超级精简版
单选题
1、下列关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是（ ） A．不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力 B．只有天体间的引力才能用𝐹=𝐺
𝑚1𝑚2𝑟2
𝑚1𝑚2𝑟2计算
C．由𝐹=𝐺
知，两质点间距离r减小时，它们之间的引力增大
-11
2
2
D．引力常量的大小首先是由牛顿测出来的，且等于6.67×10 N·m/kg
2、人造地球卫星绕地球旋转时，既具有动能又具有引力势能（引力势能实际上是卫星与地球共有的，简略地说此势能是人造卫星所具有的）。设地球的质量为M，半径为R，取离地无限远处为引力势能零点，则距离地心为r，质量为m的物体引力势能为𝐸p=−速度为v1，下列说法中错误的是（ ）
𝐺𝑀𝑚2𝑟1
𝐺𝑀𝑚𝑟
（G为引力常量），假设质量为m的飞船在距地心r1的近地点
A．飞船在椭圆轨道上正常运行时具有的机械能 2B．飞船在椭圆轨道距离地心r2时的速度大小√𝑣1+
2𝐺𝑀𝑟2
−
2𝐺𝑀𝑟1
C．地球的第一宇宙速度√
𝐺𝑀𝑅
𝑀
1
D．该飞船在近地点的加速度为𝐺𝑟2 3、2018年5月9日，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭将高分五号卫星送入705公里高度的轨道，高分五号卫星和之前发射的高分四号卫星都绕地球做匀速圆周运动。高分四号卫星是一颗相对地球赤道某
1
位置静止的光学遥感卫星，下列关于这两颗卫星说法正确的是（ ） A．高分四号卫星绕地球运动的周期大于24小时 B．高分五号卫星的线速度小于高分四号卫星的线速度 C．高分五号卫星的运行周期小于高分四号卫星的运行周期 D．高分五号卫星的向心加速度小于高分四号卫星的向心加速度
4、2021年5月15日“天问一号”探测器成功在火星软着陆，“祝融号”火星车开始开展巡视探测等工作。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。已知火星的直径约为地球的50%，质量约为地球的10%，请通过估算判断以下说法正确的是（ ）
A．火星表面的重力加速度小于9.8m/s2
B．“祝融号”火星车在火星表面所受重力大于在地球表面所受重力 C．探测器在火星表面附近的环绕速度大于7.9km/s D．火星的第一宇宙速度等于地球的第一宇宙速度 5、下列说法正确的是（ ）
A．伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量 B．根据表达式𝐹=𝐺
𝑚1𝑚2𝑟2
可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
𝑟3
C．在由开普勒第三定律得出的表达式𝑇2=𝑘中，k是一个与中心天体有关的常量 D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
6、2018年5月9日，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭将高分五号卫星送入705公里高度的轨
2
道，高分五号卫星和之前发射的高分四号卫星都绕地球做匀速圆周运动。高分四号卫星是一颗相对地球赤道某位置静止的光学遥感卫星，下列关于这两颗卫星说法正确的是（ ） A．高分四号卫星绕地球运动的周期大于24小时 B．高分五号卫星的线速度小于高分四号卫星的线速度 C．高分五号卫星的运行周期小于高分四号卫星的运行周期 D．高分五号卫星的向心加速度小于高分四号卫星的向心加速度
7、2021年11月8日，“天问一号”环绕器成功实施近火制动，准确进入遥感使命轨道。制动前环绕器在轨道I上运动，在P点制动后进入轨道Ⅱ运动。如图所示，环绕器沿轨道I、Ⅱ运动到P点的速度大小分别为vI、vⅡ；加速度大小分别为aI、aⅡ。则（ ）
