預測）為了節(jié)省燃料，發(fā)射火星探測器需要等火星與地球之間相對位置合適。如圖所示，“天問一號”探測器自地球發(fā)射后，立即被太陽引力俘獲，沿以太陽為焦點的橢圓地火轉(zhuǎn)移軌道無動力到達火星附近，在火星附近被火星引力俘獲后環(huán)繞火星飛行。已知火星的公轉(zhuǎn)周期約是地球公轉(zhuǎn)周期的1.9倍。則火星探測器（）。A．下一個發(fā)射時機需要再等約2.1年B．在地火轉(zhuǎn)移軌道運動時間小于6個月C．在地火轉(zhuǎn)移軌道運動時速度均大于地球繞太陽的速度D．進入地火轉(zhuǎn)移軌道的速度大于7.9km/s小于11.2km/s【答案】A【解析】A．由題意可知火星的公轉(zhuǎn)周期為年，設(shè)下一個發(fā)射時機需要再經(jīng)過時間，則有可得解得A正確；B．根據(jù)開普勒第三定律可知，探測器在地火轉(zhuǎn)移軌道的周期大于地球的公轉(zhuǎn)周期，故探測器在地火轉(zhuǎn)移軌道運動時間為可知火星探測器在地火轉(zhuǎn)移軌道運動時間大于6個月，B錯誤；C．根據(jù)萬有引力提供向心力可得解得可知地球繞太陽的速度大于火星繞太陽的速度，根據(jù)衛(wèi)星從低軌道變軌到高軌道需要在變軌處點火加速，可知火星探測器運動到火星軌道處的速度小于火星繞太陽的速度，故火星探測器在地火轉(zhuǎn)移軌道運動時速度并不是一直大于地球繞太陽的速度，C錯誤；D．火星探測器進入地火轉(zhuǎn)移軌道需要脫離地球的束縛，火星探測器進入地火轉(zhuǎn)移軌道的速度大于小于，D錯誤；故選A。14．（2022·江蘇南京·模擬預測）2020年我國實施“天問一號”計劃，將通過一次發(fā)射，實現(xiàn)“環(huán)繞、降落、巡視”三大任務(wù)。如圖所示，探測器經(jīng)歷橢圓軌道Ⅰ→橢圓軌道Ⅱ→圓軌道Ⅲ的變軌過程。Q為軌道Ⅰ遠火點，P為軌道Ⅰ近火點，探測器在三個軌道運行時都經(jīng)過P點。則探測器（）A．沿軌道Ⅰ運行至P點速度大于運行至Q點速度B．沿軌道Ⅱ運行至P點的加速度小于沿軌道Ⅲ運行至P點加速度C．沿軌道Ⅰ運行的周期小于沿軌道Ⅱ運行的周期D．與火星連線在相等時間內(nèi)，沿軌道Ⅰ運行與沿軌道Ⅱ運行掃過面積相等【答案】A【解析】A．根據(jù)開普勒第二定律可知，沿軌道Ⅰ運行至近點P的速度大于運行至遠點Q的速度，選項A正確；B．根據(jù)可知，沿軌道Ⅱ運行至P點的加速度等于沿軌道Ⅲ運行至P點加速度，選項B錯誤；C．根據(jù)開普勒第三定律可知沿軌道Ⅰ運行的半長軸大于沿軌道Ⅱ運行的半長軸，則沿軌道Ⅰ運行的周期大于沿軌道Ⅱ運行的周期，選項C錯誤；D．根據(jù)開普勒第二定律可知，沿同一軌道運動時在相等的時間內(nèi)與火星的連線掃過的面積相等，而在相等時間內(nèi)，沿軌道Ⅰ運行與沿軌道Ⅱ運行掃過面積一定不相等，選項D錯誤。故選A。15．（2022·江蘇南通·模擬預測）2022年5月10號，“天舟四號”貨運飛船成功對接空間站“天和”核心艙，已知空間站在距離地球表面約400km圓軌道上運行。則其（）A．線速度大于第一宇宙速度 B．角速度大于地球自轉(zhuǎn)角速度C．運行周期大于地球自轉(zhuǎn)周期 D．向心加速度大于地面的重力加速度【答案】B【解析】設(shè)地球質(zhì)量為M，質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞地球做半徑為r、周期為T、速度大小為v、加速度大小為a的勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律有分別解得

①

②

③A．第一宇宙速度是物體在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動的線速度，空間站軌道半徑大于地球半徑，根據(jù)①式可知空間站的線速度小于第一宇宙速度，故A錯誤；BC．地球同為衛(wèi)星位于赤道上方高度約36000km處，其周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，而空間站的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)②式可知空間的運行周期小于同步衛(wèi)星的周期，即小于地球自轉(zhuǎn)周期，再根據(jù)可知空間站角速度大于地球自轉(zhuǎn)角速度，故B正確，C錯誤；D．質(zhì)量為m0的物體在地球表面所受重力等于萬有引力，即解得地球表面的重力加速度為

