高考物理二轮复习精讲精练专题04 万有引力定律与航天（精练）（解析版）.docVIP

专题04万有引力定律与航天（精练）

一、单项选择题

1．2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（???）

A．组合体中的货物处于超重状态

B．组合体的速度大小略大于第一宇宙速度

C．组合体的角速度大小比地球同步卫星的大

D．组合体的加速度大小比地球同步卫星的小

【答案】C

【详解】A．组合体在天上只受万有引力的作用，则组合体中的货物处于失重状态，A错误；

B．由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，而第一宇宙速度为最大的环绕速度，则组合体的速度大小不可能大于第一宇宙速度，B错误；

C．已知同步卫星的周期为24h，则根据角速度和周期的关系有SKIPIF10由于T同T组合体，则组合体的角速度大小比地球同步卫星的大，C正确；

D．由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，有SKIPIF10整理有SKIPIF10由于T同T组合体，则r同r组合体，且同步卫星和组合体在天上有SKIPIF10则有a同a组合体，D错误。故选C。

2．“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈。已知地球半径为地轴R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为（????）

A．SKIPIF10 B．SKIPIF10

C．SKIPIF10 D．SKIPIF10

【答案】C

【详解】地球表面的重力加速度为g，根据牛顿第二定律得SKIPIF10解得SKIPIF10根据题意可知，卫星的运行周期为SKIPIF10根据牛顿第二定律，万有引力提供卫星运动的向心力，则有SKIPIF10联立解得SKIPIF10故选C。

3．“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（）

A．发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间

B．从P点转移到Q点的时间小于6个月

C．在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小

D．在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度

【答案】C

【详解】A．因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发射速度介于11.2km/s与16.7km/s之间，故A错误；

B．因P点转移到Q点的转移轨道的半长轴大于地球公转轨道半径，则其周期大于地球公转周期（1年共12个月），则从P点转移到Q点的时间为轨道周期的一半时间应大于6个月，故B错误；

C．因在环绕火星的停泊轨道的半长轴小于调相轨道的半长轴，则由开普勒第三定律可知在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故C正确；

D．卫星从Q点变轨时，要加速增大速度，即在地火转移轨道Q点的速度小于火星轨道的速度，而由SKIPIF10

可得SKIPIF10可知火星轨道速度小于地球轨道速度，因此可知卫星在Q点速度小于地球轨道速度，故D错误；

故选C。

4．某卫星在赤道上空轨道半径为SKIPIF10的圆形轨道上绕地球运行的周期为T，卫星运动方向与地球自转方向相同，赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方。假设某时刻，该卫星在A点变轨由半径为SKIPIF10的圆形轨道进入椭圆轨道，近地点B到地心距离为SKIPIF10。设卫星由A到B运动的时间为t，地球自转周期为SKIPIF10，不计空气阻力，则（）

A．SKIPIF10

B．SKIPIF10

C．卫星在图中椭圆轨道由A到B时，机械能增大

D．卫星由图中圆轨道进入椭圆轨道过程中，机械能不变

【答案】A

【详解】A．赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方，则有地球转了３圈，卫星转了８圈，可得3T0=8T；SKIPIF10，A正确；

B．根据开普勒第三定律可知SKIPIF10解得SKIPIF10，B错误；

C．卫星在图中椭圆轨道