2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí)卷：萬(wàn)有引力定律

更新時(shí)間：2022-01-13 瀏覽次數(shù)：88 類(lèi)型：二輪復(fù)習(xí)

一、單選題

1. (2022高三上·日照月考) 2021年10月17日9時(shí)50分，神舟十三號(hào)三位航天員成功開(kāi)啟貨物艙艙門(mén)，順利進(jìn)入天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船，航天員乘組之后繼續(xù)開(kāi)啟天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船貨物艙艙門(mén)，在空間站開(kāi)展空間科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)?？臻g站繞地球飛行的軌道可視為圓軌道，軌道離地面的高度約為地球半徑的 $\text{[math]}$ ，不考慮地球自轉(zhuǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）

A . 地面上重力為G的物體，在空間站上的重力為 $\text{[math]}$ B . 空間站在軌道上的飛行速度約為第一宇宙速度的 $\text{[math]}$ C . 空間站在軌道上的飛行周期約為近地衛(wèi)星飛行周期的 $\text{[math]}$ D . 宇航員進(jìn)入空間站后，由于質(zhì)量變大，空間站的軌道半徑將變大

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2. (2022高三上·鐵嶺月考) 2021年10月7日，神舟十三號(hào)載人飛船入軌后順利完成入軌狀態(tài)設(shè)置，于北京時(shí)間6時(shí)56分，采用自主徑向快速交會(huì)對(duì)接模式成功對(duì)接于天和核心艙徑向端口，與此前已對(duì)接的天舟二號(hào)、天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船一起構(gòu)成四艙（船）組合體。天舟二號(hào)、天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船與天和核心艙是前向和后向交會(huì)對(duì)接，飛船與組合體在軌道同一水平面上，運(yùn)動(dòng)較為穩(wěn)定。而徑向交會(huì)對(duì)接方式，也就是以垂直的方式、徑向的方式，垂直向上，從下面和組合體來(lái)進(jìn)行交會(huì)對(duì)接，難度非常大。如圖所示.兩者對(duì)接后所繞軌道視為圓軌道，繞行角速度為ω，距地高度為H，R為地球半徑，萬(wàn)有引力常量為G。下列說(shuō)法中正確的是（）

A . 神舟十三號(hào)的發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第二宇宙速度 B . 神舟十三號(hào)在低軌只需沿徑向加速可以直接與高軌的天和核心艙實(shí)現(xiàn)對(duì)接 C . 神舟十三號(hào)載人飛船成功與天和核心艙對(duì)接，翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員順感進(jìn)入天和核心艙后處于完全失重狀態(tài)，所以三者間的萬(wàn)有引力為0 D . 地球的密度為 $\text{[math]}$

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3. (2021高三上·蘇州期中) “嫦娥四號(hào)”月球探測(cè)器成功在月球背面軟著陸，這是人類(lèi)首次成功登陸月球背面。如圖所示，假設(shè)“嫦娥四號(hào)”在半徑為r的圓形軌道Ⅰ上繞月球運(yùn)行，周期為T(mén).某時(shí)刻“嫦娥四號(hào)”在A點(diǎn)變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，在月球表面的B點(diǎn)貼近月球表面飛行， $\text{[math]}$ 三點(diǎn)在一條直線(xiàn)上.已知月球的半徑為R，引力常量為G，則（）

A . 在軌道Ⅱ上A和B兩點(diǎn)的加速度之比為 $\text{[math]}$ B . 在軌道Ⅱ上A和B兩點(diǎn)的線(xiàn)速度之比為 $\text{[math]}$ C . 從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間為 $\text{[math]}$ D . 月球的平均密度為 $\text{[math]}$

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4. (2022·遼寧模擬) 2021年6月11日，國(guó)家航天局在北京舉行“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器著陸火星首批科學(xué)影像圖揭幕儀式，公布了由祝融號(hào)火星車(chē)拍攝的影像圖，標(biāo)志著我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。已知火星直徑約為地球直徑的 $\text{[math]}$ ，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的 $\text{[math]}$ ，探測(cè)器在地球表面的環(huán)繞周期約為 $\text{[math]}$ ，地球表面的重力加速度取 $\text{[math]}$ 。下列說(shuō)法正確的是（）

A . “天問(wèn)一號(hào)”的最小發(fā)射速度為 $\text{[math]}$ B . 火星與地球的第一宇宙速度的比值為 $\text{[math]}$ C . 火星表面的重力加速度大小為 $\text{[math]}$ D . “天問(wèn)一號(hào)”繞火星表面運(yùn)行的周期為 $\text{[math]}$