④空間站軌道半徑大于地球半徑，則比較③④兩式可知故D錯誤。故選B。16．（2022·江蘇·揚州中學模擬預測）如圖所示，“鵲橋”中繼星處于地月拉格朗日點L2上時，會和月球、地球兩個大天體保持相對靜止的狀態(tài)。設(shè)地球的質(zhì)量為M，“鵲橋”中繼星的質(zhì)量為m，地月間距為L，拉格朗日L2點與月球間距為d，地球、月球和“鵲橋”中繼星均可視為質(zhì)點，忽略太陽對“鵲橋”中繼星的引力，忽略“鵲橋”中繼星對月球的影響。則“鵲橋”中繼星處于L2點上時，下列選項正確的是（）A．月球與地球質(zhì)量之比為B．“鵲橋”中繼星與月球的線速度之比為C．“鵲橋”中繼星與月球的向心加速度之比D．地球?qū)υ虑虻囊汀谤o橋”中繼星對月球的引力之比為1∶1【答案】A【解析】A．對月球，地球?qū)λ娜f有引力提供向心力對“鵲橋”中繼星，地球引力和月球引力的合力提供向心力，故聯(lián)立解得故A正確；B．“鵲橋”中繼星與月球繞地球運動的角速度相等，根據(jù)可得“鵲橋”中繼星與月球的線速度之比為，故B錯誤；C．根據(jù)可得“鵲橋”中繼星與月球的向心加速度之比為，故C錯誤；D．月球所受的合外力方向指向地球，故地球?qū)υ虑虻囊Υ笥凇谤o橋”中繼星對月球的引力，故D錯誤。故選A。17．（2022·江蘇·公道中學模擬預測）2022年3月30日上午10時29分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征十一號運載火箭成功將天平二號A、B、C衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預定軌道，若已知A、B、C衛(wèi)星繞地球做近似圓周運動，高地高度分別是、和hc，且，環(huán)繞周期分別是、和，地球表面重力加速度為g，則以下說法正確的是（）A．天平二號A星可能在地表上空沿某一經(jīng)度線做勻速圓周運動B．根據(jù)開普勒第三定律有C．根據(jù)題中所給信息，可計算地球的質(zhì)量D．根據(jù)題中所給信息，無法算地球的密度【答案】C【解析】A．由于地球在自轉(zhuǎn)，所以地球衛(wèi)星不可能地表上空沿某一經(jīng)度線做勻速圓周運動，故A錯誤；B．根據(jù)開普勒第三定律有①故B錯誤；CD．根據(jù)結(jié)合得由公式①可以用題干中的已知量（其中兩個衛(wèi)星的高度和周期）表示出地球半徑，所以可以求出地球的質(zhì)量和密度，故C正確，D錯誤。故選C。18．（2022·江蘇南通·模擬預測）2016年10月19日凌晨，神舟十一號飛船與天宮二號對接成功，如圖兩者對接后一起繞地球運行的軌道可視為圓軌道，運行周期為T，已知地球半徑為R，對接體距地面的高度為kR，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．對接后，飛船的線速度大小為B．對接后，飛船的加速度大小為C．地球的密度為D．對接前，飛船通過自身減速使軌道半徑變大靠近天宮二號實現(xiàn)對接【答案】B【解析】A．對接后，軌道半徑飛船的線速度選項A錯誤；B．在地球表面附近，根據(jù)重力等于萬有引力得對接后，根據(jù)萬有引力提供向心力有得選項B正確；C．根據(jù)萬有引力提供向心力有得地球質(zhì)量密度選項C錯誤；D．對接前，飛船如果減速，在原軌道上萬有引力大于所需要的向心力，做近心運動，軌道半徑變小，不能實現(xiàn)對接，選項D錯誤。故選B。19．（2022·江蘇淮安·模擬預測）為監(jiān)控北回歸線處某島嶼的環(huán)境變化，每天下午同一時刻有一顆繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星經(jīng)過該島嶼正上方拍照，下列說法正確的是（）A．地球自轉(zhuǎn)周期是該衛(wèi)星運行周期的整數(shù)倍B．該衛(wèi)星軌道平面與北回歸線所在平面共面C．該衛(wèi)星軌道平面與赤道所在的平面共面D．該衛(wèi)星的軌道半徑可能比同步衛(wèi)星的軌道大【答案】A【解析】A．每天下午同一時刻有一顆繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星經(jīng)過該島嶼正上方拍照，則地球自轉(zhuǎn)一周，該衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動N周，所以地球自轉(zhuǎn)周期是該衛(wèi)星運行周期的整數(shù)倍，A正確；BC．萬有引力提供向心力，該衛(wèi)星軌道平面一定與地心和該島嶼共面，且不可能與北回歸線所在平面共面，也不可能與赤道所在平面共面，BC錯誤；D．根據(jù)牛頓第二定律得解得該衛(wèi)星的周期小于地球同步衛(wèi)星的周期，所以該衛(wèi)星的軌道半徑一定比同步衛(wèi)星的軌道小，D錯誤。故選A。20．（2022·江蘇常州·三模）我國自主研發(fā)的空間站“天和”核心艙在圓軌道上做圓周運動。航天員在核心艙長期駐留開展科學實驗。已知地球半徑為R、地面的重力加速度g，則（）A．“天和”核心艙的向心加速度大于gB．“天和”核心艙的線速度大于第一宇宙速度C．測出“天和”核心艙的速度可以得到軌道半徑D．測出“天和”核心艙的周期可以測出地球質(zhì)量【答案】C【解析】設(shè)地球質(zhì)量為M，核心艙的質(zhì)量為m，繞地球做半徑為r、周期為T、線速度大小為v、加速度大小為a的勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律有分別解得

