高考物理复习,万有引力与航天

专题5万有引力定律一、单项选择题1.若用假想的引力场线描绘质量相等的两星球之间的引力场分布，使其它星球在该引力场中任意一点所受引力的方向沿该点引力场线的切线上，指向箭头方向。则描述该引力场的引力场线分布图是（）2.如图所示，一颗陨星进入到地球周围的空间中，它的运动轨迹如虚线abc所示，b距地球最近，陨星质量保持不变，不计阻力，图中实线是以地心为圆心的同心圆，则下列说法正确的有（）A．地球引力对陨星先做负功再做正功B．在b点处陨星的动量最大C．在b点处陨星的动量变化率最小D．陨星的加速度先减小后增大3．如图所示，a为地球赤道上的物体；b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星；c为地球同步卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（）A．角速度的大小关系为acbB．向心加速度的大小关系为abcaaaC．线速度的大小关系为abcvvvD．周期关系为acbTTT4．2007年10月24日18时05分，我国成功发射了“嫦娥一号”探月卫星。卫星经过八次点火变轨后，绕月球做匀速圆周运动。图中所示为探月卫星运行轨迹的示意图（图中1、2、3…8为卫星运行中的八次点火位置）。①卫星第2、3、4次点火选择在绕地球运行轨道的近地点，是为了有效地利用能源，提高远地点高度；②卫星沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中，加速度逐渐增大，速度逐渐减小；③卫星沿椭圆轨道由远地点向近地点运动的过程中，卫星中的科考仪器处于超重状态；④卫星沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中，机械能守恒；⑤卫星在靠近月球时需要紧急制动被月球所捕获，为此实施第6次点火，则此次发动机喷气方向与卫星运动方向相反；⑥卫星在离开地球奔向月球运动过程中引力一定做负功。上述说法正确的是（）A．②③B．①④C．④⑤D．①⑥5．“嫦娥二号”于2010年10月1日发射，其环月飞行的高度距离月球表面100km，所探测到的有关月球的数据比环月飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加翔实，若两颗卫星环月运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示，则（）A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”小B．“嫦娥二号”环月运行时的线速度比“嫦娥一号”小C．“嫦娥二号”环月运行时的角速度比“嫦娥一号”小D．“嫦娥二号”环月运行时的向心加速度比“嫦娥一号”小6．设地球的质量为M，半径为R，自转周期为T，引力常量为G，“神舟七号”绕地球运行时离地面的高度为h，则“神舟七号”与“同步卫星”各自所处轨道处的重力加速度之比为（）A．322234)()()2(GMThRB．34232)2()()(ThRGMC．23432)(2hRGMT）（）（D．23234)()()2(hRGMT7．绕地球做匀速圆周运动的地球同步卫星，距离地表面高度约为地球半径的5.6倍，线速度大小为v1，周期为T1；绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，距离地球表面高度为地球半径的2倍，线速度大小为v2，周期为T2；地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为v3，周期为T3，则下列关系正确的是（）A．v2v1v3B．v1v2v3C．T1=T3T2D．T1T2T38．地球赤道上有一物体随地球的自转，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略），所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球的同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3；地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则（）A．123FFFB．123aagaC．123vvvvD．1329．继“嫦娥一号”绕月卫星成功发射之后，我国又于2010年10月成功发射“嫦娥二号”，其飞行高度距月球表面l00km，所探测到的有关月球的数据比飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加详实。若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示，则有（）A．“嫦娥二号”线速度比“嫦娥一号”小B．“嫦娥二号”周期比“嫦娥一号”小C．“嫦娥二号”角速度比“嫦娥一号”小D．“嫦娥二号”加速度比“嫦娥一号”小10．为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则（）A．该星球的质量为21124GTrMB．该星球表面的重力加速度为1124TrgxC．登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为122121rmrmvvD．登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为323121rrTT11.美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星—“开普勒-22b”，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一周，距离地球约600光年，体积是地球的2.4倍。已知万有引力常量和地球表面的重力加速度。根据以上信息，下列推理中正确的是（）A．若能观测到该行星的轨道半径，可求出该行星所受的万有引力B．若已知该行星的密度和半径，可求出该行星的轨道半径C．根据地球的公转周期与轨道半径，可求出该行星的轨道半径D．若该行星的密度与地球的密度相等，可求出该行星表面的重力加速度12．如图所示，从地面上A点发射一枚远程弹道导弹，假设导弹仅在地球引力作用下，沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B，C为轨道的远地点，距地面高度为h。已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量为G。则下列结论正确的是（）A．导弹在C点的速度大于)(hRGMB．导弹在C点的速度等于3hRGM学C．导弹在C点的加速度等于2)(hRGMD．导弹在C点的加速度大于2)(hRGM13．如图所示，同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速率为v2，地球的半径为R，则下列比值正确的（）A．