2023高考物理 基础知识综合复习 优化集训10 万有引力与宇宙航行.docx

1、优化集训10万有引力与宇宙航行基础巩固1.下列叙述正确的是()A.英国物理学家牛顿用实验的方法测出了引力常量GB.第谷接受了哥白尼日心说的观点,并根据开普勒对行星运动观察记录的数据,应用严密的数学运算和椭圆轨道假说,得出了开普勒行星运动定律C.亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因D.牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础2.下列说法正确的是()A.万有引力定律只适用于两个质点间万有引力大小的计算B.据表达式F=Gm1m2r2,当r趋近于零时,万有引力趋近于无穷大C.在开普勒第三定律R3T2=k中,k是一个与中心天体有关的常量D.两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力3.

2、行星绕太阳运行的示意图如图所示,下列说法正确的是()A.行星速率最大时在B点B.行星速率最小时在C点C.行星从A点运动到B点做减速运动D.行星从A点运动到B点做加速运动4.(2022浙江宁波高一期末)2022年3月30日上午10时29分,我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭成功将天平二号A、B、C卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,若已知A、B、C卫星绕地球做近似圆周运动,距地高度分别是hA、hB和hc,且hAhBhC,环绕周期分别是TA、TB和TC,地球表面重力加速度为g,则以下说法正确的是()A.天平二号A卫星可能在地表上空沿某一经度线做匀速圆周运动B.根据开普勒第三定律有hA3TA

3、2=hB3TB2=hC3TC2C.根据题中所给信息,可计算地球的质量D.根据题中所给信息,无法算地球的密度5.(2021年浙江1月学考)嫦娥五号探测器是我国首个实施无人月面采样返回的航天器,由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。为等待月面采集的样品,轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。已知引力常量G=6.6710-11 Nm2/kg2,地球质量m1=6.01024 kg,月球质量m2=7.31022 kg,月地距离r1=3.8105 km,月球半径r2=1.7103 km。当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约200 km处做环月匀速圆周运动时,其环绕速度约为()A.16 m/s

4、B.1.1102 m/sC.1.6103 m/sD.1.4104 m/s6.神舟十一号载人飞船与天宫二号进行自动交会对接,如图所示,圆心轨道为天宫二号运行轨道,圆心轨道为神舟十一号运行轨道,则()A.神舟十一号在圆形轨道的运行速率大于7.9 km/sB.天宫二号的运行周期小于神舟十一号的运行周期C.天宫二号的运行速率小于神舟十一号的运行速率D.天宫二号的向心加速度大于神舟十一号的向心加速度7.我国成功发射的第三十颗北斗导航卫星属于中圆地球轨道卫星,在轨高度约为21 500 km,该高度处重力加速度为g1,该卫星的线速度为v1,角速度为1,周期为T1。很早之前发射的天舟一号在高度约400 km的

5、圆轨道上运行,该高度处重力加速度为g2,天舟一号的线速度为v2,角速度为2,周期为T2。则()A.g1g2B.v1v2C.12D.T1T28.我国高分六号卫星在酒泉卫星发射中心成功发射,它是一颗低轨光学遥感卫星,距离地面高度约为864 km,低于地球同步卫星的高度,则()A.可算出高分六号卫星受到的万有引力B.高分六号卫星运行速度大于7.9 km/sC.高分六号卫星运行周期小于地球同步卫星D.高分六号卫星的向心加速度小于赤道处随地球自转的物体的向心加速度9.(2021宁波中学开学考)北斗三号导航卫星系统由24颗中圆地球轨道、3颗地球静止轨道和3颗倾斜地球同步轨道卫星组成,下列说法不正确的是()

6、A.中圆轨道卫星运行速度小于7.9 km/sB.地球静止轨道与地球赤道面重合C.在倾斜地球同步轨道上运行的卫星与地面始终相对静止D.在倾斜地球同步轨道上运行的卫星运行周期为24小时10.“北斗卫星导航系统”(BDS)中的两颗圆轨道半径均为21 332 km 的北斗-M5和北斗-M6卫星,其轨道如图所示,下列说法正确的是()A.两颗卫星绕地球运行的向心加速度大小相等B.两颗卫星绕地球的运行速率均大于7.9 km/sC.北斗-M5绕地球的运行周期大于地球的自转周期D.北斗-M6绕地球的运行速率大于北斗-M5的运行速率11.如图所示,我国自主研发的北斗三号卫星导航系统由分布于a类型轨道的同步轨道卫星

7、、分布于b类型轨道的倾斜轨道卫星(与同步卫星轨道半径相同,轨道倾角55)和分布于c类型轨道的中轨道卫星组成。下列说法正确的是()A.a类型轨道上的卫星相对于地面静止且处于平衡状态B.a类型轨道上的卫星运行速率等于b类型轨道上卫星的速率C.b类型轨道上的卫星也与地球保持相对静止D.三类卫星相比,c类卫星的向心加速度最小12.(2021浙江湖丽衢联考)2021年1月20日,我国在西昌卫星发射中心成功将地球同步卫星天通一号03星发射升空,标志着我国首个卫星移动通信系统建设取得重要进展,关于该卫星下列说法正确的是()A.运行速率在7.9 km/s至11.2 km/s之间B.运行速度大于近地卫星的运行速

