高考物理二轮复习选择题强化训练专题1.5 万有引力与航天（2份，原卷版+解析版）

这是一份高考物理二轮复习选择题强化训练专题1.5 万有引力与航天（2份，原卷版+解析版），共14页。

A．B．
C．D．
2．2022年11月29日23时08分，搭载着神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心升空，11月30日5时42分，神舟十五号载人飞船与天和核心舱成功完成自主交会对接。如图为神舟十五号的发射与交会对接过程示意图，图中①为近地圆轨道，其轨道半径为，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点，已知神舟十五号的质量为m，地球表面重力加速度为g。关于神舟十五号载人飞船与天和核心舱交会对接过程，下列说法正确的是（ ）
A．神舟十五号在①轨道上经过P点时的机械能等于在②轨道上经过P点时的机械能
B．神舟十五号在①轨道上经过P点时的加速度小于在②轨道上经过P点时的加速度
C．神舟十五号在②轨道上从P点运动到Q点经历的时间为
D．神舟十五号从①轨道转移到③轨道过程中，飞船自身动力对飞船做的功为
3．12月10日，改编自刘慈欣同名系列长篇科幻小说的《三体》动画在哔哩哔哩上线便备受关注。动画版《三体》总编剧之一赵佳星透露，为了还原太空电梯的结构，他们研究太空电梯的运行原理。太空电梯的原理并不复杂，与生活的中的普通电梯十分相似。只需在地球同步轨道上建造一个空间站，并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连，在引力和向心加速度的相互作用下，绳索会绷紧，宇航员、乘客以及货物可以通过电梯轿厢一样的升降舱沿绳索直入太空，这样不需要依靠火箭、飞船这类复杂航天工具。如乙图所示，假设有一长度为r的太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步空间站a，相对地球静止，卫星b与同步空间站a的运行方向相同，此时二者距离最近，经过时间t之后，a、b第一次相距最远。已知地球半径R，自转周期T，下列说法正确的是（ ）
A．太空电梯各点均处于完全失重状态
B．b卫星的周期为
C．太空电梯停在距地球表面高度为2R的站点，该站点处的重力加速度
D．太空电梯上各点线速度与该点离地球球心距离成反比
4．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互相追逐，时而近时而远，它们之间的距离随时间变化的关系如图所示，不考虑A、B之间的万有引力，已知地球的半径为0.8r，万有引力常量为G，已知卫星A的线速度大于卫星B的线速度，则（ ）
A．轨道半径之比为 B．地球的第一宇宙速度为
C．做圆周运动周期之比为 D．卫星A绕地球做圆周运动的周期为
5．北京时间2021年5月15日，在经历“黑色九分钟”后，中国首辆火星车“祝融号”与着陆器成功登陆火星，这也意味着“天问一号”火星探测器已经实现了“绕”和“落”两项目标。火星可以看成半径为R，质量分布均匀，不断自转的球体。“天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动一周时间为T。“祝融号”与着陆器总质量为m，假如登陆后运动到火星赤道，静止时对水平地面压力大小为F，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．火星自转角速度大小为
B．火星自转角速度大小为
C．火星的质量为
D．“天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动的加速度小于火星赤道上物体随火星自转的加速度
6．2022年10月31日，“梦天实验舱”发射任务取得圆满成功！中国空间空间站将形成三舱“T”字型基本构型。假定空间站在距地面450km高度处做理想的匀速圆周运动，某时刻“北斗”系统中的中轨道卫星A与空间站相距最近如图所示，该中轨道卫星A距地面高度为，地球半径为，卫星A和空间站的运行轨道在同一平面内且运行方向相同，则从图示位置往后开始计数（不包括图示位置），在卫星A运行一周时间内，空间站与A相距最近的次数为（ ）
A．7次B．8次C．9次D．14次
7．2020年7月23日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场，应用长征五号运载火箭送入地火转移轨道。为了节省燃料，我们要等火星与地球距离最近时发射探测器。已知火星距离地球最近时大约0.55亿公里，信号传输速度大小为3×108m/s，由于距离遥远，地球与火星之间的信号传输会有长时间的时延。可认为地球和火星在同一平面上、沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，火星的公转周期约是地球公转周期的1.9倍，如图所示。请根据上述材料，结合所学知识，判断下列说法正确的是（ ）
A．地球的公转线速度小于火星的公转线速度
B．当火星离地球最近时，地球上发出的指令需要约30分钟到达火星
