第4章 4 万有引力与宇宙航行-（课件+达标训练）2023新教材新高考物理【导学教程】新编大一轮总复习（人教版）

[对应学生用书P335] 1．(2021·佛山二模)2021年2月10日，中国首次火星探测任务天问一号探测器实施近火捕获制动，成为人造火星卫星。环绕火星时由赤道轨道变为极地轨道，由高空轨道变为低空轨道，分别在赤道轨道远火点Q调整和在极地轨道近火点P调整，下列说法正确的是(　　) A．天问一号由赤道轨道变为极地轨道1，需要在Q点朝运动的前方喷气 B．天问一号在极地轨道1和极地轨道2的P点加速度相同 C．天问一号由极地轨道2变为极地轨道3需要在P点加速 D．若忽略变轨过程喷气导致卫星的质量变化，天问一号在极地轨道2具有的机械能比在极地轨道1具有的机械能大 解析　天问一号由赤道轨道变为极地轨道1，需要在Q点朝与运动的有一定夹角的斜上方喷气，所以A错误；天问一号在极地轨道1和极地轨道2的P点，即为同一位置，则万有引力相同，所以加速度相同，则B正确；天问一号由极地轨道2变为极地轨道3需要在P点减速，所以C错误；若忽略变轨过程喷气导致卫星的质量变化，天问一号从极地轨道2要点火加速才能进入轨道1，即化学能转化为机械能，则天问一号在极地轨道2具有的机械能比在极地轨道1具有的机械能小，所以D错误。 答案　B 2.(2021·上海二模)2021年2月11日，我国 天问一号探测器抵达环火星轨道。由于距离遥远，地球与火星之间的无线电通信会有长时间的延迟。为了节省燃料，我们要等火星与地球之间相对位置合适的时候发射探测器，受天体运行规律的影响，这样的发射机会很少。已知地球和火星在同一平面上、沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，火星的公转轨道半径约是地球的公转轨道半径1.5倍，公转周期约是地球公转周期的1.9倍，太阳发出的光线到地球的时间约为8分钟。根据上述材料，结合所学知识，判断下列说法正确的是(　　) A．地球上发出的指令最短需要约2分钟到达火星 B．地球上发出的指令最长需要约12分钟到达火星 C．错过最佳发射窗口期后，下一个最佳发射窗口期需要再等约2.1年 D．错过最佳发射窗口期后，下一个最佳发射窗口期需要再等约1年 解析　太阳发出的光线到火星的时间约为8 min×1.5＝12 min，所以地球上发出的指令最短需要约12 min－8 min＝4 min到达火星，最长需要约12 min＋8 min＝20 min到达火星，故A、B错误；设地球公转周期为T，则火星公转周期为1.9T；最佳发射窗口期即是地球、火星相距最近的时期，由周期关系和几何关系可知，错过最佳发射窗口期之后的2T时刻，地球即将再一次靠近火星，并在3T时刻之前二者距离再次达到最近，在整个过程中，二者的运动时间相等，但是地球比火星多运转了一个周期，即×t－×t＝2π，解得t＝T≈2.1T，故C正确、D错误。 答案　C 3．(2022·绍兴一模)某人在地球极地用弹簧秤测量质量为m的物体的重力，示数为F1，在地球赤道用弹簧秤测量质重为m的物体的重力，示数为F2。已知地球自转的周期为T，将地球视为质量均匀分布的球体，则地球的半径为(　　) A.　　　　　　　 B. C. D. 解析　设地球质量为M，地球半径为R，在地球极地F1＝G 在地球赤道G－F2＝mR，解得R＝。 答案　C 4．(2021·黑龙江一模)2020年11月24日，我国嫦娥五号探测器成功发射，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，g表示探测器受地球引力产生的加速度，g随h变化的关系如图所示，将地球看成质量分布均匀的球体，当h＝3R(R是地球的半径)时g为(　　) A．g0 B. C. D. 解析　由图像可知，探测器在地面上时，满足mg0＝G 当h＝3R时，有mg＝G，联立可得g＝。 答案　D 5．(2021·佛山月考)2020年7月23日，我国首颗火星探测器天问一号在海南文昌卫星发射中心成功发射。为了更准确了解火星的信息，当探测器到达与火星表面相对静止的轨道时，测得探测器的速度为v；探测器对火星表面发射一束激光，经过时间t收到激光传回的信号；当探测器在火星表面着陆后，测得相邻两次日出时间间隔为T，已知引力常量为G，激光的速度为c，则(　　) A．探测器着落前处于失重状态 B．火星的质量M＝ C．火星的半径R＝－ D．发射探测器的速度v应满足7.9 km/s<v0<11.2 km/s 解析　探测器着陆前绕火星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，探测器处于完全失重状态，着陆前需要减速，处于超重状态，故A错误；探测器的轨道半径r＝，火星的半径R＝－，根据万有引力充当向心力知＝m·r，解得火星的质量M＝＝，故B错误，C正确；探测器脱离地球的引力束缚，则发射探测器的速度v应满足11.2 km/s<v<16.7 km/s，故D错误。 答案　C 6．(多选)(2021·临沂模拟)三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方