A．vI>vⅡ aI=aⅡB．vI 8、2021年12月9日，神舟十三号航天员在中国空间站进行首次太空授课。在授课中王亚平介绍，空间站每天能观察到很多次日出。已知地球半径为𝑅，地球的自转周期为𝑇0，空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为𝑇，其轨道与赤道成一定的倾角，地球同步卫星的高度为h0。忽略一天之内地球相对太阳位置的变化，仅利用以上物理量可估算（ ） A．空间站中每天能观察到的日出的次数 B．地球的质量 C．空间站离地的高度 D．空间站绕地球运动的动能 3 9、中国火星探测器“天问一号”历经200多天成功闯过“四关”，第一关：抓住发射“窗口期”开启“地火转移”；第二关：抓住被火星捕获的机会精准刹车；第三关：绕“火”飞行寻找最佳着陆点；第四关：安全着陆开展火星表面探测任务。“天问一号”成功发射，标志着中国深空探测技术取得了巨大进步。其中，探测器在停泊轨道和遥感轨道上运行时相切于同一点P（未画出）。下列有关闯这“四关”方面的物理学知识正确的是（ ） A．“地火转移”过程，探测器关闭发动机后以第二宇宙速度匀速运动 B．第二关中，探测器要被火星捕获，开启发动机作用是使探测器减速 C．探测器在停泊轨道上运行经过P处时的加速度比在遥感轨道上经过同一P点时的加速度大 D．若测出探测器绕火星表面做圆周运动的周期，即可根据引力常量求得火星的平均密度 10、航天飞机作为一种新型的多功能航天飞行器，集火箭、卫星和飞机的技术特点于一身。假设一航天飞机在完成某次维修任务后，在𝐴点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，如图所示．已知𝐴点距地面的高度为2𝑅（𝑅为地球半径），𝐵点为轨道Ⅱ上的近地点，轨道Ⅰ上的周期为𝑇。下列说法正确的是（ ） A．该航天飞机在轨道Ⅰ上经过𝐴点时的加速度小于它在轨道Ⅱ上经过𝐴点时的加速度 B．在轨道Ⅱ上从𝐴点运动到𝐵点的过程中，航天飞机的加速度一直变大 C．该航天飞机在轨道Ⅱ上经过𝐴点的速度大于经过𝐵点的速度 4 D．航天飞机在轨道Ⅱ上从𝐴点运动到B点的时间为填空题 11、行星运动的近似处理 √6𝑇 9 行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理。这样就可以说： （1）行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在_____。 （2）行星绕太阳做_______。 𝑟3 （3）所有行星_____的三次方跟它的公转周期T的二次方的_____，即 𝑇2=𝑘。 12、若知道某星球表面的______和星球______，可计算出该星球的质量． 5 人教版2022年高中物理万有引力与航天_012参考答案 1、答案：C 解析： AB．任意两个物体间都存在万有引力，但万有引力定律只适用于能看作质点的物体间的计算，故AB错误； C．由𝐹=𝐺 𝑚1𝑚2𝑟2知，两质点间距离r减小时，它们之间的引力增大，故C正确； D．引力常量的大小首先是由卡文迪许测出来的，且等于6.67×10−11N⋅m2/kg2，故D错误。 故选C。 2、答案：A 解析： A．由于飞船在椭圆轨道上机械能守恒，所以飞船的机械能等于在近地点的机械能，机械能为 1𝐺𝑀𝑚2𝐸=𝑚𝑣1− 2𝑟1 故A错误，符合题意； B．根据机械能守恒有 1𝐺𝑀𝑚1𝐺𝑀𝑚22 𝑚𝑣1−=𝑚𝑣2− 2𝑟12𝑟2 解得 2 𝑣2=√𝑣1+ 2𝐺𝑀2𝐺𝑀 − 𝑟2𝑟1 故B正确，不符合题意； C．对地球近地卫星，其正常运行速度即为地球的第一宇宙速度，根据向心力公式有 6 𝑀𝑚𝑣2𝐺2=𝑚 𝑅𝑅解得 𝐺𝑀𝑣=√ 𝑅故C正确，不符合题意； D．飞船在近地点时，根据万有引力定律和牛顿第二定律有 𝑀𝑚 =𝑚𝑎 𝑟12𝐺 解得 𝑀 𝑟12𝑎=𝐺 故D正确，不符合题意。 故选A。 3、答案：C 解析： A．高分四号卫星是一颗相对地球赤道某位置静止的光学遥感卫星，则高分四号卫星为地球同步卫星，周期等于24小时，故A错误； BCD．设卫星的质量为m，轨道半径为r，地球的质量为M，卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则得 𝐺𝑀𝑚𝑟24𝜋2 𝑚𝑣2𝑟 ＝m𝑇2r＝ ＝ma 得 7 T＝2π√𝐺𝑀，v＝√ 𝑟3 𝐺𝑀𝑟 ，a＝𝑟2 𝐺𝑀 可知，卫星的轨道半径越小，周期越小，而角速度、线速度和向心加速度越大，“高分五号”的轨道半径比“高分四号”的小，所以“高分五号”的周期较小，而线速度和向心加速度较大，故C正确，BD错误。 故选C。 4、答案：A 解析： AB．探测器在星球表面受到重力等于万有引力 𝐺𝑀𝑚 𝑅2𝑚𝑔= 解得星球表面重力加速度 𝐺𝑀 𝑅2𝑔= 已知火星的直径约为地球的50%，质量约为地球的10%，地球的重力加速度 𝑔地=9.8m/s2 则火星表面的重力加速度 0.12 𝑔<9.8m/s 0.52地 𝑔火= 可得“祝融号”火星车在火星表面所受重力小于在地球表面所受重力，故A正确，B错误； CD．