5.1万有引力定律的简单应用（一、二）过关检测-2022届高考物理一轮复习

这是一份5.1万有引力定律的简单应用（一、二）过关检测-2022届高考物理一轮复习，共11页。试卷主要包含了我国北斗卫星导航系统等内容，欢迎下载使用。
5.1万有引力定律的简单应用（一）1．我国“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星（同步卫星）和30颗非静止轨道卫星组成，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星轨道高度约为2. 15×104km，静止轨道卫星的高度约为3. 60×104km。下列说法正确的是（　　）A．中轨道卫星的线速度大于7. 9km/sB．静止轨道卫星的线速度小于中轨道卫星的线速度C．静止轨道卫星的向心加速度大于中轨道卫星的向心加速度D．静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期2．4月29日，天宫号空间站第一个舱段一一天和核心舱成功在海南文昌航天发射场升空，开启了我国长期空间驻留的新时代。规划中的天宫号空间站基本构型包括天和核心舱、问天实验舱I和梦天实验舱I ，在空间组合成“天宫号”空间站的基本型“T"字型，并将与多艘"天舟号”货运飞船和”神舟号”载人飞船对接。天宫号空间站将在高度约为400km轨道运行，在轨运行时，可看成做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）A．天和核心舱在轨运行的线速度大于7.9km/sB．只需要知道空间站的周期就可以测出地球的质量C．未来在空间站工作的宇航员因处于完全失重的状态而需要利用牛顿第二定律测质量D．未来发射的实验舱可以与核心舱在同一个圆周轨道上加速即可追上并完成对接3．“玉兔号”登月车在月球表面成功登陆，实现了中国人“奔月”的伟大梦想，“玉兔号”登月车在月球表面做了一个自由下落实验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G，则下列说法中不正确的是（　　）A．月球的第一宇宙速度为 B．月球质量为C．月球球体密度为 D．月球同步卫星离月球表面的高度为4．2020年7月23日，中国首个火星探测器“天问一号”从海南昌航天发射场升空，2021年春节前后进入环火轨道，将依次完成“绕、着、巡”三大任务。若“天问一号”进行“火星环绕”时的某阶段可视为匀速圆周运动，其轨道半径与地球同步卫星的轨道半径相等，已知火星质量是地球质量的，则该阶段“天问一号”的绕行周期为（　　）A．72h B．27h C．24h D．8h5．2021年5月15日，天问一号成功着陆于火星乌托邦平原，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功，之后祝融号火星车将开展巡视探测。若经探测，火星的自转周期为T，火星车在赤道处的重力为，在极地处的重力为，已知万有引力常量为G，火星可视为球体。则火星的平均密度可以表示为（　　）A． B．C． D．6．2021年4月29日11时23分，在海南文昌航天发射场用“长征”运载火箭将中国首个空间站核心舱“天和”号成功发射，送入太空。中国空间站包括“天和”核心舱、“问天”实验舱和“梦天”实验舱3个舱段，整体呈“T”字构型，计划于2022年全部完成发射构建，“天和”核心舱是未来空间站的管理和控制中心。已知“天和”核心舱在轨运行离地面的平均高度为h，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A．在“问天”实验舱内的水滴由于不受重力作用，所以可以呈球形漂浮B．由于各舱段质量大，因此在轨运行过程中各舱段间作用力也很大C．“天和”核心舱绕地球运行的周期D．要实现“问天”、“梦天”实验舱从低轨道与“天和”核心舱对接，需使实验舱减速7．科学家麦耶和奎洛兹因对系外行星的研究而获得2019年诺贝尔物理学奖。他们发现恒星“飞马座51”附近存在一较大的行星，两星在相互万有引力作用下，围绕两者连线上的某点做匀速圆周运动。若恒星与行星质量之比为k，则恒星与行星的（　　）A．线速度大小之比为B．角速度大小之比为kC．向心力大小之比为D．向心加速度大小之比为k8．若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处以相同的速率水平抛出一物体，它们在水平方向运动的距离之比为。已知该行星质量约为地球的5倍，地球的半径为R，由此可知该行星的半径约为（　　）A．2R B． C． D．9．2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射成功，标志着中国空间站时代已经到来。假设天和核心舱在距离地面的轨道上绕地球做匀速圆周运动，则（　　）A．天和核心舱线速度小于B．天和核心舱运行周期小于地球自转周期C．天和核心舱加速度小于地面重力加速度D．天和核心舱角速度小于地球自转角速度10．我国北斗卫星导航系统（BDS）已经开始提供全球服务，具有定位、导航、授时、5G传输等功能。A、B为“北斗”系统中的两颗工作卫星，其中A是高轨道的地球静止同步轨道卫星，B是中轨道卫星。已知地球表面的重力加速度为g，地球的自转周期为T0。下列判断正确的是（　　）A．卫星A可能经过重庆上空B．卫星B的运行速度大于近地卫星环绕速度C．周期大小D．向心加速度大小11．我国于2020年7月成功发射火星探测器“天问1号”，预计“天问1号”经过10个月左右的飞行将到达火星，着陆火星表面并进行巡视探测。