08万有引力与航天 走近特殊线 -2019-2021浙江省高三名校联盟物理试题精选

走近特殊线 2019-2021年浙江名校联盟物理试题精选08 万有引力与航天 姓名 班级 学号 复习策略 限时：30min 【重点掌握：万有引力问题中的两条思路（五个公式）及其相关物理量的变化规律】 【变轨问题】 1.【2020 年浙江教育绿色评价联盟6月适应性考试】 2019年12月27日，长征五号遥三运载火箭（“胖五”）在中国文昌航天发射场点火升空发射成功，标志着我国航天事业又上一个新台阶。设想其中一颗人造卫星在发射过程中，原来在椭圆轨道绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在轨道1与在轨道2运行比较，卫星在P点的加速度不同 B. 在轨道1与在轨道2运行比较，卫星在轨道2上的P点的速度较大 C. 卫星在轨道2的任何位置都具有相同加速度 D. 在轨道1与在轨道2运行比较，卫星在轨道1的周期较大 【答案】B 【解析】A．卫星受到地球的万有引力作用，由牛顿第二定律，解得加速度，其中r为卫星到地球球心的距离，由于不论在哪个轨道上的P点，其到地球球心的距离都相同，所以在轨道1与轨道2运行比较，卫星在P点的加速度相同，故A错误；B．卫星在P点由轨道1进入轨道2要进行加速，做离心运动，故卫星在轨道2上的P点的速度较大，故B正确；C．卫星在轨道2不同位置的加速度的方向不同，始终指向圆心，故加速度不同，故C错误；D．根据开普勒第三定律，可知轨道2的半径大于轨道1的半长轴，故轨道1运行的周期小于轨道2上的运行周期，故D错误。故选B。 2.【2021届高三富阳、浦江、新昌三校第三次联考】对于环绕地球做圆周运动的卫星，它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化，某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T关系作出如图所示图像，已知地球半径为R，则可求得地球表面的重力加速度g为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】卫星受到的万有引力提供其圆周运动的向心力：G=mr，解得：r3=T2，对照图象可知：=，，故ACD错误，B选项正确；故选B。 3.【2020年9月浙南名校联盟第一次联考】2020年7月31日，习近平总书记向世界宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通，标志着北斗三步走”发展战略圆满完成，北斗迈进全球服务新时代。北斗三号具备导航定位和通信数传两大功能，可提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位共7类服务，是功能强大的全球卫星导航系统。全球范围定位精度优于10米、测速精度优于0.2米/秒、授时精度优于20纳秒、服务可用性优于99%，亚太地区性能更优。其中2019年4月20日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运较火箭，成功发射第44颗北斗导航卫星，拉开了今年北斗全球高密度组网的序幕。北斗系统主要由离地面高度约为5.6R（R为地球半径）同步轨道卫星和离地面高度约为3R的中圆轨道卫星组成，设表面重力加速度为g，忽略地球自转。则（　　） A. 这两种卫星线速度都大于 B. 中圆轨道卫星的运行周期小于24小时 C. 中圆轨道卫星的向心加速度约为 D. 根据可知，若卫星从中圆轨道变轨到同步轨道，需向前方喷气减速 【答案】B 【解析】A．M表示地球的质量，m表示卫星的质量，根据万有引力提供向心力， 得，又地球表面的物体，得，故A错误；B．M表示地球的质量，m表示卫星的质量，根据万有引力提供向心力，可得，得，可知轨道半径越大则周期越大，所以中圆轨道卫星的运行周期小于同步卫星的周期24小时，故B正确；C．中圆轨道卫星，又，则其向心加速度约为，故C错误；D．卫星的轨道越高，则其机械能增大，所以若卫星从中圆轨道变轨到同步轨道，需向后方喷气加速，故D错误。故选B。 4.【金丽衢十二校2020学年高三第一次联考】2020年10月诺贝尔物理学奖一半被授予英国科学家罗杰·彭罗斯（RogerPenrose）以表彰他在黑洞研究方面的贡献。光无法从密度极大，引力极大的天体中逃逸，这种天体称为黑洞。已知地球公转的半径为R，周期约为T，光速为c，地面的重力加速度为g。假设太阳演变为黑洞，（设太阳的质量不变，逃逸速度是其第一宇宙速度的倍，G为引力常量）（　　） A. 地球的质量为 B. 地球的逃逸速度为 C. 太阳的质量为 D. 太阳演变为黑洞的最大半径为 【答案】D 【解析】A．设地球的半径为r，质量为m1，地球表面物体重力等于万有引力，有，与地球公转半径无关，故A错误；B．第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，根据万有引力提供向心力得，可得，则地球的逃逸