8、度C.角速度比月球绕地球运行的角速度小D.向心加速度比月球绕地球运动的向心加速度大13.关于爱因斯坦的狭义相对论,下列说法正确的是()A.狭义相对论的基本假设之一是光速不变原理B.有些运动物体相对于观察者的速度可以大于真空中的光速C.在地面参考系中,观察到在上海和北京同时有两个婴儿诞生,如果在沿北京上海方向高速飞行的飞船上观测,他们也是同时诞生的D.对于不同的惯性系,物理规律(包括力学和电磁学的)的形式都是不同的14.下列运动中,牛顿力学的规律不适用的是()A.子弹的飞行B.飞船绕地球的运行C.列车的运行D.粒子接近光速的运动能力提高15.某颗北斗导航卫星属于倾斜地球同步轨道卫星,卫星入轨并完

9、成在轨测试后,将接入北斗卫星导航系统,为用户提供更可靠服务。通过查询知道,倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤道面有夹角的轨道卫星,它的运转周期也是24小时,如图所示,关于该北斗导航卫星说法正确的是()A.该卫星可定位在北京的正上空B.该卫星与地球同步卫星的向心加速度大小是不等的C.该卫星的发射速度v7.9 km/sD.该卫星的角速度与放在北京地面上物体随地球自转的角速度大小相等16.两颗地球卫星P和Q,卫星P的轨道半径约为地球半径的16倍,卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。则P与Q的线速度大小之比约为()A.12B.14C.21D.4117.长征五号遥四运载火箭托举着天问一号探测器在中

10、国文昌航天发射场点火升空,开启我国首次火星探测任务。已知火星半径约为地球半径的12,火星质量约为地球质量的19,则火星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为()A.94B.49C.23D.3218.你现在正在完成100分钟的期末物理考试,假设一艘飞船相对你以0.3c的速度匀速飞过(c为真空中的光速),则飞船上的观察者根据相对论认为你考完这场考试所用时间()A.大于100分钟B.等于100分钟C.小于100分钟D.不能确定优化集训10万有引力与宇宙航行1.D解析 英国物理学家卡文迪什用扭秤实验的方法测出了引力常量G,A错误;开普勒接受了哥白尼日心说的观点,并根据第谷对行星运动观察记录的数据,

11、应用严密的数学运算和椭圆轨道假说,得出了开普勒行星运动定律,B错误;伽利略认为力是改变物体运动状态的原因,C错误;牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础,D正确。2.C解析 万有引力定律可以普遍使用,不仅仅只适用于两个质点间万有引力大小的计算,故A错误;表达式F=Gm1m1r2,当r趋近于无穷远时,万有引力趋近于无穷小,但当间距为零时,万有引力定律不适用,故B错误;开普勒第三定律R3T2=k中,k是一个与中心天体有关的常量,故C正确;物体间的万有引力总是大小相等、方向相反,分别作用在两个不同的物体上,是一对作用力与反作用力,故D错误。3.C解析 由开普勒第二定律知行星与太阳的连线在相等的时

12、间内扫过的面积相等,A点为近日点,行星的运行速率最大,B点为远日点,行星的运行速率最小,A、B错误;行星由A点到B点的过程中,离太阳越来越远,所以行星的速率越来越小,C正确,D错误。4.D解析 由于地球在自转,所以地球卫星不可能在地表上空沿某一经度线做匀速圆周运动,故A错误;设地球半径为R,根据开普勒第三定律有(hA+R)3TA2=(hB+R)3TB2=(hC+R)3TC2,故B错误;根据GMm(h+R)2=m42T2(h+R),结合=M43R3,得M=42GT2(h+R)3,=3(h+R)3GT2R3,由于地球半径未知,所以无法求出地球的质量和密度,故D正确,C错误。5.C解析 根据Gm2m

13、r2=mv2r,可得v=Gm2r=6.6710-117.31022(1.7103+200)103m/s=1.6103m/s,故选C。6.C解析 第一宇宙速度为最大的环绕速度,可知神舟十一号在圆形轨道的运行速率小于7.9km/s,故A错误;卫星的运行周期为T=2rv=2rrGM,由于天宫二号的轨道半径大于神舟十一号的轨道半径,则天宫二号的运行周期大于神舟十一号的运行周期,故B错误;由万有引力提供向心力,得GMmr2=mv2r,解得v=GMr,由于天宫二号的轨道半径大于神舟十一号的轨道半径,则天宫二号的运行速率小于神舟十一号的运行速率,故C正确;向心加速度a=GMr2,由于天宫二号的轨道半径大于神舟十一号的轨道半径,所以天宫二号比神舟十一号加速度小,故D错误。7.C解析 根据题意,天舟一号轨道高度为400km,第三十颗北斗导航卫星高度为21500km,根据GMmr2=mv2r可知,v=GMr可知,半径越大,线速度越小,所以v1v2,同理=GMr3可知,1T2,选项D错误;向心加速度a=GMr2,所以g1t0,可知飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间大于100分钟。选项A正确。