C．在地球上A点发射探测器，探测器的发射速度一定要大于16.7km/s
D．某时刻火星离地球最近，恰好是一个发射时机，则下一个发射时机需要再等约2.1年
8．近几年天文学家在“天琴座”和“天鹅座”中陆续找到了5个适合生命生存的双星系统，为人类探索地外生命提供了新的思路和方向。天文学家观测到一个双星系统中的a、b两恒星间距离为L，它们绕着二者连线上的某点做匀速圆周运动，运行周期为T，该双星系统距离其他天体很远；从漫长的宇宙演化来看，伴随着两恒星内部核聚变过程的能量释放，两恒星质量不断亏损，将导致两恒星间距离及其运动发生缓慢变化。引力常量为G，关于a、b两恒星的运动，下列说法正确的是（ ）
A．当前a、b两恒星的动能相等
B．当前该双星系统的总质量为
C．在将来的演化过程中，该双星系统运转的周期将逐渐减小
D．在将来的演化过程中，该双星系统的总动能将逐渐增大
9．某科学报告中指出，在距离我们大约1600光年的范围内，存在一个四星系统。假设四星系统离其他恒星较远，通常可忽略其他星体对四星系统的引力作用。四星系统的形式如图所示，三颗星位于边长为L的等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行（图中未画出），而第四颗星刚好位于等边三角形的中心不动。设每颗星的质量均为m，引力常量为G，则（ ）
A．在三角形顶点的三颗星做圆周运动的向心加速度与其质量无关
B．在三角形顶点的三颗星的总动能为
C．若四颗星的质量m均不变，距离L均变为2L，则在三角形顶点的三颗星周期变为原来的2倍
D．若距离L不变，四颗星的质量m均变为2m，则在三角形顶点的三颗星角速度变为原来的2倍
10．科技日报北京2017年9月6日电，英国自然天文学》杂志发表的一篇论文称，某科学家在银河系中心附近的一团分子气体云中发现了一个黑洞。科学研究表明，当天体的逃逸速度（逃逸速度为第一宇宙速度的倍）超过光速时，该天体就是黑洞。已知某天体与地球的质量之比为k，地球的半径为R，地球卫星的环绕速度（第一宇宙速度）为v1， 光速为c，则要使该天体成为黑洞，其半径应小于（ ）
A．B．C．D．
11．如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ，下列说法正确的是（ ）
A．轨道半径越大，周期越长B．轨道半径越大，速度越大
C．若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度
12．设想在赤道上建造如图甲所示的“太空电梯”，宇航员可通过竖直的电梯直通太空站。图乙中r为宇航员到地心的距离，R为地球半径，曲线A为地球引力对宇航员产生的加速度大小与r的关系；直线B为宇航员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系。关于相对地面静止在不同高度的宇航员，下列说法正确的有（ ）
A．随着r增大，宇航员的线速度增大
B．图中r0为地球同步卫星的轨道半径
C．宇航员在r=R处的线速度等于第一宇宙速度
D．随着r增大，宇航员感受到“重力”也增大
13．在中国航天骄人的业绩中有这些记载：“天宫二号”在离地面的圆形轨道上飞行；“嫦娥三号”在距月球表面高度为的圆形轨道上飞行；“北斗”卫星导航系统由“同步卫星”（地球静止轨道卫星，在赤道平面，距赤道的高度约为）和“倾斜同步卫星”（周期与地球自转周期相等，但不定点于某地上空）等组成。则以下分析正确的是（ ）
A．设“天宫二号”绕地球运动的周期为T，用G表示引力常量，则用表达式求得的地球平均密度比真实值要小
B．“天宫二号”的飞行速度比“同步卫星”的飞行速度要大
C．“同步卫星”和“倾斜同步卫星”同周期、同轨道半径，但两者的轨道平面不在同一平面内
D．“嫦娥三号”与地球的距离比“同步卫星”与地球的距离小
14．2022年10月31日，梦天实验舱在长征五号B遥四运载火箭托举下成功进入预定轨道，此后与空间站对接成为组合体，在距离地面高度H的圆轨道匀速运行。若取无穷远处为引力势能零点，质量为m的物体在地球引力场中具有的引力势能为（式中G为引力常量，M为地球的质量，为物体到地心的距离）。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，实验舱与空间站组合体的质量为，则（ ）
A．先使实验舱与空间站在同一轨道上运行，然后实验舱加速追上空间站实现对接
B．若组合体返回地球，则需加速离开该轨道
C．在该轨道上组合体的引力势能为
D．在该轨道上组合体的机械能为
15．某卫星发射过程的情景图如图所示，轨道1为椭圆，轨道2为圆周，两轨道相切于P点，Q点在地面附近，地球的半径为R，卫星的质量为m，卫星经过Q点时的线速度大小为，P点到地球表面的距离为2R。已知卫星的势能，其中r为卫星到地心的距离，M为地球的质量，G为引力常量，则下列说法正确的是（ ）
A．
B．卫星在轨道1上运行经过P点时的线速度大小
C．卫星在轨道2上运行的周期为卫星在轨道1上运行周期的倍
D．卫星从轨道1上的P点变轨到轨道2的过程中，发动机做的功为