高考物理二轮复习精练专题五万有引力与航天课件

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第10练　开普勒定律与万有引力定律
2 [2022全国乙·14,6分,难度★★☆☆☆]2022年3月,中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400 km的“天宫二号”空间站上通过天地连线,为同学们上了一堂精彩的科学课.通过直播画面可以看到,在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中,航天员可以自由地漂浮,这表明他们A.所受地球引力的大小近似为零B.所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零C.所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等D.在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小
2.C　航天员在“天宫二号”空间站中可以自由漂浮,是由于航天员在“天宫二号”空间站中处于完全失重状态,飞船对航天员的作用力近似为零,所受地球引力大小不为零,选项AB错误;航天员所受地球引力提供航天员随空间站运动的向心力,即航天员所受地球引力的大小与航天员随空间站运动所需向心力的大小近似相等,选项C正确;由万有引力定律可知,航天员在地球表面所受地球引力的大小大于航天员在空间站中所受地球引力的大小,所以在地球表面上所受引力的大小大于航天员随空间站运动所需向心力的大小,选项D错误.
3 [2021全国甲·18,6分,难度★★★☆☆]2021年2月,执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后,进入运行周期约为1.8×105 s的椭圆形停泊轨道,轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105 m.已知火星半径约为3.4×106 m,火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7 m/s2,则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为A.6×105 mB.6×106 mC.6×107 mD.6×108 m
4 [2021全国乙·18,6分,难度★★★☆☆]科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测,给出1994年到2002年间S2的位置如图所示.科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为1 000 AU (太阳到地球的距离为1 AU)的椭圆,银河系中心可能存在超大质量黑洞.这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖.若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力,设太阳的质量为M,可以推测出该黑洞质量约为A.4×104MB.4×106MC.4×108MD.4×1010M
5 [2021湖北·7,4分,难度★★★☆☆]2021年5月,天问一号探测器软着陆火星取得成功,迈出了我国星际探测征程的重要一步.火星与地球公转轨道近似为圆,两轨道平面近似重合,且火星与地球公转方向相同.火星与地球每隔约26个月相距最近,地球公转周期为12个月.由以上条件可以近似得出A.地球与火星的动能之比B.地球与火星的自转周期之比C.地球表面与火星表面重力加速度大小之比D.地球与火星绕太阳运动的向心加速度大小之比
第11练　宇宙航行问题的分析
1 [2021江苏·3,4分,难度★★★☆☆]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
2 [2021北京·6,3分,难度★★★☆☆]2021年5月,天问一号探测器成功在火星软着陆,我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家.天问一号在火星停泊轨道运行时,近火点距离火星表面2.8×102 km、远火点距离火星表面5.9×104 km,则天问一号A.在近火点的加速度比远火点的小B.在近火点的运行速度比远火点的小C.在近火点的机械能比远火点的小D.在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动
3 [2021天津·5,5分,难度★★★☆☆]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.天问一号探测器成功发射后,顺利被火星捕获,成为我国第一颗人造火星卫星.经过轨道调整,探测器先沿椭圆轨道Ⅰ运行,之后进入称为火星停泊轨道的椭圆轨道Ⅱ运行,如图所示,两轨道相切于近火点P,则天问一号探测器A.在轨道Ⅱ上处于受力平衡状态B.在轨道Ⅰ运行周期比在Ⅱ时短C.从轨道Ⅰ进入Ⅱ在P处要加速D.沿轨道Ⅰ向P飞近时速度增大
3.D　天问一号探测器在轨道Ⅱ上做变速运动,受力不平衡,故A错误.轨道Ⅰ的半长轴大于轨道Ⅱ的半长轴,根据开普勒第三定律可知,天问一号探测器在轨道Ⅰ的运行周期比在Ⅱ时长,故B错误.天问一号探测器从较高轨道Ⅰ向较低轨道Ⅱ变轨时,需要在P点点火减速,故C错误.天问一号探测器沿轨道Ⅰ向P飞近时,万有引力做正功,动能增大,速度增大,故D正确.
5 [2018全国Ⅰ·20,6分,难度★★★☆☆](多选)2017年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波.根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约100 s时,它们相距约400 km,绕二者连线上的某点每秒转动12圈.将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体,由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识,可以估算出这一时刻两颗中子星A.质量之积B.质量之和C.速率之和D.各自的自转角速度
9 [2022浙江1月·8,3分,难度★★☆☆☆]天问一号从地球发射后,在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点,再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道,则天问一号A.发射速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间B.从P点转移到Q点的时间小于6个月C.在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小D.在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度