①②

③AB．在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動的物體，其向心加速度等于地面的重力加速度，線速度等于第一宇宙速度，即

④

⑤而核心艙的軌道半徑大于地球半徑，則比較③④兩式可知核心艙的向心加速度小于g，比較①⑤兩式可知核心艙的線速度小于第一宇宙速度，故AB錯誤；C．根據(jù)①④式可知，在g和R已知的情況下，測出“天和”核心艙的速度可以得到軌道半徑，故C正確；D．根據(jù)②④式可知，在g和R已知的情況下，測出“天和”核心艙的周期可以得到軌道半徑，無法測出地球質(zhì)量，故D錯誤。故選C。21．（2022·江蘇省鎮(zhèn)江第一中學高三階段練習）2021年10月16日，神舟十三號載人飛船把翟志剛、王亞平、葉光富三位航天員送入空間站，在軌駐留6個月進行了出艙活動、太空授課、科學研究等重要工作后，飛船返回艙于2022年4月16日在東風著陸場成功著陸，三位宇航員順利返回地面．空間站在近地點高度200km、遠地點高度356km的預定軌道上飛行，則（）A．中國空間站的運行周期大于地球同步衛(wèi)星的運行周期B．王亞平在艙內(nèi)把“冰墩墩”水平拋出，冰墩墩相對艙的運動軌跡為拋物線C．神舟十三號飛船在返回時，需要在適當?shù)奈恢眠M行減速變軌順利返回地球D．翟志剛和葉光富在空間站互相推拉的過程中，他倆動量守恒，機械能也守恒【答案】C【解析】A．中國空間站的環(huán)繞半徑較小，運行周期小于地球同步衛(wèi)星的運行周期，故A錯誤；B．王亞平在艙內(nèi)把“冰墩墩”水平拋出，空間站處于失重狀態(tài)，冰墩墩相對艙的運動軌跡為直線，故B錯誤；C．神舟十三號飛船在返回時，需要在適當?shù)奈恢眠M行減速變軌，萬有引力大于向心力，空間站做向心運動順利返回地球，故C正確；D．翟志剛和葉光富在空間站互相推拉的過程中，推力做功了，他倆動量守恒，機械能不守恒，故D錯誤。故選C。22．（2022·江蘇南通·高三開學考試）近期中國航天喜訊不斷，在觀看電視轉(zhuǎn)播時，看到飛船控制中心的大屏幕上如圖所示的曲線：飛船繞地球飛行兩周，地球轉(zhuǎn)過，地表的重力加速度為，地球半徑為，地球自轉(zhuǎn)周期為，則此飛船運行的軌道高度為（

