高考物理淮安力学知识点之万有引力与航天难题汇编及答案解析
一、选择题
1．若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2:7．已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R．由此可知，该行星的半径约为（ ） A．
1R 2B．
7R 2C．2R D．7R 22．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能增大为原来的4倍，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（ ） A．向心加速度大小之比为1∶4 C．周期之比为4∶1 A．线速度越大
B．角速度越小
B．轨道半径之比为4∶1 D．角速度大小之比为1∶2 C．加速度越小
D．周期越大
3．若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越近的卫星（ ） 4．关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是（ ） A．它的轨道可以是椭圆
B．各国发射的这种卫星轨道半径都一样 C．它不一定在赤道上空运行
D．它运行的线速度一定大于第一宇宙速度
5．图甲为“中星9A”在定位过程中所进行的10次调整轨道的示意图，其中的三条轨道如图乙所示，曲线Ⅰ是最初发射的椭圆轨道，曲线Ⅱ是第5次调整后的椭圆轨道，曲线Ⅲ是第10次调整后的最终预定圆轨道；轨道Ⅰ与Ⅱ在近地点A相切，轨道Ⅱ与Ⅲ在远地点B相切。卫星在变轨的过程中质量变化忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道Ⅲ上运行的速度大于第一宇宙速度
B．卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速度小于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的速度 C．卫星在轨道Ⅰ上经过A点时的机械能大于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的机械能 D．卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的加速度小于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的加速度 6．2015年7月25日，我国发射的新一代北斗导航卫星，全部使用国产微处理器芯片（CPU），圆了航天人的“中国芯”之梦，该卫星在圆形轨道运行速度v满足（ ） A．v＜7.9 km/s
B．7.9 km/s＜v＜11.2 km/s C．11.2 km/s＜v＜16.7 km/s D．v＞16.7 km/s
7．中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。预计2020年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则( )
A．卫星a的角速度小于c的角速度 B．卫星a的加速度大于b的加速度 C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度 D．卫星b的周期大于24 h
8．如图所示，“天舟一号”处于低轨道，“天宫二号”处于高轨道，则（ ）
A．“天舟一号”的向心加速度小于“天宫二号”的向心加速度 B．“天舟一号”的角速度等于“天宫二号”的角速度 C．“天舟一号”的周期大于“天宫二号”的周期
D．“天舟一号”和“天宫二号”的向心力都由万有引力提供
9．因“光纤之父”高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。假设高锟星为均匀的球体，其质量为地球质量的
11倍，半径为地球半径的倍，则“高锟星”表面的重
qk力加速度是地球表面的重力加速度的（ ）
qA．倍
kkB．倍
qq2C．倍
kk2D．倍
q10．2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行．与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的： （ ） A．周期变大
B．速率变大
C．动能变大
D．向心加速度变大
11．设地球表面的重力加速度为g0，物体在距离地球表面3R(R是地球的半径)处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则A．1
B．
g为( ) g0C．
1 91 4D．
1 1612．设宇宙中某一小行星自转较快，但仍可近似看作质量分布均匀的球体，半径为R．宇航员用弹簧测力计称量一个相对自己静止的小物体的重量，第一次在极点处，弹簧测力计的读数为F1＝F0；第二次在赤道处，弹簧测力计的读数为F2＝面内深度为
F0 ．假设第三次在赤道平2R的隧道底部，示数为F3；第四次在距行星表面高度为R处绕行星做匀速圆2周运动的人造卫星中，示数为F4．已知均匀球壳对壳内物体的引力为零，则以下判断正确的是( )
F0F ，F4＝0 44FB．F3＝0 ，F4＝0
415F0 ，F4＝0 C．F3＝4A．F3＝
D．F3＝4F0 ，F4＝
