微练(十二) 万有引力与宇宙航行-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微练word（新教材新高考）

微练(十二)　万有引力与宇宙航行 一、单项选择题 1.2022年3月,中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400 km的“天宫二号”空间站上通过天地连线,为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到,在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中,航天员可以自由地漂浮,这表明他们 (　　) A.所受地球引力的大小近似为零 B.所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零 C.所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等 D.在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小 解析　航天员在空间站中所受万有引力完全提供做圆周运动的向心力,飞船对其作用力等于零,C项正确,A、B错误;根据万有引力公式F万=G,可知航天员在地球表面上所受引力的大小大于在飞船上所受的万有引力大小,因此地球表面引力大于其随飞船运动所需向心力的大小,故D项错误。 答案　C 2.如图所示,地球可看作质量分布均匀、半径为R的球体,地球内部的a点距地心的距离为r,地球外部的b点距地心的距离为2r,2r>R。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,忽略地球的自转,则a、b两点的重力加速度大小之比为 (　　) A.　　　B.　　　C.　　　D. 解析　设地球密度为ρ,根据题意可知a点距地心距离为r,且小于R,则只有半径为r的球体对其产生万有引力,则根据黄金代换可得=mga,解得ga=,b点距地心的距离为2r,则根据黄金代换可得=mgb,解得gb=,则=,C项正确。 答案　C 3.2018年1月31日晚,月球位于近地点附近,“蓝月亮”刷爆微信朋友圈。月球在如图所示的近地点、远地点受地球的万有引力分别为F1、F2,速度大小为v1、v2,则 (　　) A.F1<F2 B.v1<v2 C.月球从远地点向近地点运动过程中引力做正功 D.月球在近地点具有的势能比远地点的势能大 解析　根据万有引力定律F=,由r1<r2,可知F1>F2,故A项错误;月球从近地点向远地点运动过程,引力做负功,引力势能增大,动能减小,则近地点的速率大于远地点的速率,月球在近地点具有的势能比远地点的势能小,B、D错误;月球从远地点向近地点运动过程中引力与速度成锐角,引力做正功,C项正确。 答案　C 4.(2022·河北卷)2008年,我国天文学家利用国家天文台兴隆观测基地的2.16米望远镜,发现了一颗绕恒星HD173416运动的系外行星HD173416b,2019年,该恒星和行星被国际天文学联合会分别命名为“羲和”和“望舒”,天文观测得到恒星羲和的质量是太阳质量的2倍,若将望舒与地球的公转均视为匀速圆周运动,且公转的轨道半径相等。则望舒与地球公转速度大小的比值为 (　　) A.2　　　B.2　　　C.　　　D. 解析　地球绕太阳公转和行星望舒绕恒星羲和的匀速圆周运动都是由万有引力提供向心力,有G=m,解得公转的线速度大小为v=,其中中心天体的质量之比为2∶1,公转的轨道半径相等,则望舒与地球公转速度大小的比值为,C项正确 。 答案　C 5.中国航空领域发展迅猛,2022年2月27日,长征八号遥2运载火箭搭载22颗卫星从海南文昌航天发射场挟烈焰一飞冲天,创造了我国“一箭多星”单次发射卫星数量最多的记录。本次发射分12次将22颗卫星依次送入绕地球的预定轨道。其中卫星A、B被分别送入了如图的圆轨道1、2,下面说法正确的是 (　　) A.卫星A中的物体处于超重状态 B.卫星A的速度大于卫星B的速度 C.卫星A的速度大于地球的第一宇宙速度 D.卫星A的向心加速度大于地球表面的重力加速度 解析　卫星A中的物体由于重力全部用来提供向心力,因此处于完全失重状态,A项错误;根据G=m,可得v=,由于rA<rB,则vA>vB,B项正确;地球的第一宇宙速度,即近地卫星的环绕速度,是最大的环绕速度,则卫星A的速度小于地球的第一宇宙速度,C项错误;根据G=man,可得an=,不考虑地球自转时有g=,由于地球的半径R<rA,则g>an,D项错误。 答案　B 6.2021年10月13日,《自然》杂志上的一篇天文学论文,描述了一颗质量达到木星级别的气态巨行星,沿一个宽广轨道围绕银河系内的一颗白矮星转动。若该白矮星的质量为太阳的一半,气态行星绕白矮星做匀速圆周运动的轨道半径为地球绕太阳做匀速圆周运动轨道半径的3倍,则该气态行星运行的周期为 (　　) A.3年 B.2年 C.3年 D.2年 解析　由万有引力提供向心力,气态行星绕白矮星做匀速圆周运动=m气()2r气,地球绕太阳做匀速圆周运动=m地()2r地,结合=、r气=3r地、T地=1年,解得该气态行星的周期T气=3年,则A项正确。 答案　A 7.理论上已经证明:质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体,