2021年高考物理专题训练：万有引力与航天
一、选择题
1、（双选）“空间站”是科学家进行天文探测和科学实验的特殊而又重要的场所．假设“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致．下列说法正确的是( )
A．“空间站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度 B．“空间站”运行的速度等于同步卫星运行速度的10倍 C．站在地球赤道上的人观察到“空间站”向东运动
D．在“空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在舱中悬浮或静止
2、根据开普勒定律可知：火星绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．下列说法正确的是（ ）
A. 太阳对火星的万有引力大小始终保持不变 B. 太阳对火星的万有引力大于火星对太阳的万有引力 C. 火星运动到近日点时的加速度最大 D. 火星绕太阳运行的线速度大小始终保持不变
3、假设行星绕太阳在某轨道上做匀速圆周运动,下列说法正确的是( ) A.行星受到太阳的引力和向心力
B.太阳对行星有引力,行星对太阳没有引力 C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力 D.太阳对行星的引力与行星的质量成正比 4、(双选)在万有引力定律的公式F?GMm中,r是 () 2rA.对行星绕太阳运动而言,是指运行轨道的半径
B.对地球表面的物体与地球而言,是指物体距离地面的高度 C.对两个均匀球而言,是指两个球心间的距离 D.对人造地球卫星而言,是指卫星到地球表面的高度
r35、把行星运动近似看成匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T?，
k2则可推得（ ）
A. 行星受太阳的引力为F?kB. 行星受太阳的引力都相同
m 2r4?2kmC. 行星受太阳的引力为F? 2rD. 质量越大的行星受太阳的引力一定越大
6、太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,这个向心力大小( )
A.与行星到太阳的距离成正比 B.与行星到太阳的距离成反比 C.与行星到太阳的距离的平方成反比 D.只与太阳质量成正比,与行星质量无关
7、某星球的质量与地球质量相同,半径为地球半径的两倍。假设人类在该星球上能正常进行各种活动,则与地球上相比,在该星球上 ( )
A.跳高运动员会跳得更高 B.水平投出的篮球下落得更快 C.烧开一壶水需要的时间更长 D.称体重时弹簧秤体重计的读数更大
8、我国发射的“神州六号”载人飞船（周期为Ta， 轨道半径为ra）与“神州五号”飞船（周期为Tb， 轨道半径为rb）相比，它在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示，下列说法中不正确的是（ ）
A. 在轨道上“神州六号”的环绕速度比“神州五号”的要小 B. “神州六号”的周期比“神州五号”的要短
ra3rb3C. 3?3 TaTbD. “神州六号”的向心加速度较小
9、地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，可估算地球的平均密度为( ) 3gA. 4πRGg
C.RG
3g
4πR2GgD.RG2 B.
10、冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动．由此可知，冥王星绕O点运动的( ) 1
A．轨道半径约为卡戎的7 1
B．角速度大小约为卡戎的7 C．线速度大小约为卡戎的7倍 D．向心力大小约为卡戎的7倍
11、太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学中称为“行星冲日”，假定有两个地外行星A和B，地球公转周期T0＝1年，公转轨道半径为r0，A行星公转周期TA＝2年，B行星公转轨道半径rB＝4r0，则下列说法错误的是 ( )
A．A星公转周期比B星公转周期小 B．A星公转线速度比B星公转线速度大
C．相邻两次A星冲日间隔比相邻两次B星冲日间隔时间长 D．相邻两次A、B两星同时冲日时间间隔为2年 12、经典力学的局限性体现在其理论只适用于( ) A．微观、低速、弱引力领域 B．微观、高速、强引力领域 C．微观、高速、弱引力领域
D．宏观、低速、弱引力领域
二、非选择题
1、如果真空中的光速为c＝3.0×108 m/s，当一个物体的运动速度为v1＝2.4×108 m/s时，质量为3 kg.当它的速度为1.8×108 m/s时，质量为多少？
2、土星直径为119 300 km,是太阳系中第二大行星,自转周期只需 10 h 39 min,公转周期为29.4年,距离太阳1.432×109 km。土星最引人注目的是绕着其赤道的巨大光环。在地球上人们只需要一架小型望远镜就能清楚地看到光环,环的外沿直径约为 274 000 km。请由上面提供的信息,估算地球距太阳有多远。(保留两位有效数字)
g
3、将一个物体放置在航天飞机中，当航天飞机以a＝2的加速度随火箭竖直向上加速升空的过程中，某时刻测得物体与航天飞机中的支持物在竖直方向上的17
相互挤压力为在起飞前静止时压力的18，求： (1)此时航天飞机所处位置的重力加速度的大小； (2)此时航天飞机距地面的高度；
(3)若航天飞机在此高度绕地球飞行一周，所需的时间T为多大？(地球半径取R＝6.4×106 m，g取10 m/s2)
参考答案
一、选择题 1、
【解析】本题考查万有引力定律的应用．圆轨道上运行的“空间站”所受万有引力、重力、向心力为同一力，故“空间站”运行的加速度等于其所在高度处Mm
的重力加速度，A项正确；“空间站”所受万有引力充当向心力，即G
（R＋h）2v2
＝m，得v＝
R＋h
GM
，B项错误；由开普勒第三定律可知，“空间站”轨R＋h
道半径小于同步卫星的轨道半径，“空间站”的运行周期小于同步卫星的周期，即小于地球自转周期，所以站在地球赤道上的人应观察到它向东运动，C项正确；“空间站”内宇航员只受万有引力作用，处于完全失重状态，D项错误． 【答案】AC 2、
【答案】 C 【解析】【A、根据F=G
，由于太阳与火星的间距不断变化，故太阳对火
星的万有引力大小不断变化，故A错误；
B、根据牛顿第三定律，太阳对火星的万有引力大等于火星对太阳的万有引力，故B错误； C、根据a=
=
，火星运动到近日点时的加速度最大，故C正确；
D、根据开普勒定律中的面积定律，火星绕太阳运行的线速度大小始终变化，近日点速度最大，远日点速度最小，故D错误； 故选：C 3、
解析:向心力是效果力,它由物体所受外力提供,A错误;太阳与行星间的引力是一对相互作用力,大小相等,B,C错误;由于太阳质量为确定值,因此太阳对行星的引力与行星的质量成正比,D正确。 【答案】D 4、【答案】A、C 5、【答案】C
2021年高考物理专题训练：万有引力与航天