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5. (2021高三上·臨沂期中) 2020年12月17日，嫦娥五號(hào)的返回艙采用“半彈道跳躍式再入返回”也就是俗稱(chēng)“打水漂”的技術(shù)來(lái)減速并成功著陸在預(yù)定區(qū)域。返回器以 $\text{[math]}$ 的第二宇宙速度急速?zèng)_向地球，在距離地面 $\text{[math]}$ 高度的a處像一顆彈頭扎入大氣層。減速下降到距離地面約 $\text{[math]}$ 的b點(diǎn)時(shí)，借助大氣層的升力，彈頭又從c點(diǎn)躍了出來(lái)，回到太空。到達(dá)最高點(diǎn)d之后，再次下降，二度進(jìn)入大氣層，實(shí)施二次減速，整個(gè)過(guò)程就像“打水漂”一樣。如圖所示，虛線(xiàn)為大氣層的邊界，a、c、e三點(diǎn)為返回艙的軌跡與大氣層的交點(diǎn)。已知地球半徑為R，地心到d點(diǎn)距離為r，地球表面重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是（）

A . 返回艙在b點(diǎn)處于失重狀態(tài) B . 返回艙在d點(diǎn)的加速度等于 $\text{[math]}$ C . 返回艙在a點(diǎn)動(dòng)能等于在c點(diǎn)的動(dòng)能 D . 返回艙在c點(diǎn)速率大于在e點(diǎn)的速率

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6. (2021高三上·常州期中) 若宇航員在月球表面附近自高h(yuǎn)處以初速度v₀水平拋出一個(gè)小球，測(cè)出小球從拋出到落地的位移為L(zhǎng)。已知月球半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G，則下列說(shuō)法正確的是（）

A . 月球表面的重力加速度 $\text{[math]}$ B . 月球的質(zhì)量 $\text{[math]}$ C . 月球的第一宇宙速度 $\text{[math]}$ D . 月球的平均密度 $\text{[math]}$

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7. (2021高三上·呂梁月考) 2021年10月16日0時(shí)23分，搭載神舟十三號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十三運(yùn)載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心按照預(yù)定時(shí)間精準(zhǔn)點(diǎn)火發(fā)射，約582秒后，神舟十三號(hào)載人飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空，飛行乘組狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿(mǎn)成功。假設(shè)神舟十三號(hào)載人飛船在距地面高度為h的軌道做圓周運(yùn)動(dòng)。已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G。下列說(shuō)法正確的是（）

A . 神舟十三號(hào)載人飛船運(yùn)行的周期為 $\text{[math]}$ B . 神舟十三號(hào)載人飛船的線(xiàn)速度為 $\text{[math]}$ C . 神舟十三號(hào)載人飛船軌道處的重力加速度為 $\text{[math]}$ D . 地球的平均密度為 $\text{[math]}$

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二、多選題

8. (2022高三上·洛川月考) 某半徑為R的星球上，兩極點(diǎn)處的重力加速度為g，是赤道上重力加速度的n倍，下列說(shuō)法中正確的是（）

A . 星球自轉(zhuǎn)周期為 $\text{[math]}$ B . 星球自轉(zhuǎn)周期為 $\text{[math]}$ C . 星球的第一宇宙速度 $\text{[math]}$ D . 星球的第一宇宙速度 $\text{[math]}$

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9. (2021高三上·泰安期中) 如圖所示，1、2、3為地球衛(wèi)星的三個(gè)軌道，其中軌道1平面過(guò)地球南、北兩極，2，3軌道處于赤道平面且在P點(diǎn)相切，1、3為圓軌道，2為衛(wèi)星轉(zhuǎn)移橢圓軌道，P、Q分別為2軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)和近地點(diǎn)。已知Q點(diǎn)離地面的高度等于1軌道離地高度，1軌道的離地高度小于3軌道的離地高度，衛(wèi)星a、b分別在1、2軌道上無(wú)動(dòng)力飛行，下列說(shuō)法正確的是（　?。?

A . 衛(wèi)星a、b的運(yùn)行周期相等 B . 衛(wèi)星a的運(yùn)行周期大于衛(wèi)星b的運(yùn)行周期 C . 衛(wèi)星a的加速度與衛(wèi)星b經(jīng)Q點(diǎn)時(shí)的加速度大小相等 D . 衛(wèi)星b轉(zhuǎn)移到3軌道后經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)與在2軌道上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)加速度相同

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10. (2021高三上·遼寧期中) 如圖所示，A是地球的同步衛(wèi)星，B和C是位于赤道平面內(nèi)同一圓形軌道上的另外兩顆衛(wèi)星。D是在赤道上的物體。已知衛(wèi)星B和衛(wèi)星C繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻A、B兩衛(wèi)星相距最近（地心 $\text{[math]}$ 、B、A在同一直線(xiàn)上），地球自轉(zhuǎn)周期為 $\text{[math]}$ ，衛(wèi)星B運(yùn)轉(zhuǎn)周期為 $\text{[math]}$ ，則（）

