全国版2021高考物理一轮复习专题五万有引力与航天精练含解析

全国版2021高考物理一轮复习专题五万有引力与航天精练含解析

专题五　万有引力与航天 一、选择题(共13小题,78分)‎ ‎1.2019年6月25日,我国成功发射第46颗北斗导航卫星.这颗卫星是倾斜地球同步轨道卫星(该卫星的高度与地球静止轨道卫星相同,但轨道平面与赤道平面成一定角度).有关该卫星的说法正确的是(　　)‎ A.该卫星相对地球处于静止状态 B.该卫星的发射速度小于第二宇宙速度 C.该卫星入轨后的运行速度大于第一宇宙速度 D.发射此卫星要比发射等质量的近地卫星少消耗能量 ‎2.火星被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的行星.火星探测器首先要脱离地球成为太阳系的人造行星,接近火星后在火星近地点进行制动,进入绕火星运行的椭圆轨道,从而成为火星的人造卫星.关于火星探测器,下列说法正确的是(　　)‎ A.脱离地球前,在地球近地点的速度必须大于或等于地球的第三宇宙速度 B.到达火星近地点时,制动前的速度等于火星的第一宇宙速度 C.在绕火星的椭圆轨道上运行时,速度不小于火星的第一宇宙速度 D.在火星近地点,制动前、后的加速度相等 ‎3.“伽利略”木星探测器,从1989年10月进入太空,历经6年,终于到达木星周围.此后在t秒内绕木星运行N圈,并对木星及其卫星进行考察,最后坠入木星大气层烧毁.设这N圈都是绕木星在同一个圆周上运行,其运行速率为v,探测器上的照相机正对木星,拍摄整个木星时的视角为θ (如图所示),木星为一球体.已知引力常量为G,根据以上信息下列物理量不能确定的是(　　)‎ A.探测器在轨道上运行时的轨道半径 B.木星的第一宇宙速度 C.木星的平均密度 D.木星探测器在轨道上做圆周运动的动能 ‎4.‎ - 9 -‎ 石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料,它的发现使“太空电梯”的制造成为可能,人类将有望通过“太空电梯”进入太空.设想在地球赤道平面内有一垂直于地面延伸到太空的电梯,电梯始终相对地面静止.如图所示,假设某物体B乘坐太空电梯到达了图示的位置并停在此处,与同高度运行的卫星A、地球同步卫星C相比较,下列说法正确的是(　　)‎ A.物体B的角速度大于卫星A的角速度 B.物体B的线速度大于卫星A的线速度 C.物体B的线速度大于卫星C的线速度 D.若物体B突然脱离电梯,B将做近心运动 ‎5.2019年4月10日,天文学家宣布首次直接拍摄到黑洞的照片.假设在宇宙空间有一个恒星和黑洞组成的孤立双星系统,黑洞的质量大于恒星的质量,它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动,双星系统中的黑洞能“吸食”恒星表面的物质,造成质量转移,此过程中两者之间的距离减小,它们的运动轨道可以看成圆周,则在该过程中(　　)‎ A.恒星做圆周运动的周期不断增加 B.双星系统的引力势能减小 C.黑洞做圆周运动的半径变大 D.黑洞做圆周运动的周期大于恒星做圆周运动的周期 ‎6.荷兰“Mars One”研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划.登陆火星需经历如图所示的变轨过程,已知引力常量为G,则下列说法正确的是(　　)‎ A.飞船在轨道上运行时,运行的周期TⅢrA,所以ωC<ωA,由于太空电梯始终与地面相对静止,故物体B的角速度与同步卫星C的角速度大小相等,即ωB=ωC,所以ωB<ωA,选项A错误;根据v=ωr,ωB<ωA,rA=rB,可知物体B的线速度小于卫星A的线速度,选项B错误;根据v=ωr,ωB=ωC,rBvB‎2‎rB,B受到的万有引力大于其做匀速圆周运动所需要的向心力,物体B将做近心运动,选项D正确.‎ ‎5.B　对于双星系统中的恒星,由万有引力提供向心力有GMmL‎2‎=mr1(‎2πT)2,解得T=2πL‎2‎r‎1‎GM,由此可知,两者之间的距离L减小时,恒星做圆周运动的周期减小,选项A错误;恒星和黑洞之间的距离减小,引力做正功,双星系统的引力势能减小,选项B正确;双星系统中的黑洞能“吸食”恒星表面的物质,质量增大,两者之间的距离减小,黑洞做圆周运动的半径变小,选项C错误;对于双星系统,黑洞和恒星做圆周运动的周期相同,选项D错误.‎ ‎6.D　由开普勒第三定律可知,飞船椭圆轨道半长轴的三次方与周期的二次方成正比,所以飞船运行周期TⅢ>TⅡ>TⅠ,A项错误;飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ,从离心运动变为圆周运动需减速,即需要在P点朝速度相同方向喷气,由于vPⅠ

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