专题突破练05 万有引力与宇宙航行（Word练习）-【优化指导】2024高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（新教材）

专题突破练(五)　万有引力与宇宙航行 1．(2023·山东东营二模)2022年11月1日，23 t的梦天实验舱与60 t的天和核心舱组合体顺利对接，完成了中国空间站建设最后一个模块的搭建。若对接前天和核心舱组合体在距地高度380 km的正圆轨道运动，运行速度略小于梦天实验舱对接前的速度，则(　　) A．对接时梦天舱和天和舱因冲击力而产生的加速度相同 B．对接前空间站内航天员所受地球的引力为零 C．对接后空间站绕地运行速度大于第一宇宙速度 D．若不启动发动机调整轨道，对接后空间站的轨道将会是椭圆 D　解析：对接时梦天舱和天和舱之间的冲击力大小相等、方向相反，可知梦天舱和天和舱的加速度方向不同，梦天舱和天和舱的质量不等，根据F＝ma可知梦天舱和天和舱的加速度大小不相等，A错误；空间站内的航天员受到地球的万有引力，由于万有引力全部提供做圆周运动的向心力，所以航天员处于完全失重状态，B错误；第一宇宙速度为环绕地球做圆周运动的物体的最大速度，可知对接后空间站绕地运行速度小于第一宇宙速度，C错误；对接后空间站的速度会发生变化，若不启动发动机调整轨道，对接后空间站的轨道将会是椭圆，D正确。 2．(2021·山东卷)从玉兔登月到祝融探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。已知火星质量约为月球的9倍，半径约为月球的2倍，祝融火星车的质量约为玉兔月球车的2倍。在着陆前，祝融和玉兔都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时，祝融与玉兔所受着陆平台的作用力大小之比为(　　) A．9∶1　　　　　　　 B．9∶2 C．36∶1 D．72∶1 B　解析：在悬停状态下，祝融和玉兔所受平台的作用力大小可认为等于其所受到的万有引力，则F祝＝G，F玉＝G，其中，＝，＝，＝，代入数据解得F祝∶F玉＝9∶2, B正确。 3．(2021·江苏卷)我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行，从东方红一号到北斗不断创造奇迹。北斗第49颗卫星的发射迈出组网的关键一步。该卫星绕地球做圆周运动，运动周期与地球自转周期相同，轨道平面与地球赤道平面成一定夹角。该卫星(　　) A．运动速度大于第一宇宙速度 B．运动速度小于第一宇宙速度 C．轨道半径大于“静止”在赤道上空的同步卫星 D．轨道半径小于“静止”在赤道上空的同步卫星 B　解析：第一宇宙速度是指绕地球表面做圆周运动的速度，是环绕地球做圆周运动的所有卫星的最大速度，该卫星的运转半径远大于地球的半径，可知运行线速度小于第一宇宙速度，A错误，B正确；根据G＝mr可知r＝，因为该卫星的运动周期与地球自转周期相同，等于“静止”在赤道上空的同步卫星的周期，可知该卫星的轨道半径等于“静止”在赤道上空的同步卫星的轨道半径，C、D错误。 4．(2023·吉林长春模拟)2021年5月15日，天问一号探测器着陆火星取得成功，迈出了我国星际探测征程的重要一步，在火星上首次留下中国人的印迹。探测器调整轨道过程中，绕火星的运动均视为匀速圆周运动，分别对其运行周期T和对应的轨道半径r取对数，得到lg Tlg r图像如图所示，其中a为已知量，引力常量为G，则火星的质量为(　　) A．×103a B．×103a C．×102a D．×102a A　解析：探测器调整轨道过程中，绕火星的运动均视为匀速圆周运动，则G＝mr，则T2＝r3，两边取对数可得lg T2＝lg ＝lg r3－lg ，整理可知lg T＝lg r－lg ；设图像在纵轴的截距为－b，则＝，且b＝lg ，解得M＝×103a，A正确。 5．(2022·上海卷)木卫一和木卫二都绕木星做匀速圆周运动，它们的周期分别为42 h 46 min和85 h 22 min，它们的轨道半径分别为R1和R2，线速度分别为v1和v2。则(　　) A. R1＜R2，v1＜v2 B. R1＞R2，v1＜v2 C. R1＞R2，v1＞v2 D. R1＜R2，v1＞v2 D　解析：卫星绕木星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据G＝m()2R，可得R＝，由题述可知，T1＝42 h 46 min，T2＝85 h 22 min，T1＜T2，根据R＝可知R1＜R2，根据G＝m可得v＝，由R1＜R2可知v1＞v2，D正确。 6．(2023·江苏宿迁模拟)航天员在某星球将一个物体竖直向上抛出，其运动的xt图像是如图所示的抛物线，已知该星球的半径是地球半径的2倍，地球表面重力加速度取10 m/s2，设地球质量为M，则该星球的质量为(　　) A．M B．M C．2M D．M B　解析：由题图可知，5～10 s时间内物体做自由落体运动的位移h＝50 m，由h＝at2，解得某星球表面的重力加速度a＝4 m/s2，在地球表面满足g＝G，在某星球表面满足a＝G，解得M′＝M，B正