专题能力训练4 万有引力与航天(时间:45分钟 满分:98分)选择题(本题共14小题,每小题7分,共98分。在每小题给出的四个选项中,1~8题只有一个选项符合题目要求,9~14题有多个选项符合题目要求。全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.宇航员王亚平在天宫一号飞船内进行了我国首次太空授课,演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m,距地面高度为h,地球质量为M,半径为R,引力常量为G,则飞船所在处的重力加速度大小为( )A.0 B.GM(R+h)2C.GMm(R+h)2D.GMh22.某宇航员在月球赤道上测得一物体的重力为F1,在月球两极测量同一物体时其重力为F2(忽略月球自转对重力的影响)。则月球赤道对应的月球半径与两极处对应的月球半径之比为( )A.F1F2B.F2F1C.F1F2D.F2F13.假设嫦娥三号卫星绕月球做半径为r的匀速圆周运动,其运动周期为T。已知月球的半径为R,月球车的质量为m,则月球车在月球表面上所受到的重力为( )A.4π2mrT2B.4π2mRT2C.4π2mR3T2r2D.4π2mr3T2R24.太阳系中存在一颗绕太阳做匀速圆周运动、平均密度为ρ的球形天体,一物体放在该天体表面的赤道上,由于天体的自转使物体对天体表面的压力刚好为0,则天体的自转周期为(引力常量为G)( )A.4π3GρB.3π4GρC.πGρD.3πGρ5.我国第五颗北斗导航卫星是一颗地球同步轨道卫星。如图所示,假若第五颗北斗导航卫星先沿椭圆轨道Ⅰ飞行,后在远地点P处由椭圆轨道Ⅰ变轨进入地球同步圆轨道Ⅱ。下列说法正确的是( )A.卫星在轨道Ⅱ运行时的速度大于7.9km/sB.卫星在轨道Ⅱ运行时的向心加速度比在赤道上相对地球静止的物体的向心加速度大C.卫星在轨道Ⅱ运行时不受地球引力作用D.卫星在椭圆轨道Ⅰ上的P点处减速进入轨道Ⅱ6.3\n我国东风-41洲际弹道导弹最大射程可达约14000km。假设从地面上A点发射一枚导弹,在“北斗”卫星定位系统的引导及地球引力作用下,沿ACB椭圆轨道飞行并击中地面目标B,C为轨道的远地点,距地面高度为h,如图所示。已知地球半径为R,地球质量为M,引力常量为G,则下列结论正确的是( )A.导弹在C点的速度等于GMR+hB.导弹在C点的速度小于7.9km/sC.导弹在C点的加速度等于GMR+hD.导弹从A点到C点的飞行过程中加速度大小不变7.(2022·全国Ⅲ卷)2022年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )A.周期变大B.速率变大C.动能变大D.向心加速度变大8.某行星有一颗卫星绕其做匀速圆周运动,若卫星在某高度处的线速度为v1,高度降低h后仍做匀速圆周运动,线速度为v2,引力常量G已知。由以上信息能够求出的是( )A.行星表面的重力加速度B.行星的质量C.行星的密度D.卫星的动能9.(2022·四川成都一诊)天舟一号货运飞船于2022年4月27日与天宫二号成功实施自动交会对接。天舟一号发射过程为变轨发射,示意图如图所示,其中1为近地圆轨道,2为椭圆变轨轨道,3为天宫二号所在轨道,P为1、2轨道的交点,以下说法正确的是( )A.天舟一号在1轨道运行时的动能大于其在3轨道运行时的动能B.天舟一号在1轨道运行时的机械能大于其在2轨道运行时的机械能C.天舟一号在2轨道运行时的机械能小于其在3轨道运行时的机械能D.天舟一号在1轨道运行时经过P点的动能大于其在2轨道运行时经过P点的动能10.(2022·河南开封一模)我国计划在2022年发射嫦娥四号,它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星,主要任务是更深层次、更加全面地科学探测月球地貌、资源等方面的信息,完善月球档案资料。已知月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g,引力常量为G,嫦娥四号离月球中心的距离为r,绕月周期为T。根据以上信息可求出( )A.嫦娥四号绕月运行的速度为R2grB.嫦娥四号绕月运行的速度为r2gRC.月球的平均密度3πr3GT2R3D.月球的平均密度为3πGT211.某类地行星绕太阳系外的红矮星做匀速圆周运动,公转周期约为37天,该行星的半径大约是地球半径的1.9倍,且表面重力加速度与地球表面重力加速度相近。下列关于该行星的说法正确的是( )A.该行星公转角速度一定比地球的公转角速度大B.该行星平均密度比地球平均密度大3\nC.该行星近地卫星的运行速度大于地球近地卫星的运行速度D.该行星同步卫星的周期小于地球同步卫星的周期12.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,天文学称为“行星冲日”。据报道,2022年各行星冲日时间分别是1月6日木星冲日;4月9日火星冲日;5月11日土星冲日;8月29日海王星冲日;10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示,则下列判断正确的是( )地球火星木星土星天王星海王星轨道半径(AU)1.01.55.29.51930A.各地外行星每年都会出现冲日现象B.在2022年内一定出现了木星冲日现象C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D.地外行星中,海王星相邻两次冲日的时间间隔最短13.美国科学家通过射电望远镜观察到宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统:三颗星位于同一直线上,两颗环绕星围绕中央星在同一半径为R的圆形轨道上运行。设每个星体的质量均为M,忽略其他星体对它们的引力作用,则( )A.环绕星运动的角速度为5GMR3B.环绕星运动的线速度为5GM4RC.环绕星运动的周期为4πR35GMD.环绕星运动的周期为2πR3GM14.火星表面特征非常接近地球,我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行了“模拟登火星”实验活动。已知火星的半径是地球半径的12,质量是地球质量的19,自转周期与地球的自转周期也基本相同。地球表面重力加速度是g,若王跃在地面上能竖直向上跳起的最大高度是h。在忽略自转影响的条件下,下述分析正确的是( )A.王跃在火星表面受到的万有引力是他在地球表面所受万有引力的49B.火星表面的重力加速度是29gC.火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的23D.王跃以相同的初速度在火星上竖直起跳时,能上升的最大高度是9h4专题能力训练4 万有引力与航天1.B 2.D 3.D 4.D 5.B 6.B 7.C 8.B 9.AC 10.AC 11.AC 12.BD13.BC 14.ACD3