A . 衛(wèi)星B運(yùn)轉(zhuǎn)周期 $\text{[math]}$ 小于地球自轉(zhuǎn)周期 $\text{[math]}$ B . 衛(wèi)星B和衛(wèi)星C所受的向心力大小相等 C . 要實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星B和衛(wèi)星C對(duì)接，只要衛(wèi)星B加速即可 D . 向心加速度 $\text{[math]}$

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11. (2021高三上·乳山期中) 地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，哈雷彗星的軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓，預(yù)測(cè)哈雷彗星下次飛近地球?qū)⒃?061年左右。若哈雷彗星近日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離為 $\text{[math]}$ 、線(xiàn)速度大小為 $\text{[math]}$ ，遠(yuǎn)日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離為 $\text{[math]}$ 、線(xiàn)速度大小為 $\text{[math]}$ ，則哈雷彗星（）

A . 線(xiàn)速度 $\text{[math]}$ B . 近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)的機(jī)械能相等 C . 近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)的加速度大小之比為 $\text{[math]}$ D . 近日點(diǎn)的加速度大小為 $\text{[math]}$

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12. (2022高三上·湖南月考) 2021年10月16日，搭載“神舟十三號(hào)”載人飛船的“長(zhǎng)征二號(hào)”F遙十三運(yùn)載火箭，順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空，飛行乘組狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿(mǎn)成功，我國(guó)航天事業(yè)又向前邁進(jìn)了一步。如圖所示，甲、乙兩顆衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星甲做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（C為圓周上的點(diǎn)），其軌道半徑為3R；衛(wèi)星乙的軌道是橢圓，橢圓的長(zhǎng)軸為6R，且A、B是該軌道的近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)。不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用，下列說(shuō)法正確的是（）

A . 衛(wèi)星乙在A點(diǎn)時(shí)的速度一定大于7.9km/s B . 衛(wèi)星乙在A點(diǎn)時(shí)的速度一定大于衛(wèi)星甲在C點(diǎn)時(shí)的速度 C . 衛(wèi)星甲的轉(zhuǎn)動(dòng)周期比衛(wèi)星乙的轉(zhuǎn)動(dòng)周期小 D . 衛(wèi)星甲的轉(zhuǎn)動(dòng)周期比衛(wèi)星乙的轉(zhuǎn)動(dòng)周期大

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三、綜合題

13. (2021高三上·太原期中) 2021年2月，執(zhí)行我國(guó)火星探測(cè)任務(wù)的“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器在成功實(shí)施三次近火制動(dòng)后，進(jìn)入近火點(diǎn)為A遠(yuǎn)火點(diǎn)為B的橢圓軌道上運(yùn)行，A點(diǎn)距火星表面的高度為 $\text{[math]}$ 、B點(diǎn)距火星表面的高度為 $\text{[math]}$ ，探測(cè)器在橢圓軌道上運(yùn)行的周期為 $\text{[math]}$ 。之后，探測(cè)器再經(jīng)多次變軌，進(jìn)入環(huán)繞火星表面的圓軌道上運(yùn)行考察。最后，搭載“祝融號(hào)”火星車(chē)的著陸巡視器成功著陸火星表面。已知火星半徑為R，引力常量為G。
1. （1）求探測(cè)器在環(huán)火表面圓軌道上運(yùn)行的周期。
2. （2）火星著陸巡視器著陸火星的最后階段，先在高度為h處懸停，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后自由下落到火星表面，求其著陸時(shí)的速度。
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14. (2022高一下·濰坊期中) 電影《火星救援》的熱映，激起了人們對(duì)火星的關(guān)注。若宇航員在火星表面將小球（視為質(zhì)量均勻分布）豎直上拋，取拋出位置的位移 $\text{[math]}$ ，從小球拋出開(kāi)始計(jì)時(shí)，以豎直向上為正方向，小球運(yùn)動(dòng)的 $\text{[math]}$ 圖像如圖所示（其中a、b均為已知量）?；鹦堑陌霃綖镽，引力常量為G，忽略火星的自轉(zhuǎn)。求：
1. （1）火星表面的重力加速度大小g；
2. （2）火星的質(zhì)量M及其第一宇宙速度v。
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15. (2021高三上·湖南月考) “嫦娥”奔月，“北斗”啟航，有力地支撐了我國(guó)從航天大國(guó)向航天強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期大約為27天，“北斗”中的地球同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)軌道半徑大概為地球半徑的6.6倍。地球半徑約為月球半徑的4倍，地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍。已知地球第一宇宙速度 $\text{[math]}$ km/s。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
1. （1）月球繞地球運(yùn)動(dòng)半徑為地球半徑的多少倍？
2. （2）求月球的第一宇宙速度。
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