2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 高考題型一 選擇題3 萬有引力與航天考情題型練.doc

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選擇題3　萬有引力與航天 1.(單選)(2018河南新鄉(xiāng)三模)中國將建設(shè)由156顆衛(wèi)星組成的天基互聯(lián)網(wǎng),建成后WiFi信號覆蓋全球。假設(shè)這些衛(wèi)星中有一顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑為1.1R(R為地球的半徑),已知地球的第一宇宙速度為v,地球表面的重力加速度為g,則該衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的周期可表示為(　　) A.1.11.1Rg B.1.1Rg C.1.1πR2v1.1 D.2.2πRv1.1 2.(單選)(2018山東臨沂期末)2018年1月13日15時10分,我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丁運載火箭,成功將“陸地勘查衛(wèi)星三號”發(fā)射升空,衛(wèi)星進入預(yù)定軌道。這是我國第三顆低軌陸地勘查衛(wèi)星。關(guān)于“陸地勘查衛(wèi)星三號”,下列說法正確的是(　　) A.衛(wèi)星的發(fā)射速度一定小于7.9 km/s B.衛(wèi)星繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度大 C.衛(wèi)星繞地球運行的向心加速度比月球繞地球運行的向心加速度小 D.衛(wèi)星在預(yù)定軌道上沒有加速度 3.(多選)(2018河南中原名校六模)2018年我國發(fā)射3顆海洋衛(wèi)星,它們在地球上方約500 km高度的軌道上運行,軌道高度比地球同步衛(wèi)星軌道低。該軌道經(jīng)過地球兩極上空,所以又稱為極軌道。下列說法中正確的是(　　) A.海洋衛(wèi)星的軌道平面與地球同步衛(wèi)星軌道平面垂直 B.海洋衛(wèi)星繞地球運動的周期一定小于24 h C.海洋衛(wèi)星的動能一定大于地球同步衛(wèi)星的動能 D.海洋衛(wèi)星繞地球運動的半徑的三次方與周期二次方的比等于地球繞太陽運動的半徑的三次方與周期二次方的比 4.(多選)(2018安徽皖南八校聯(lián)考)衛(wèi)星發(fā)射進入預(yù)定軌道往往需要進行多次軌道調(diào)整,如圖所示,某次發(fā)射任務(wù)中先將衛(wèi)星送至近地圓形軌道(衛(wèi)星離地高度遠小于地球半徑),然后再控制衛(wèi)星進入橢圓軌道,最后進入預(yù)定圓形軌道運動,圖中O點為地心,A點是近地軌道和橢圓軌道的交點,B點是遠地軌道與橢圓軌道的交點,遠地點B離地面高度為6R(R為地球半徑)。設(shè)衛(wèi)星在近地圓形軌道運動的周期為T,下列說法正確的是(　　) A.控制衛(wèi)星從圖中近地圓軌道進入橢圓軌道需要使衛(wèi)星減速 B.衛(wèi)星在近地圓形軌道與遠地圓形軌道運動的速度之比為7∶1 C.衛(wèi)星從A點沿橢圓軌道到達B點所用的時間至少為4T D.衛(wèi)星在近地圓軌道通過A點的加速度小于在橢圓軌道通過A點時的加速度 5.(多選)(2018福建漳州調(diào)研)2017年1月16日,美國激光干涉引力波天文臺等機構(gòu)聯(lián)合宣布首次發(fā)現(xiàn)雙中子星合并引力波事件。假設(shè)該事件中甲、乙兩中子星的質(zhì)量分別為m1、m2,它們繞其連線上的某點做圓周運動,且它們的間距在緩慢減小,不考慮其他星系的影響,則下列說法中正確的是(　　) A.甲、乙兩中子星的角速度大小之比為m1∶m2 B.甲、乙兩中子星的線速度大小之比為m2∶m1 C.甲、乙兩中子星的運行周期在減小 D.甲、乙兩中子星的向心加速度大小始終相等 6.(單選)(2018廣西防城港3月模擬)經(jīng)長期觀測發(fā)現(xiàn),A行星運行的軌道半徑為R0,周期為T0,但其實際運動的軌道與圓軌道總存在一些偏離,且周期性地每隔t0實際發(fā)生一次最大的偏離,如圖所示,天文學(xué)家認為形成這種現(xiàn)象的原因可能是A行星外側(cè)還存在著一顆未知行星B,則行星B的運行軌道半徑為(　　) A.R=R03t02(t0-T0)2 B.R=R0t0t0-T0 C.R=R0t03(t0-T0)3 D.R=R0t0t0-T0 7.