假设探测器在火星表面和地球表面以相同的速度竖直上抛一物体，其在地球上落回抛出点的时间是火星上的a倍，已知地球半径与火星半径之比为b。不计地球和火星的自转及其表面气体的阻力。下列说法正确的是：（　　）A．地球绕太阳运动周期的平方与火星绕太阳运动周期的平方之比为b3B．地球表面与火星表面的重力加速度大小之比为a：1C．地球与火星的质量之比为b2：aD．地球与火星的第一宇宙速度大小之比为12．最近，美国夏威夷大学发现了一颗行星，这是一颗非常特别的天体，它的质量和体积都非常大，足足有木星的三倍，称之为开普勒—88d（如图）。关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　）A．所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，行星运动的方向总是沿椭圆轨道的切线方向B．对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，行星运动过程中速度大小不变C．所有的行星围绕太阳运动的轨道都是圆，行星运动的方向总是与它和太阳连线垂直D．开普勒第三定律，月亮围绕地球运动的k值与人造卫星围绕地球运动的k值相同13．暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学革命。为了探测暗物质，我国成功发射了一颗被命名“悟空”的暗物质探测卫星。已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运动周期），运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为β（弧度），引力常量为G，则下列说法中正确的是（　　）A．“悟空”的线速度小于第一宇宙速度B．“悟空”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度C．“悟空”的环绕周期为D．“悟空”的质量为14．如图为中国月球探测工程标志，它以中国书法的笔触，勾勒出一轮明月和一双踏在其上的脚印，象征着我国航天人的梦想。我国嫦娥工程实现“绕、落、回”后剑指“载人登月”。小海同学幻想着自己是探月宇航员，结合自己所学为自己设计了如下实验：首先驾驶航天器在近月轨道上做匀速圆周运动。测出圆周运动的周期T。成功登月后，在距月球表面高h处以初速度水平抛出一个物体，然后测量该平抛物体的水平位移x。月球简化为质量分布均匀的球体，不考虑月球自转的影响，物体只受月球引力的作用。那么下列说法中正确的是（　　）A．月球表面的重力加速度大小为B．月球的半径大小为C．月球的密度大小为D．月球的第一宇宙速度大小为15．经过长时间的观测，科学家在太阳星系外发现了一颗适合人类居住的星球，通过研究发现该星球的质量约为地球质量的2倍，直径约为地球直径的2倍，则下列说法正确的是（　　）A．该星球的自转周期一定比地球的自转周期小B．忽略星球自转产生的影响，同一物体在该星球表面的重力约为在地球表面重力的C．该星球卫星的最大环绕速度与地球卫星的最大环绕速度近似相等D．若该星球的卫星与地球的卫星分别以相同的轨道半径运行，则两卫星的线速度大小一定相等 参考答案1．D  2．C  3．D  4．A  5．B  6．C  7．A  8．A  9．BC  10．CD11．CD  12．AD  13．AC  14．ABD  15．BC5.1万有引力定律的简单应用（二）1．“天问一号”火星探测器已经被火星捕获。若探测器在距离火星表面高为h的圆形轨道上绕火星飞行，环绕n周飞行总时间为t，已知引力常量为G，火星半径为R，则下列给出的火星表面重力加速度g（忽略自转）和平均密度的表达式正确的是（　　）A．，B．，C．，D．，2．2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星，至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年完成该卫星为地球同步卫星，关于这颗卫星，下列说法正确的是（　　）A．它可以绕地球自转轴上任意一点转动，但轨道半径是一定的B．它可以在地面上任一点的正上方但离地心的距离是一定的C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的3．2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空，该卫星A最终在地球同步轨道运行。另一颗相同质量的卫星B也绕地球做圆周运动，A的轨道半径是B的4倍。下列说法正确的是（　　）A．由v=可知，A的线速度是B的2倍B．由a=ω2r可知，A的向心加速度是B的4倍C．由F=G可知，A的向心力是B的16倍D．由=k可知，A的周期是B的8倍4．春节假期期间，一条关于“地球自转加速”的消息，冲上了微博热搜榜的第一名。据央视新闻，研究显示，从2020年以来，地球的自转速率呈加快趋势，自转速度已经达到了过去50年来最快速度，这意味着，一天已经不足24个小时了！若地球自转持续加快，下列说法正确的是（　　）A．地球表面所有地方的重力加速度将变小B．地球自转加速违背了能量守恒定律C．地球同步卫星的轨道高度将变大D．按照这种趋势，未来地球赤道附近的物体可能会轻松飞起来5．如图所示，A、B两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，若ω表示卫星角速度大小，S表示卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积，a表示卫星加速度大小，r表示卫星轨道半径，T表示卫星周期，则下列关系正确的是（　　）A．