）A． B．C． D．【答案】D【解析】地球轉(zhuǎn)過所用時間等于飛船周期的2倍，則飛船周期為設(shè)飛船運行的軌道高度距離地面h，由萬有引力提供向心力又由忽略地球自轉(zhuǎn)有聯(lián)立各式解得故選D。23．（2022·江蘇·南京師大附中模擬預測）如圖所示，航天器A和衛(wèi)星B均在赤道面內(nèi)，它通過一根金屬長繩相連，在各自的軌道上繞地球做自西向東的勻速圓周運動，不考慮繩系衛(wèi)星與航天器之間的萬有引力，忽略空氣阻力，不計金屬長繩的質(zhì)量，則（）A．正常運行時，金屬長繩中拉力為零B．繩系衛(wèi)星B的線速度大于航天器A的線速度C．由于存在地磁場，金屬長繩上繩系衛(wèi)星B端的電勢高于航天器A端的電勢D．若在繩系衛(wèi)星B的軌道上存在另一顆獨立衛(wèi)星C，其角速度大于繩系衛(wèi)星B的角速度【答案】D【解析】A．正常運行時，航天器A和衛(wèi)星B的角速度相同，若僅在地球引力作用下做勻速圓周運動則航天器A角速度比衛(wèi)星B的角速度小，故長繩中一定有彈力，故A錯誤；B．由航天器A和衛(wèi)星B的角速度相同，由，則航天器A的線速度大于繩系衛(wèi)星B的線速度，故B錯誤；C．地磁場的方向在赤道上空是由南向北，金屬長繩由西向東切割磁感線，由右手定則知B端的電勢低于航天器A端的電勢，故C錯誤；D．將航天器A和衛(wèi)星B看作一個系統(tǒng)，則該系統(tǒng)的重心位置應(yīng)大于衛(wèi)星B的位置，即系統(tǒng)的軌道半徑應(yīng)大于衛(wèi)星B的軌道半徑，由系統(tǒng)只在地球引力作用下做勻速圓周運動有則知獨立衛(wèi)星C的角速度大于繩系衛(wèi)星B的角速度，故D正確。故選D。24．（2022·江蘇·模擬預測）“雙星系統(tǒng)”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(tǒng)。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“雙星系統(tǒng)”。已知A星球的公轉(zhuǎn)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(zhuǎn)。則（）A．A星球和B星球的質(zhì)量之和為B．A星球的質(zhì)量為C．A星球和B星球的動量大小相等D．A星球和B星球的加速度大小相等【答案】C【解析】ABC．設(shè)B星球質(zhì)量為M，B表面某物體的質(zhì)量為m，忽略自轉(zhuǎn)的影響，則有解得B球到O點的距離為，A球質(zhì)量為，到O點的距離為，則可得由于它們角速度相同且則，又因為聯(lián)立解得A星球質(zhì)量故AB錯誤，C正確；D．A星球與B星球的引力大小相同，質(zhì)量不同，所以加速度大小不等，故D錯誤。故選C。二、解答題25．（2022·江蘇·南京市中華中學高三開學考試）宇航員登上某球形未知天體，在該天體表面將某一小球豎直上拋，得到的小球動能隨小球距離未知天體表面的高度變化情況如圖所示，圖中為已知量。已知小球質(zhì)量為m，該星球的第一宇宙速度為v，求：（1）該未知天體表面的重力加速度大?。唬?）該未知天體的半徑大小。【答案】（1）；（2）【解析】（1）對小球由動能定理可得解得重力加速度為（2）對該星球的近地衛(wèi)星，由重力作為向心力可得聯(lián)立解得未知天體半徑為26．（2022·江蘇揚州·模擬預測）20世紀人類最偉大的創(chuàng)舉之一是開拓了太空的全新領(lǐng)域。現(xiàn)有一艘遠離星球在太空中直線飛行的宇宙飛船，為了測量自身質(zhì)量，啟動推進器，測出飛船在很短的時間內(nèi)速度的改變和飛船受到的推力F（其他星球?qū)λ囊珊雎裕?。飛船在某次航行中，當它飛近一個孤立的星球時，飛船能以速度v在離星球較高的軌道上繞星球做周期為T的勻速圓周運動。已知星球的半徑為R，引力常量用G表示，求：（1）宇宙飛船m；（2）星球的質(zhì)量M。【答案】（1）；（2）【解析】（1）依題意，根據(jù)動量定理可得得宇宙飛船質(zhì)量（2）設(shè)飛船繞星球做勻速圓周運動的軌道半徑為，根據(jù)萬有引力提供向心力，可得又聯(lián)立可得星球的質(zhì)量27．（2022·江蘇南通·高三開學考試）我國中繼衛(wèi)星“鵲橋”是運行于地月拉格朗日點的通信衛(wèi)星，點位于地球和月球連線的延長線上，“鵲橋”可以在幾乎不消耗燃料的情況下與月球同步繞地球做勻速圓周運動，如圖所示。已知“鵲橋”質(zhì)量遠小于月球質(zhì)量，可忽略“鵲橋”對月球的影響，地球與月球的中心距離為r，點與月球的中心距離為，月球繞地球公轉(zhuǎn)周期為T，引力常量為G。求：（1）“鵲橋”在點的加速度大小a；（2）地球質(zhì)量與月球質(zhì)量的比值?！敬鸢?/p>