(多選)(2018福建龍巖一模)衛(wèi)星繞某行星做勻速圓周運動的運行速率的平方(v2)與衛(wèi)星運行的軌道半徑的倒數(shù)1r的關(guān)系如圖所示,圖中a為圖線縱坐標的最大值,圖線的斜率為k,萬有引力常量為G,則下列說法正確的是 (　　) A.行星的半徑為ka B.行星的質(zhì)量為kG C.衛(wèi)星的最小運行周期為2πka D.衛(wèi)星的最大向心加速度為a2k  選擇題3　萬有引力與航天 1.D　解析 根據(jù)v=GMr,則第一宇宙速度v=GMR;衛(wèi)星的速度v1=GM1.1R;衛(wèi)星的周期T=2π1.1Rv1;聯(lián)立解得T=2.2πRv1.1,故選D。 2.B　解析 7.9 km/s是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度,故A錯誤;根據(jù)萬有引力提供向心力,由GMmr2=mω2r得ω=GMr3,“陸地勘查衛(wèi)星三號”的軌道半徑要小于月球的軌道半徑,所以“陸地勘查衛(wèi)星三號”繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度大,故B正確;根據(jù)萬有引力提供向心力,由GMmr2=ma得a=GMr2,“陸地勘查衛(wèi)星三號”的軌道半徑要小于月球的軌道半徑,所以“陸地勘查衛(wèi)星三號”繞地球運行的向心加速度比月球繞地球運行的向心加速度大,故CD錯誤;故選B。 3.AB　解析 海洋衛(wèi)星經(jīng)過地球兩極上空,而地球的同步衛(wèi)星軌道在地球赤道平面內(nèi),所以兩軌道平面相互垂直,A正確;海洋衛(wèi)星的高度小于地球同步衛(wèi)星的高度,由GMmr2=m2πT2r可知,半徑越小,周期越小,所以海洋衛(wèi)星的周期小于地球同步衛(wèi)星的周期,即小于24 h,B正確;由GMmr2=mv2r,得v=GMr,所以衛(wèi)星的軌道半徑越大,速度越小,由于兩衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系未知,所以無法比較兩者的動能,C錯誤;行星的軌道半徑的三次方與周期二次方的比值與中心天體有關(guān),由于海洋衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動,而地球繞太陽轉(zhuǎn)動,所以兩者的比值不同,D錯誤;故選AB。 4.BC　解析 控制衛(wèi)星從圖中低軌道進入橢圓軌道時需要做離心運動,可知需要的向心力增大,所以需要加速才能實現(xiàn),故A錯誤;遠地點B離地面高度為6R,則到地球的球心的距離為7R。根據(jù)萬有引力提供向心力:GMmr2=mv2r,v=GMr,所以:vA∶vB=7∶1,故B正確;衛(wèi)星在橢圓軌道上的半長軸:r=R+7R2=4R,由開普勒第三定律r3∶T2=K,可知:(4R)3∶T2=R3∶T2,求得T=8T,衛(wèi)星在橢圓軌道上運動時,由近地點到遠地點的過程恰好等于橢圓運動的半個周期,所以t=4T,故C正確;根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律得:a=GMr2,所以衛(wèi)星在近地軌道通過A點的加速度等于衛(wèi)星在橢圓軌道上通過A點的加速度,故D錯誤。故選BC。 5.BC　解析 雙星靠相互之間的萬有引力提供向心力,周期相等,角速度相等,所以周期比T1∶T2=1∶1,故A錯誤;根據(jù)Gm1m2L2=m1r12πT2,Gm1m2L2=m2r22πT2,聯(lián)立解得T=4π2L3G(m1+m2),由它們的間距在緩慢減小,則有甲、乙兩中子星的運行周期在減小,故C正確;由a=4π2T2L可知a=G(m1+m2)L2,由它們的間距在緩慢減小,甲、乙兩中子星的向心加速度大小增大,故D錯誤;可知m1r1=m2r2,則半徑r1∶r2=m2∶m1,根據(jù)v=rω得v1∶v2=r1∶r2=m2∶m1,故B正確;故選BC。 6.A　解析 行星運動的軌道發(fā)生最大偏離,一定是B對A的引力引起的,則最大偏離時B行星對A有最大的力,故A、B行星與恒星在同一直線上且位于恒星同一側(cè),設(shè)行星B的運行周期為T,半徑為R,根據(jù)題意則有:2πT0t0-2πTt0=2π,所以T=t0T0t0-T0,由開普勒第三定律可得R03T02=R3T2,聯(lián)立解得:R=R03t02(t0-T0)2,故A正確,BCD錯誤。 7.AD　解析 根據(jù)GMmr2=mv2r,得v2=GMr,故直線的斜率k=GM,則行星的質(zhì)量為M=kG,當軌道半徑恰好等于星球半徑時,衛(wèi)星貼近星球表面飛行,線速度最大,則有a=k1R,解得:R=ka,此時衛(wèi)星的最小運行周期為T=2πRv=2πkaa=2πkaa,最大的向心加速度為an=v2R=aka=a2k,故AD正確,BC錯誤;故選AD。