专题05 万有引力定律与航天
【满分：110分 时间：90分钟】
一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中， 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1．地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形．已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为( ) A. 0.19 B. 0.44 C. 2.3 D. 5.2 【答案】B
GMvrMmv2【解析】由G2?m得： v?，所以有： 1?2?0.44，B正确；ACD错误；
rrrv2r1故选B。
2．2020年8月16日，墨子号量子科学实验卫星成功发射升空，这标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。已知卫星在距地球表面高度为h的圆形轨道上运动，运行周期为T，引力常量为G，地球半径为R，则地球的质量可表示为（ ）
4?2?R?h?4?2?R?h?4?2?R?h?4?2R3A. B. C. D. 2222GTGTGTGT【答案】B
32
3．2020年10月19日，天宫二号空间实验室与神舟十一号载人飞船在距地面393公里的轨道高度交会对接成功。由此消息对比神舟十一号与地球同步卫星的认识，正确的是（ ）
1
A. 神舟十一号载人飞船中宇航员没有受到力的作用 B. 神舟十一号载人飞船的周期为24小时
C. 神舟十一号载人飞船的周期小于同步卫星的周期 D. 神舟十一号载人飞船中天平可以正常使用 【答案】C
点睛：解决本题的关键是理解宇宙员处于完全失重状态，靠地球的万有引力提供向心力，做圆周运动；明确飞船上所有天体均做匀速圆周运动
4．“天舟一号”货运飞船2020年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空，与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距地面约380km的圆轨道上飞行，已知地球距地面卫星的高度约为36000km，则“天舟一号”（ ）
A. 线速度小于地球同步卫星的线速度 B. 线速度大于第一宇宙速度
C. 向心加速度小于地球同步卫星加速度 D. 周期小于地球自转周期 【答案】D
【解析】A. “天舟一号”的轨道半径比地球同步卫星的小，由开普勒第二定律知其线速度大于同步卫星的线速度。故A错误；
B. 第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度，“天舟一号”的线速度小于第一宇宙速度。故B错误；
C. 万有引力等于向心力，则向心加速度加速度，C错误；
知，“天舟一号”的向心加速度大于地球同步卫星的向心
2
D. 万有引力等于向心力，得,“天舟一号”的周期小于同步卫星的周期，而同步
卫星的周期等于地球的自转周期，D正确。
5． “天舟一号”货运飞船于2020年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空，与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距离地面约380km的圆轨道上飞行，已知地球同步卫星距地面的高度约为36000km，则“天舟一号”（ ） A. 线速度小于地球同步卫星的线速度 B. 线速度小于第一宇宙速度
C. 向心加速度小于地球同步卫星加速度 D. 周期大于地球自转周期 【答案】B
GMr3GM【点睛】根据卫星的速度公式v?，向心加速度公式a?2，周期公式T?2?，进行分
rrGM析；第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度。
6．有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点，现在从M中挖去一半径为
R的球体（如图），然后又在挖空部分填满另外一种密度为原来2倍的物质，如图所示。2则填充后的实心球体对m的万有引力为（ ）
A.
11GMm5GMm1GMm13GMm B. C. D.
36R218R23R236R2【答案】A
3
点睛：由题意可知，在小球内部挖去直径为R的球体，其半径为R/2，计算出挖去部分对质点的引力，再计算出填充部分对质点的引力，用原来整个大球对质点的引力减去挖去部分对质点的引力，加上填充部分对质点的引力即可。
7．“嫦娥五号”作为我国登月计划中第三期工程的“主打星”，将于2020年左右在海南文昌 卫星发射中心发射，登月后又从月球起飞，并以“跳跃式返回技术”成功返回地面,完成探月工程的重大跨越——带回月球样品。“跳跃式返回技术”是指航天器在关闭发动机后 进入大气层，依靠大气升力再次冲出大气层，降低速度后再进入大气层。如图所示，虚线为大气层的边界。已知地球半径为R,d点距地心距离为r，地球表面重力加速度为g。 则下列说法正确的是 （ ）
A. “嫦娥五号”在b点处于完全失重状
gr2B. “嫦娥五号”在d点的加速度大小等于2
RC. “嫦娥五号”在a点和c点的速率相等
4
D. “嫦娥五号”在c点和e点的速率相等 【答案】D
8．2020年4月中下旬“天舟一号”货运飞船将择机发射，并与“天宫二号”空间实验室交会对接、实施推进剂在轨补加、开展空间科学实验和技术试验等功能。若对接前它们都绕地球做匀速圆周运动，且“天舟一号”处于低轨道，“天宫二号”空间实验室处于高轨道，如图所示，则（ ）
A. “天舟一号”在地面上的发射速度不会超过7.9km/s B. 为了顺利实现对接，“天舟一号”在图示轨道需要点火减速 C. 对接成功后，“天舟一号”的动能减小，机械能增大 D. 对接后，由于“天宫二号”的质量增大，其轨道降低 【答案】C
9．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，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则（ ）
5
高考物理二轮复习专题万有引力定律与航天测
