【学考真题】备战2024年浙江省学业水平考试 高中物理 专题06 万有引力及航天 知识归纳与训练

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A. F=Gm1m2rB. F=Gm1m2r2 C. F=Gm1m2r3D. F=Gr2m1m2
2.[2022.1浙江学考]2021年12月9日，航天员翟志刚、王亚平和叶光富在我国空间站内为大家开设了“天宫课堂”（图甲）。已知地球质量为M、半径为R，引力常量为G。若我国空间站质量为m，在离地面高度为h的轨道上做匀速圆周运动（图乙），则下列说法正确的是 （ ）
甲 乙
A.空间站受到的地球引力大小为GMmR2 B.空间站受到的地球引力大小为GMmR+h
C.在空间站内放入水中的乒乓球在松手后会上浮 D.在空间站内从水袋中挤出的水滴会漂浮在空中
3.[2021.7浙江学考]2021年2月24日，“天问一号”探测器进入火星停泊轨道，并于5月15日成功着陆于火星乌托邦平原。若火星半径为R、质量为M，引力常量为G，着陆前质量为m的“天问一号”距火星表面高度为h，则此时火星对“天问一号”的万有引力大小为（ ）
A. GMm（R+h）2 B. GMmR+h C. GMmR2 D. GMmh2
4.[2021.1浙江学考]嫦娥五号探测器是我国首个实施月面采样返回的航天器，由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。为等待月面采集的样品，轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。已知引力常量G=6.67×10-11 N · m2/kg2，地球质量m1=6.0×1024 kg，月球质量m2=7.3×1022 kg，月地距离r1=3.8×105 km，月球半径r2=1.7×103 km。当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约200 km处做环月匀速圆周运动时，其环绕速度大小约为（）
A. 16 m/s B. 1.1×102 m/s C. 1.6×103 m/s D. 1.4×104 m/s
5.[2020.7浙江学考]2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭发射了“北斗三号”系统的最后一颗组网卫星。此次发射的卫星属地球同步卫星，此卫星成功入轨后（ ）
A.与其他地球同步卫星具有相同的轨道半径 B.与其他地球同步卫星具有相同的质量
C.与地球赤道上物体具有相同的线速度 D.与地球赤道上物体具有相同的向心加速度
6.[2019.6浙江学考]我国自主研发的北斗卫星导航系统中有数颗地球同步轨道卫星（其周期与地球自转周期相同），A是其中一颗。物体B静止于赤道上随地球自转。分别把A、B的角速度大小记为ωA、ωB，线速度大小记为vA、vB，加速度大小记为aA、aB，所受地球万有引力大小记为FA、FB，则（ ）
A. ωA>ωBB. vAaBD. FA参考答案
1.B
2.D 根据万有引力定律可得，空间站受到的地球引力大小为GMm（R+h）2，故AB两项错误；在太空失重环境下浮力几乎消失，乒乓球处于完全失重状态，因此放入水中的乒乓球不会上浮，水袋中挤出的水滴会漂浮在空中，故C项错误，D项正确。
3.A 根据万有引力定律可得，距火星表面高度为h时，火星对“天问一号”的万有引力大小F=GMm（R+h）2，故A项正确。
4.C 设轨道器与返回器的组合体质量为m，与月球球心的距离为r=（1.7×103+200）×103 m=1.9×106 m，根据题意得万有引力提供向心力，F=Gmm2r2=mv2r，则v=Gm2r≈1.6×103 m/s，故C项正确。
5.A 由于所有同步卫星的周期均相同，则此卫星与其他地球同步卫星具有相同的轨道半径，但是不一定有相同的质量，故A项正确，B项错误；同步卫星与地球赤道上的物体同轴转动，具有相同的角速度，由v=ωr可得，距离球心的半径不同，该卫星与地球赤道上物体具有不同的线速度，由a=ω2r可得，该卫星与地球赤道上物体具有不同的向心加速度，故CD两项错误。
6.C 同步轨道卫星的运行周期与地球自转周期相同，则ωA=ωB，故A项错误；根据v=ωr可知vA>vB，故B项错误;根据a=ω2r可知aA>aB，故C项正确；根据万有引力定律F=GMmr2，由于不知道A、B的质量，无法比较万有引力的大小，故D项错误。