ωA>ωB B．SA>SB C．aA>aB D．6．我国研制的全球首颗搭载主动激光雷达的大气环境监测卫星，将于2021年7月出厂待发射。与地球同步轨道卫星（图中卫星1）不同，大气环境监测卫星（图中卫星2）是轨道平面与赤道平面夹角接近90°的卫星，一天内环绕地球飞14圈，运行轨道均视为圆。下列说法正确的是（　　）A．卫星1的周期小于卫星2的周期B．卫星1与卫星2距离地面高度相同C．卫星1的速度小于卫星2的速度D．卫星1的向心加速度大于卫星2的向心加速度7．2020年11月24日4时30分，中国在文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。11月29日20时23分，嫦娥五号探测器在近月点“刹车”，从椭圆轨道变为近月圆形轨道。嫦娥五号探测器在近月圆形轨道运行时，轨道半径近似等于月球半径，自带传感器测得其环绕周期为T，线速度大小为v，已知引力常量为G，则（　　）A．月球的半径为 B．月球的质量为C．月球表面的重力加速度为 D．月球的第一宇宙速度为8．在万有引力定律建立的过程中，“月一地检验”证明了维持月球绕地球运动的力与地球对苹果的力是同一种力。完成“月-地检验”需要知道的物理量有（　　）A．月球和地球的质量B．引力常量G和月球公转周期C．地球半径和“月一地”中心距离D．月球公转周期和地球表面重力加速度g9．我国玉兔号（如图）登月后传回了大量的图片和视频供科学研究，某同学将一个视频中的小物块自由下落时的图像进行分析，通过实物尺寸比对后测得小物块在t时间内自由下落的高度约为h，已知月球半径R，万有引力常量为G（不计其它星体的影响），由此可求得：（　　）A．月球的质量为B．月球的近月卫星的周期为C．月球的平均密度为D．月球的第一宇宙速度为10．某次发射火箭的过程中，当火箭距地面的高度恰好为地球半径的3倍时，火箭的加速度为a，方向竖直向上，火箭内有一电子台秤，物体在该台秤上显示的示数为发射前在地面上静止时示数的一半。已知地球的第一宇宙速度为v，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）A．距地面高度恰好为地球半径的3倍处的重力加速度为地球表面重力加速度的B．地球表面的重力加速度约为16aC．地球的半径为D．地球的质量为11．如图，B、C、D为三颗绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，C、D在同步卫星轨道上，A为地球赤道上随地球表面一起转动的一个物体。已知mA<mB=mC<mD，则（　　）A．周期关系为TB<TA<TC=TD B．线速度关系为vA<vC=vD<vBC．向心力大小关系为FA<FB<FC<FD D．半径与周期关系为12．2021年3月12日，我国新一代中型高轨液体运载火箭——“长征七号改遥二运载火箭”成功发射，搭载火箭的试验九号卫星顺利进入预定轨道，该卫星为地球同步卫星，主要用于空间环境监测等新技术在轨验证试验。设地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球的自转周期为T，引力常量为G，以下说法正确的是（　　）A．试验九号卫星会经过北京的正上方B．试验九号卫星的角速度为C．试验九号卫星距离地面的高度为D．地球的质量为13．嫦娥工程分为三期，简称“绕、落、回”三步走。我国发射的“嫦娥三号”卫星是嫦娥工程第二阶段的登月探测器，该卫星先在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做周期为T的匀速圆周运动，再经变轨后成功落月。已知月球的半径为R，引力常量为G，忽略月球自转及地球对卫星的影响。则以下说法正确的是（　　）A．物体在月球表面自由下落的加速度大小为B．“嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动时的线速度大小为C．月球的平均密度为D．在月球上发射月球卫星的最小发射速度为14．2020年12月17日凌晨，“嫦娥五号”成功返回地球，带来了月面土壤样本，“嫦娥五号”先在距月球表面高度为h处做匀速圆周运动，然后变轨到某处开启反冲发动机。嫦娥五号”处于悬停状态，最后实现软着陆，完成月球表面样品采集后，从月球发射起飞，返回地球。月球的半径为R、质量为M，引力常量为G。不考虑月球的自转，下列说法正确的是（　　）A．“嫦娥五号”绕月球做匀速圆周运动时处于平衡状态，加速度为零B．“嫦娥五号”在月球表面上的重力加速度大小C．“嫦娥五号”绕月球表面做匀速圆周运动的线速度大小为D．“嫦娥五号”在距月球表面高度为h处绕月球做匀速园周运动的周期15．我国自主研发和部署的北斗卫星导航系统，由静止轨道卫星（离地面的高度约，相对地面静止）、中圆地球轨道卫星（离地面的高度约）及倾斜地球同步轨道卫星（离地面的高度约，轨道平面与赤道平面有一定的夹角）组成，上述卫星的轨道均视为圆轨道，下列说法正确的是（　　）A．中圆轨道卫星的周期大于静止轨道卫星的周期B．静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星的周期均等于地球自转周期C．倾斜地球同步轨道卫星的运行速率小于中圆地球轨道卫星的运行速率D．静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星的运行速率均大于第一宇宙速度                      参考答案1．B  2．D  3．D  4．D  5．B  6．C  7．B  8．CD  9．AB  10．AC11．BD  12．BD  13．AC  14．BC  15．BC