押题精选06 万有引力定律与航天-2021年高考物理108所名校押题精选（新高考地区专用）

押题精选06 万有引力定律与航天 1．中国绕月卫星“龙江二号”是全球首个独立完成地月转移、近月制动、环月飞行的微卫星，2019年2月4日，“龙江二号”成功拍下月球背面和地球的完整合照。已知“龙江二号”距离月球表面h处环月做圆周运动的周期为T，月球半径为R，万有引力常量为G，据此不可求的物理量是（　　） A．“龙江二号”的质量 B．“龙江二号”的线速度大小 C．月球的质量 D．月球表面的重力加速度大小 【答案】A 【详解】 AC．根据万有引力提供向心力可知 “龙江二号”的质量不可求出，但月球质量可求出，故A错误，符合题意，C正确，不符合题意； B．根据 可求出其运动的线速度，故B正确，不符合题意； D．根据 且M也为已知量，可求出月球表面的重力加速度，故D正确，不符合题意； 故选A。 2．我国在2020年7月23日发射的火星探测器“天问一号”，将于今年登陆火星，假定载着登陆舱的“天问一号”经过变轨后登陆火星的运动轨迹如图所示，其中轨道I为圆周，轨道II为椭圆。“天问一号”经轨道I、Ⅱ运动后在Q点登陆火星，轨道I、Ⅱ在O点相切，轨道上的O、P、Q三点与火星中心在同一直线上，O、Q两点分别是椭圆轨道Ⅱ的远火星点和近火星点。已知火星的半径为R，OQ=4R，“天问一号”在轨道Ⅰ上经过O点的速度为v。下列关于“天问一号”的说法中正确的是（　　） A．要登陆火星，需要在O点点火加速 B．在轨道Ⅰ上O点的加速度与在轨道Ⅱ上O点加速度之比是9∶16 C．在轨道Ⅰ上的周期与在轨道Ⅱ上的周期之比是3∶2 D．在轨道Ⅱ上运动时，经过O点的加速度等于 【答案】D 【详解】 A．要登陆火星，需要在O点点火减速，所以A错误； B．根据 可知 ，在轨道Ⅰ上O点的加速度与在轨道Ⅱ上O点加速度之比是1∶1，所以B错误； C．在轨道Ⅰ上的半长轴与在轨道Ⅱ上的半长轴之比为 根据开普勒第三定律 可知，在轨道Ⅰ上的周期与在轨道Ⅱ上的周期之比是 ，所以C错误； D．在轨道Ⅱ上运动时，经过O点的加速度等于在轨道Ⅰ上O点的加速度，则有 所以D正确； 故选D。 3．2020年11月24日，中国在文昌航天发射场，用长征五号运载火箭成功发射探月工程“嫦娥 五号探测器”，经过一系列变轨后于11月29日进入距月面高度为h的环月圆轨道，绕月球做匀速圆周运动。已知月球半径为R，月面重力加速度为g，则“嫦娥五号探测器”绕月球做匀速圆周运动的周期为 （　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 根据 且 联立解得 故选B。 4．我国探月工程“绕、落，回”三步走，嫦娥五号探测器成功实现了月球表面采样返回的任务，把“可上九天揽月”的科学畅想变成了现实。返回过程中，嫦娥五号探测器从近月圆形轨道变轨进入近月点高度约为200公里的椭圆轨道，实施了第一次月地转移。如图所示，假设月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g0，探测器在圆形轨Ⅰ运动，到达轨道的A点，点火变轨II进入椭圆轨道Ⅱ，B点为轨道Ⅱ上的远月点，下列判断正确的是（　　） A．探测器在轨道Ⅰ上运动的周期为 B．探测器在轨道Ⅱ运动时受到的月球引力小于在轨道I运动时受到的月球引力 C．探测器从A到B运行的过程中机械能减小 D．在A点变轨时，只要探测器的速度大小增加，就一定能进入轨道Ⅱ的椭圆轨道 【答案】B 【详解】 A．根据万有引力提供向心力，有 根据黄金代换，有 联立，可得 故A错误； B．根据万有引力公式，有 探测器在轨道Ⅱ运动时到月球的距离均大于或等于在轨道I运动时到月球的距离，因此在轨道Ⅱ受到的引力小，故B正确； C．探测器从A到B运行的过程中只有万有引力做功，机械能不变。故C错误； D．在A点变轨时，当探测器的速度大小增加到一定值时，才能进入轨道Ⅱ的椭圆轨道。故D错误。 故选B。 5．如图甲所示，“天问一号”探测器从地球发射后，立即被太阳引力俘获，沿以太阳为焦点的椭圆轨道b运动到达火星，被火星引力俘获后环绕火星飞行，轨道b与地球公转轨道a、火星公转轨道c相切。如图乙所示，“天问一号”目前已由椭圆轨道I进入圆轨道II，进行预选着陆区探测。下列说法正确的是（　　） A．“天问一号”的发射速度v满足7.9km/s< v <11.2km/s B．“天问一号”的发射速度v满足11.2km/s≤v <16.7km/s C．“天问一号”在轨道II上的速度大于火星的第一宇宙速度 D．“天问一号”在椭圆轨道I上经过M点的速度小于在圆轨道II上经过M点的速度 【答案】B 【详解】 AB．因为“天问一号” 环绕火星飞行，则其脱离地球吸引，所以其发射速度大于第二宇宙速度，但是它还是处于太阳系中，所以其发射速度小于第三宇宙速度，则A错误；B正确； C．“天问一号”在轨道II上的速度小于火星的第一宇宙速度，因为火星的第一宇宙速度也是卫星的最