专题08 万有引力（二）-2020-2021学年上学期高二开学考试物理试题汇编（三）

2020-2021学年上学期高二开学考试物理试题汇编（三） 万有引力（二） 1、（2020-2021学年·湖北省新高考联考协作体高二上学期起点考试）“天问一号”火星探测卫星于2020年7月发射成功，小文在观看过程中得到了如下数据：火星质量约为地球的0.1倍，半径只有地球的一半，而小文只知道地球半径为R、表面的重力加速度为g，通过这些数据（引力常量G已知），下列说法中正确的是（　　） A. 小文认为如果要将“天问一号”发射成功，其从地球表面附近发射的速度应大于或等于16.7km/s B. 小文通过计算得到火星表面的重力加速度为0.2g C. 火星的第一宇宙速度为 D. 火星的密度为 【答案】CD 【解析】 A．如果要将“天问一号”发射成功，其从地球表面附近发射的速度应大于第二宇宙速度，即大于11.2km/s即可，而16.7km/s是脱离太阳系引力的速度，故A错误； B．设地球质量为M，火星质量为，火星半径为，火星表面重力加速度为，在火星表面上的物体所受万有引力大小近似等于受到的重力大小，即 求得火星表面的重力加速度为 由题知 ， 故联立求得 故B错误； C．根据万有引力提供向心力可得，火星的第一宇宙速度 把，，代入解得 故C正确； D．火星密度为 又 ， 联立解得 故D正确； 故选CD。 2、（2020-2021学年·河北省保定容大中学高二上学期开学考试）据报道，美国国家航天航天局（NASA）首次在太阳系外发现“类地”行星。若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为，宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近处自由释放一个小球（引力视为恒力），落地时间为。已知该行星半径为，万有引力常量为，则（　　） A. 该行星的第一宇宙速度为 B. 该行星的平均密度为 C. 如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为 D. 宇宙飞船绕该行星做圆周运动的周期大于 【答案】ABD 【解析】 A．根据得，行星表面的重力加速度 行星绕行星表面飞行时，有 得行星的第一宇宙速度 故A项正确； B．物体放在行星表面时，有 解得：行星的质量 行星的平均密度 故B项正确； C．如果该行星存在一颗同步卫星，对同步卫星有 又 解得：同步卫星距行星表面高度 故C项错误； D．飞船绕行星表面飞行时，有 解得：飞船绕行星表面飞行的周期 据开普勒第三定律知，飞船绕该星球做圆周运动的周期大于，故D项正确。 故选ABD。 3、（2020-2021学年·甘肃省天水一中高二上学期开学考试）火星和木星沿各自椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知： A. 太阳位于木星运行轨道的中心 B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D. 相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 【答案】C 【解析】 太阳位于木星运行轨道的焦点位置，选项A错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，木星和火星绕太阳运行速度的大小不是始终相等，离太阳较近点速度较大，较远点的速度较小，选项B错误；根据开普勒行星运动第三定律可知， 木星与火星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，选项C正确；根据开普勒行星运动第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，但是不等于木星与太阳连线扫过面积，选项D错误；故选C. 4、（2020-2021学年·甘肃省天水一中高二上学期开学考试）如图所示，下列轨道中不可能是卫星绕地球运行的轨道的是（　　） A. 轨道A B. 轨道B C. 轨道C D. 轨道D 【答案】D 【解析】 考查万有引力提供向心力，万有引力方向指向地心。 卫星绕地球运动时，做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，而万有引力指向地心，因此匀速圆周运动的圆心应为地心，从图中可知，轨道D的圆心在地轴上，而没在地心上，而ABC轨道的圆心都在地心上，因此D不可能是绕地球的轨道，因此D不可能，ABC可能。 故选D。 5、（2020-2021学年·甘肃省天水一中高二上学期开学考试）中国“北斗”卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是继美国GPS系统和俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）系统之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，其中空间端包括5颗地球同步卫星和30颗非地球同步卫星，以下说法正确的是（　　） A. 这5颗地球同步卫星发射速度都大于第二宇宙速度 B. 这5颗地球同步卫星的运行周期与地球自转周期不一定相等 C. 这5颗地球同步卫星运动的加速度大小一定相同 D. 不同国家发射的地球同步卫星必须运行在不同的轨道上 【答案】C 【解析】 A．地球同步卫星没有脱离地球束缚，因此发射速度都大于第一