探测器在星球表面，绕星球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 𝐺𝑀𝑚𝑣2 =𝑚 𝑅2𝑅得第一宇宙速度 8 𝐺𝑀𝑣=√ 𝑅探测器在地球表面飞行的速度即第一宇宙速度为7.9km/s，则探测器在火星表面附近的环绕速度即火星表面的第一宇宙速度为 0.1 𝑣火=√×7.9km/s<7.9km/s 0.5故CD错误。 故选A。 5、答案：C 解析： A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G，A错误； B．万有引力表达式𝐹=𝐺错误； 𝑟3 𝑚1𝑚2𝑟2，只适用于质点之间的相互作用，当r趋近于零时，万有引力定律不再适用，B C．在由开普勒第三定律得出的表达式 𝑇2=𝑘中，k是一个与中心天体有关的常量，C正确； D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力，D错误。 故选C。 6、答案：C 解析： A．高分四号卫星是一颗相对地球赤道某位置静止的光学遥感卫星，则高分四号卫星为地球同步卫星，周期等于24小时，故A错误； BCD．设卫星的质量为m，轨道半径为r，地球的质量为M，卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提 9 供向心力，则得 𝐺𝑀𝑚𝑟24𝜋2 𝑚𝑣2𝑟 ＝m𝑇2r＝ ＝ma 得 T＝2π√𝐺𝑀，v＝√ 𝑟3𝐺𝑀𝑟 ，a＝𝑟2 𝐺𝑀 可知，卫星的轨道半径越小，周期越小，而角速度、线速度和向心加速度越大，“高分五号”的轨道半径比“高分四号”的小，所以“高分五号”的周期较小，而线速度和向心加速度较大，故C正确，BD错误。 故选C。 7、答案：A 解析： “天问一号” 在P点制动后进入轨道Ⅱ运动，故“天问一号”在轨道I上的P点速度大小大于轨道在Ⅱ运动到P点的速度，故 vI>vⅡ “天问一号”的加速度是由万有引力产生 𝐺𝑀𝑚 =𝑚𝑎 𝑟2𝐹= 可知在同一P点，万有引力对“天问一号”产生的加速度相同，与卫星所在轨道无关，故 aI=aⅡ A正确，BCD错误； 故选A。 8、答案：AC 解析： 10 A．空间站中每天能观察到的日出的次数为 𝑁=0 ① 𝑇𝑇 故A符合题意； B．设地球同步卫星质量为m0，地球质量为M，根据牛顿第二定律有 𝑀𝑚0𝐺( ℎ0+𝑅)2 =𝑚0 4π2 2𝑇0 (ℎ0+𝑅) ② 由于引力常量未知，所以无法通过上式求解地球的质量，故B不符合题意； C．设空间站质量为m，离地高度为h，根据牛顿第二定律有 𝑀𝑚 𝐺(ℎ+𝑅)2 =𝑚 4π2𝑇2(ℎ+𝑅) ③ 联立②③解得 23ℎ=()(ℎ0+𝑅)−𝑅 ④ 𝑇 0 𝑇 故C符合题意； D．由于空间站质量未知，所以无法求解空间站绕地球运动的动能，故D不符合题意。 故选AC。 9、答案：BD 解析： A．地火转移过程，关闭发动机，引力势能发生变化，动能也会变化，如靠近火星过程中，火星引力对其做功，其动能会增加，所以不是匀速运动，故A错误； B．探测器要被火星捕获，开启发动机目的是使探测器减速，使引力与向心力相等，故B正确； C．两轨道P点处探测器所受万有引力相等，故加速度相同，故C错误； 11 D．由万有引力提供向心力可知 𝑀𝑚2𝜋2𝐺2=𝑚()𝑅 𝑅𝑇4 𝑀=𝜌𝜋𝑅3 3可知火密度 3𝜋 𝐺𝑇2𝜌= 故D正确。 故选BD。 10、答案：BD 解析： A. 航天飞机在轨道Ⅰ上经过𝐴点时受到地球对它的万有引力与它在轨道Ⅱ上经过𝐴点时受到地球对它的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知，航天飞机在轨道Ⅰ上经过𝐴点时的加速度等于它在轨道Ⅱ上经过𝐴点时的加速度，A错误； B. 航天飞机在椭圆轨道运动时，从远地点𝐴运动到近地点𝐵的过程，航天飞机离地心的距离越来越小，地球对航天飞机的万有引力越来越大，故在轨道Ⅱ上从𝐴点运动到𝐵点的过程中，航天飞机的加速度一直变大，B正确； C. 由开普勒行星定律可知，航天飞机在椭圆轨道运动时，从远地点𝐴运动到近地点𝐵的过程，航天飞机的速度越来越大，故航天飞机在轨道Ⅱ上经过𝐴点的速度小于经过𝐵点的速度，C错误； D. 由题意可知圆轨道Ⅰ的轨道半径为3𝑅，椭圆轨道Ⅱ的轨道半长轴为2𝑅，根据开普勒周期定律可得 (2𝑅)3(3𝑅)3 2=𝑇2 𝑇2 解得椭圆轨道Ⅱ的周期为 12 𝑇2= 航天飞机在轨道Ⅱ上从𝐴点运动到B点的时间为 1√6𝑡=𝑇2=𝑇 292√6𝑇 9D正确； 故选BD。11、答案：解析： 略 12、答案：解析： 略 圆心 匀速圆周 轨道半径r 重力加速度 半径 13 比值都相等 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容