第2阶段 层级2 第23天 万有引力定律-【提分教练】2024年新高考物理二轮总复习练习（新教材）

第23天　万有引力定律 1．巡天望远镜是我国载人航天工程规划建设的大型空间天文望远镜，发射成功后将与空间站在相同轨道上近距离共轨飞行，必要时能与空间站进行对接并进行保养维护。则巡天望远镜(　　) A．发射速度为第二宇宙速度 B．运行速度大于第一宇宙速度 C．运行时离地面高度与空间站相等 D．可以通过加速追上共轨的空间站实现对接 2．图甲为某科幻电影中的太空电梯，又称为“斯科拉门德快速电梯”，是一种可以在地球表面和太空间来回运输人员和物资的巨型结构。图乙为其简易图，固定在空间站和地球间的刚性“绳索”与空间站一起和地球保持相对静止，电梯可沿“绳索”升降，则(　　) A．空间站绕地球运行的向心力小于地球对它的万有引力 B．空间站绕地球运行的向心力等于地球对它的万有引力 C．若连接空间站处的“绳索”断裂，空间站将落回地面 D．若连接空间站处的“绳索”断裂，空间站做离心运动 3．2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与空间站组合体完成自主交会对接。交会对接前，空间站组合体会从距地面较高的轨道变轨到距地面较低的轨道，等待神舟十五号载人飞船的到来。变轨前后，空间站组合体绕地球的运行均视为匀速圆周运动，则空间站组合体变轨后相对于变轨前运行的(　　) A．周期减小 B．加速度减小 C．动能减小 D．机械能增大 4．2023年1月21日，神舟十五号3名航天员在400 km高的空间站向祖国人民送上新春祝福，空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道Ⅰ，设地球表面重力加速度为g，地球半径为R，椭圆轨道Ⅱ为载人飞船运行轨道，两轨道相切于A点，下列说法正确的是(　　) A．在A点时神舟十五号经过点火加速才能从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ B．飞船在A点的加速度小于空间站在A点的加速度 C．空间站在轨道Ⅰ上的速度小于 D．轨道Ⅰ上的神舟十五号飞船想与前方的空间站对接，只需要沿运动方向加速即可 5．(多选)A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，如图(a)所示。两卫星之间的距离Δr随时间周期性变化，如图(b)所示。仅考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是(　　) A．A、B的轨道半径之比为1∶2 B．A、B的线速度之比为1∶2 C．A的运动周期大于B的运动周期 D．在相同时间内， A与地心连线扫过的面积小于B与地心连线扫过的面积 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第23天 1．C　[巡天望远镜没有脱离地球的引力，所以发射速度小于第二宇宙速度，故A错误；任何卫星的运行速度都不大于第一宇宙速度，故B错误；巡天望远镜将与空间站在相同轨道上近距离共轨飞行，所以运行时离地面高度与空间站相等，故C正确；巡天望远镜如果在轨道上加速，则做离心运动，会到更高的轨道，无法与空间站对接，故D错误。] 2．D　[同步卫星在轨道上运行时，由万有引力提供向心力，恰好相对地球静止，而空间站轨道高于同步卫星轨道，若仅由万有引力作为向心力，转动周期大于同步卫星，不可能相对地球静止，故空间站绕地球运行的向心力大于地球对它的万有引力，A、B错误；若连接空间站处的“绳索”断裂，引力不足以作为向心力，故空间站做离心运动，C错误，D正确。] 3．A　[根据G＝mr＝m＝ma，可得T＝2π，a＝，v＝，空间站组合体变轨后相对于变轨前运行的轨道半径减小，则根据T＝2π 可知，周期减小，A正确；根据a＝可知加速度变大，B错误；根据v＝可知，速度变大，则动能变大，C错误；从高轨道到低轨道要点火减速制动，则机械能减小，D错误。] 4．C　[载人飞船若要从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，做近心运动，需要在A点减速，故A错误；载人飞船在轨道Ⅰ上通过A点时受到的万有引力等于在轨道Ⅱ上运行时通过A点时受到的万有引力，由牛顿第二定律可知，它们的加速度相等，故B错误；根据万有引力提供向心力有＝m，根据万有引力等于重力有＝mg，可知是围绕地球做圆周运动的最大速度，则空间站在轨道Ⅰ上的速度小于，故C正确；轨道Ⅰ上的神舟十五号飞船想与前方的空间站对接，需要加速，而加速后轨道半径会变大，则需要在低轨道上加速才能完成与空间站对接，故D错误。] 5．AD　[由题图(b)知r2－r1＝2r，r1＋r2＝6r，解得r1＝2r，r2＝4r，所以A、B的轨道半径之比为1∶2，A正确；设地球质量为M，卫星质量为m，卫星的轨道半径和线速度分别为r、v。由＝m得v＝，A、B的线速度之比为∶1，B错误；由＝mr，得T＝2π，A的轨道半径小于B的轨道半径，则A的运动周期小于B的运动周期，C错误；绕地球运动的卫星与地心的连线在相同时间t内扫过的面积为S＝vt·r，由万有引力提供向心力可知＝m，解得S＝，可知在相同时间内，A与地心连线扫过的面积小于B与地心连线扫过的面积，D正确。] 学科网（北京）股份有限公司 $$