F0 413．如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进人地球同步轨道Ⅱ，则（ ）
A．该卫星的发射速度必定大于11. 2 km/s B．卫星在同步轨道II上的运行速度大于7. 9 km/s C．在轨道I上，卫星在P点的速度小于在Q点的速度 D．卫星在Q点通过加速实现由轨道I进人轨道II
14．2015年12月29日，高分4号对地观测卫星升空.这是中国高分专项首颗高轨道高分辨率、设计使用寿命最长的光学遥感卫星，也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星.下列关于高分4号地球同步卫星的说法中正确的是( ) A．该卫星定点在北京上空 B．该卫星定点在赤道上空
C．它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍
D．它的周期和地球自转周期相同，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小 15．近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础．如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为T，则火星的平均密度ρ的表达式为（k为某个常数）（ ） A．??kT
B．??k TC．??kT2 D．??k T216．如图所示，有关地球人造卫星轨道的正确说法有（ ）
A．a、b、c 均可能是卫星轨道 B．卫星轨道只可能是 a C．a、b 均可能是卫星轨道 D．b 可能是同步卫星的轨道
17．若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比为（ ）
R3T2A．32
rtR3t2B．32
rTR3t2C．23
rTR2T3D．23
rt18．2017年10与24日，在地球观测组织（GEO）全会期间举办的“中国日”活动上，我国正式向国际社会免费开放共享我国新一代地球同步静止轨道气象卫星“风云四号”和全球第一颗二氧化碳监测科学实验卫星(以下简称“碳卫星”)的数据．“碳卫星”是绕地球极地运行的卫星，在距地700千米的圆形轨道对地球进行扫描，汇集约140天的数据可制作一张无缝隙全球覆盖的二氧化碳监测图，有关这两颗卫星说法正确的是（ ） A．“风云四号”卫星的向心加速度大于“碳卫星”的向心加速度 B．“风云四号”卫星的线速度小于“碳卫星”线速度 C．“风云四号”卫星的周期小于“碳卫星”的周期 D．“风云四号”卫星的线速度大于第一宇宙速度
19．我国发射的“嫦娥一号”卫星经过多次加速、变轨后，最终成功进入环月工作轨道．如图所示，卫星既可以在离月球比较近的圆轨道a上运动，也可以在离月球比较远的圆轨道b上运动．下列说法正确的是
A．卫星在a上运行的线速度小于在b上运行的线速度 B．卫星在a上运行的周期大于在b上运行的周期 C．卫星在a上运行的角速度小于在b上运行的角速度
D．卫星在a上运行时受到的万有引力大于在b上运行时的万有引力
20．人类以发射速度v1发射地球同步卫星，以发射速度v2发射火星探测器，以发射速度v3发射飞出太阳系外的空间探测器，下列说法错误的是（ ） A．v1大于第一宇宙速度，小于第二宇宙
B．v2大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度 C．v3大于第三宇宙速度
D．地球同步卫星的环绕速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度
21．为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍．P与Q的周期之比约为（ ） A．2:1
B．4:1
C．8:1
D．16:1
22．宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（ ） A．0
B．
GM
(R?h)2C．
GMm
(R?h)2D．
GM h223．一个行星，其半径比地球的半径大2倍，质量是地球的25倍，则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（ ） A．6倍
B．4倍
C．
25倍 9D．12倍
24．德国天文学家们曾于2008年证实，位于银河系中心，与地球相距2.6万光年的“人马座A”其实是一个质量超大的黑洞．假设银河系中心仅此一个黑洞，太阳系绕银河系中心做匀速圆周运动，则根据下列哪组数据可以估算出该黑洞的质量(引力常量已知) A．太阳系的质量和太阳系绕该黑洞公转的周期 B．太阳系的质量和太阳系到该黑洞的距离 C．太阳系的运行速度和该黑洞的半径 D．太阳系绕该黑洞公转的周期和公转的半径
25．假设地球是一半径为R，质量分布均匀的球体，一矿井深度为d，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为
d RR?d2) C．(RA．1?B．1?D．(d RR2) R?d
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一、选择题 1．C 解析：C 【解析】 【分析】
通过平抛运动的规律求出在星球上该行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之
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