Rraa21B．221)(rRaaC．Rrvv21D．rRvv2114．物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。若取两物体相距无穷远时的ABRCh地球M引力势能为零，一个质量为m0的质点距质量为M0的引力源中心为r0时，其万有引力势能000prmGME（式中G为引力常数）。一颗质量为m的人造地球卫星以半径为r1圆形轨道环绕地球飞行，已知地球的质量为M，要使此卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径增大为r2，则卫星上的发动机所消耗的最小能量为（）A．1211()EGMmrrB．1211()2GMmErrC．1211()3GMmErrD．21211()3GMmErr15.宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用．设四星系统中每个星体的质量均为m，半径均为R，四颗星稳定分布在边长为a的正方形的四个顶点上．已知引力常量为G．关于四星系统，下列说法错．误．的是()A．四颗星围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动B．四颗星的轨道半径均为2aC．四颗星表面的重力加速度均为2mGRD．四颗星的周期均为2242aaGm16.天文学家如果观察到一个星球独自做圆周运动，那么就想到在这个星球附近存在着一个看不见的星体黑洞。星球与黑洞由万有引力的作用组成双星，以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，那么（）A.做圆周运动的角速度与其质量成反比B.做圆周运动的周期与其质量成反比C.做圆周运动的半径与其质量成反比D.所受的向心力与其质量成反比17．2008年9月25日，我国利用“神舟七号”飞船将宇航员送入太空，9月26日，飞船成功变轨。由原来的椭圆轨道变为距离地面高度为h（约340km）的圆形轨道。已知飞船质量为m，地球半径为R，地面的重力加速度为g，地球自转的角速度为ω，则下列说法正确的是（）A．飞船由椭圆轨道变为圆形轨道时，需要在椭圆轨道的远地点使飞船减速B．飞船做匀速圆周运动时，运行速度大于7.9km/sC．飞船在圆形轨道上运动时，宇航员将不受重力作用[来源:Zxxk.Com]D．飞船在圆形轨道上运动时的动能Ek，满足2211()()22kmRhEmgRh二、多项选择题18.北京时问2012年2月25日凌晨0时12分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，将第十一颗北斗导航卫星成功送人太空轨道。这是一颗地球同步卫星，也是中国2012举发射的首颗北斗导航系统组网卫星。2020年左右，将建成由30余颗卫星组成的北斗卫星导航系统，提供覆盖全球的高精度、高可靠的定位、导航和授时服务。下列关于第十一颗北斗导航卫星说法正确的是（）A．运行速度大于7.9km/sB．离地面的高度一定，相对地面静止C．比月球的角速度大D．与地球赤道上的物体向心加速度相等19.已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G。有关同步卫星，下列表述正确的是（）A．卫星距离地面的高度为2324GMTB．卫星的运行速度小于第一宇宙速度C．卫星运行时受到的向心力大小为2MmGRD．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度20.在航天领域中，悬绳卫星是一种新兴技术，它要求两颗卫星都在圆周轨道上运动，且两颗卫星与地心连线始终在一条直线上，如图所示。已知悬绳的长度为L，其重力不计，卫星A、B的线速度分别为v1、v2，则下列说法正确的是（）A．两颗卫星的角速度相同B．两颗卫星的线速度满足v1v2C．两颗卫星之间的悬绳一定受到拉力的作用D．假设在B卫星轨道上还有一颗卫星C（图中没有画出），它们在同一平面内同向运动，运动一段时间后B、C可能相碰21．2008年9月我国成功实施了“神舟七号”载人航天飞行并首次实现了航天员出舱，飞船沿椭圆轨道1飞行，后在远地点343km处的P点加速，由椭圆轨道1变成高度343km的圆轨道2，在此圆轨道2上飞行运行周期约为90min，下列判断正确的是（）A．飞船在圆轨道上运行时航天员出舱前后都是处于失重状态B．飞船在此圆轨道上运动的线速度大于同步卫星运动的线速度C．飞船变轨前后通过椭圆轨道远地点P时的加速度相等D．飞船变轨前的机械能大于变轨后的机械能22.随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点。假设：深太空中有一颗外星球，质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的一半。则下列判断正确的是（）A．该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期B．某物体在该外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的8倍C．该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D．绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同23.神舟八号无人飞行器，是中国“神舟”系列飞船，也是中国神舟系列飞船进入批量生产的代表。神八已于2011年11月1日5时58分10秒由改进型“长征二号”F遥八火箭顺利发射升空。升空后，“神八”已于2011年11月3日1时36分与此前发射的“天宫一号”实现交会对接，并将和此后的神舟九号、十号一起组成中国首个空间实验室。此次成功对接，使中国载人航天技术水平跃上一个新的台阶。飞船完成任务后返回地面，要在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于神州八号的运动，下列说法中正确的有（）A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B．在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度24.宇宙间存在一些离其它恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统，如图所示，三颗质量均为m的星位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为R，忽略其它星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，万有引力常量为G，则（）A.每颗星做圆周运动的线速度为GmRB.每颗星做圆周运动的角速度为3GmR3C.每颗星做圆周运动的周期为2πR33GmD.每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关