专题05 万有引力与航天问题（分层练）-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（新高考专用）

专题05 万有引力与航天问题 A·常考题不丢分 命题点01 一般题型即求m、ρ、g、v、ω、T等 命题点02 卫星和赤道上物体参数的大小问题 命题点03 卫星发射和变轨问题 命题点04 卫星追及问题 命题点05 双星问题 B·拓展培优拿高分 C·挑战真题争满分 【命题点01 一般题型即求m、ρ、g、v、ω、T等】 【针对练习1】2023年9月5日傍晚5点30分左右，一颗命名为“合肥高新一号”的卫星，从海上发射基地飞向太空，成为中国低轨卫星物联网的一部分。假设此卫星在赤道平面内绕地球做圆周运动，离地面高度等于地球半径R，运行方向与地球自转方向相同。已知地球自转周期为，地球两极处重力加速度为g，万有引力常量用G表示。下列说法正确的是（    ） A．地球的平均密度为 B．卫星做圆周运动的周期为 C．赤道表面的重力加速度为 D．若赤道上有一卫星测控站，忽略卫星信号传输时间，卫星与测控站能连续通信的最长时间为 【针对练习2】我国发射的“嫦娥五号”月球探测器靠近月球后，在月球表面附近的圆轨道上绕月球运行，通过观测可知每经过时间t探测器通过的弧长相同，且弧长对应的圆心角为，如图所示。若将月球看作质量分布均匀的球体，已知引力常量为G，由上述已知条件可以求出（　　） A．月球的质量 B．月球的半径 C．月球的密度 D．月球表面的重力加速度 【针对练习3】过去几千年中，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51Pegb”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51Pegb”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的，已知太阳的质量约为，则该中心恒星的质量约为（    ） A． B． C． D． 【命题点02 卫星和赤道上物体参数的大小问题】 【针对练习4】2023年10月5号，长征二号丁运载火箭成功将遥感三十九号卫星送入预定轨道。如图所示，假设卫星B是“遥感三十九号”卫星，卫星C是地球同步卫星，它们均绕地球做匀速圆周运动，卫星A是地球赤道上还未发射的卫星，A、B、C三颗卫星的所受万有引力大小分别是、、，线速度大小分别为、、，角速度大小分别为、、，周期分别为、、。下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【针对练习5】2023年6月15日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭成功发射“霍尔果斯一号”“哈测农遥一号”等41颗卫星，创下中国航天发射一箭多星新纪录，“霍尔果斯一号”“哈测农遥一号”都是高分辨光学遥感卫星，两者质量几乎相等，均可视为绕地球做匀速圆周运动，已知“霍尔果斯一号”离地面的高度为，周期为；“哈测农遥一号”离地面的高度为，周期为。已知地球的半径R。，则根据以上信息可知（    ） A．“霍尔果斯一号”绕地球做匀速圆周运动的线速度比“哈测农遥一号”小 B．“霍尔果斯一号”的机械能一定小于“哈测农遥一号”的机械能 C．“霍尔果斯一号”和“哈测农遥一号”绕地球做匀速圆周运动的周期之比为 D．“霍尔果斯一号”和“哈测农遥一号”所在轨道处的重力加速度之比为 【针对练习6】北京时间2023年5月10日21时22分，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭，在我国文昌航天发射场发射成功。中国文昌航天发射场位于海南省文昌市龙楼镇，是世界上为数不多的低纬度（靠近赤道）发射场之一，与甘肃省酒泉市的酒泉卫星发射中心（北纬41°）相比，文昌航天发射场低纬度选址的优点是（　　） A．向心加速度较小 B．随地球自转线速度较大 C．重力加速度较大 D．随地球自转角速度较大 【命题点03 卫星发射和变轨问题】 【针对练习7】如图所示为“天问一号”探测器围绕火星多次变轨的简化图景。轨道I、III为椭圆，轨道II为圆，O点是这三个轨道的相切点，O、Q分别是远火星点和近火星点，O、P、Q三点连线经过火星中心，已知火星的半径为R，，探测器在轨道II上经过O点时的速度为v。下列说法正确的是（　　） A．在多次变轨过程中，探测器与火星中心的连线经过相等时间扫过的面积都相等 B．探测器在轨道II上运动时，经过O点的加速度等于 C．探测器在轨道I上运动时，经过O点的速度小于v D．探测器在轨道II和III上运动的周期之比是 【针对练习8】中国在2022年发射的实践二十一号（SJ-21）卫星，实施了一项“太空城管”的“轨道清扫”任务，捕获并拖走了一颗失效的北斗二号地球同步轨道卫星。发射地球同步卫星的过程如图所示，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则（　　）    A．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度可能大于7.9km/s B．卫星在Q点通过减速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ C．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的加速度小于在Q点的加速度 D．在Q点，卫星在轨道Ⅰ时的加速度等于在轨道Ⅱ时的