18、万有引力与航天（2）-2022年高考物理一轮复习高效作业夯基30分钟练

18、万有引力与航天（二） 一、选择题 1．2021年5月15日，我国天问一号卫星探测器携着陆巡视器祝融号成功着陆火星。如图为天问一号实施火星捕获的轨道简化图，关于天问一号，下列说法正确的是（　　） A．从轨道1变轨进入轨道2，须在P点点火加速 B．在轨道2从P点向M点运行过程中线速度逐渐减小 C．在轨道2的运行周期比在轨道3的运行周期短 D．在轨道2经过M点时的加速度比在轨道3经过Q点时的加速度大 【答案】B 【详解】 A．从轨道1变轨进入轨道2，做向心运动，须在P点点火减速，故A错误； B．在轨道2从P点向M点运行过程中，远离火星，万有引力做负功，故线速度逐渐减小，故B正确； C．根据开普勒第三定律可知，在轨道2的运行周期比在轨道3的运行周期长，故C错误； D．根据万有引力提供向心力 可得 在轨道2的M点距离火星更远，因此经过M点时的加速度比在轨道3经过Q点时的加速度小，故D错误。 故选B。 2．2020年7月22日，中国火星探测工程正式对外发布“中国首次火星探测任务宇宙飞船‘天问一号’着陆平台和火星车”。飞船“天问一号”从地球上发射到与火星会合，运动轨迹如图中虚线椭圆所示。飞向火星过程中，太阳对“天问一号”的引力远大于地球和火星对它的吸引力。下列说法正确的是（　　） A．与火星会合前，“天问一号”的加速度小于火星公转的向心加速度 B．“天问一号”在无动力飞向火星的过程中，引力势能增大，动能减少，机械能守恒 C．“天问一号”椭圆运动的周期小于地球公转的周期 D．“天问一号”在地球上的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 【答案】B 【详解】 A．由牛顿第二定律可得 解得 与火星会合前，“天问一号”到太阳的距离小于火星到太阳的距离，故“天问一号”的加速度较大，A错误； B．“天问一号”在无动力飞向火星的过程中，引力做负功，引力势能增大，动能减少，机械能守恒，B正确； C．“天问一号”椭圆运动的半长轴大于地球公转的半径，由开普勒第三定律可知，“天问一号”椭圆运动的周期大于地球公转的周期，C错误； D．“天问一号”发射后需摆脱地球的引力束缚但仍在太阳系内运动，故在地球上的发射速度应介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之间，D错误。 故选B。 3．宇宙空间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L。忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G。下列说法正确的是（　　 ） A．每颗星做圆周运动的线速度为 B．每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关 C．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍 D．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度变为原来的2倍 【答案】C 【详解】 A．任意两颗星之间的万有引力 每一颗星受到的合力为 由几何关系知：它们的轨道半径为 合力提供它们的向心力 联立解得 故A错误； B．根据 得 故加速度与它们的质量有关，故B错误； C．根据 解得 若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍，故C正确； D．根据 可知，若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度不变，故D错误； 故选C。 4．2020年7月23日，我国成功发射了“天问一号”火星探测器，，经过200余天的长途跋涉，在2021年2月10日，“天问一号”成功实施近火制动，被火星捕获，正式踏入环火轨道，在环火轨道运行3个月后，要实施火星表面着陆，并在火星表面巡视探测。假设探测器着陆火星后，在两极处测得质量为m的物块受到的火星引力为F，已知火星的半径为R，万有引力常量为G，则以下科学猜想正确的是（　　） A．火星赤道表面的重力加速度为g> B．“天问一号”火星探测器的质量为 C．火星的第一宇宙速度为 D．火星赤道处自转的线速度为 【答案】C 【详解】 略 5．人造地球卫星与地面的距离为地球半径的1.5倍，卫星正以角速度ω做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g，R、ω、g这三个物理量之间的关系是（　　） A．ω＝ EMBED Equation.DSMT4 B．ω＝ C．ω＝ EMBED Equation.DSMT4 D．ω＝ EMBED Equation.DSMT4 【答案】A 【详解】 由 得 其中r＝2.5R，再根据黄金代换 可得 故A正确，BCD错误。 故选A。 6．有一类地行星，行星半径为R，自转周期为T0，它的同步卫星轨道半径为r=6R，现在要在恰当位置安置三颗同步通信卫星，使卫星信号能覆盖整个赤道，则行星的自转周期至少为（　　）。 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 要在恰当位置安置三颗同步通信卫星，使卫星信号能覆盖整个赤道，如图所示 由几何关系