2010-2012高考物理高频考点精选分类解析15 宇宙探测

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2010~2012高考物理高频考点精选分类解析
高频考点15 宇宙探测
1.（2012·安徽理综）我国发射的“天宫一号”和“神州八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350km,“神州八号”的运行轨道高度为343km.它们的运行轨道均视为圆周，则
A．“天宫一号”比“神州八号”速度大
B．“天宫一号”比“神州八号”周期长
C．“天宫一号”比“神州八号”角速度大
D．“天宫一号”比“神州八号”加速度大
1【答案】B
【解析】由万有引力等于向心力可得出轨道半径越大，速度越小，角速度越小，周期越大，选项B正确AC错误；由GMm/r2=ma可知，“天宫一号”比“神州八号”加速度小，选项D错误。
【考点定位】此题考查万有引力定律和卫星的运动。
2. （2012·广东理综物理）如图6所示，飞船从轨道1变轨至轨道2。若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的
A.动能大
B.向心加速度大
C.运行周期长
D.角速度小
2【答案】：CD
【解析】：根据万有引力提供向心力可得，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的速度较小，动能小，角速度小，向心加速度小，运行周期长，选项CD正确。
【考点定位】此题考查万有引力定律和卫星的运动。
3. （2012·山东理综）2011年11月3日，“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与“神州九号”交会对接。变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为R1、R2，线速度大小分别为、。则等于
A. B. C. D.
3.【答案】B
【解析】由万有引力等于向心力可得v=,，=，选项B正确。
【考点定位】此题考查万有引力定律及其卫星的运动。
4.（2011四川理综卷第19题）如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则
A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小
B.返回舱在喷气过程中减速的住要原因是空气阻力
C返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功
D.返回舱在喷气过程中处于失重状态
4.【答案】：A
【解析】：火箭开始喷气瞬间返回舱受到向上的反冲力，伞绳对返回舱的拉力变小，选项A正确；返回舱在喷气过程中减速的主要原因是返回舱受到的气体的反作用力，选项B错误；返回舱在喷气过程中做减速直线运动，加速度向上，所受合外力一定做负功，一定处于超重状态，选项CD错误。
【点评】此题考查牛顿运动定律及其相关知识。
5 （2012·江苏物理）2011 年8 月,“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家. 如图所示,该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器处于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的
(A) 线速度大于地球的线速度
(B) 向心加速度大于地球的向心加速度
(C) 向心力仅由太阳的引力提供
(D) 向心力仅由地球的引力提供
5.【答案】：AB
【解析】：“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，向心力由太阳的引力和地球引力的合力提供，线速度大于地球的线速度，向心加速度大于地球的向心加速度，选项AB正确CD错误。
【考点定位】此题考查万有引力定律及其相关知识。
6. （2011全国理综卷第19题）我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球。如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比，
A．卫星动能增大，引力势能减小B．卫星动能增大，引力势能增大
C．卫星动能减小，引力势能减小D．卫星动能减小，引力势能增大
6.【答案】：D【解析】：变轨后轨道半径增大，速度减小，卫星动能减小，引力势能增大，选项D正确。
【点评】此题考查卫星在正常运动过程中机械能守恒。
7．（2010江苏物理）2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有
A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
B．在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能
C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
7.【答案】ABC
【解析】航天飞机在椭圆轨道Ⅱ上运行，机械能守恒；在近地点B势能最小，动能最大；在远地点A势能最大，动能最小。所以在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度，选项A正确；在A点从圆形轨道Ⅰ减速进入椭圆轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能，选项B正确；由于椭圆轨道Ⅱ的半长轴小于圆形轨道Ⅰ半径，根据开普勒定律，在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期，选项C正确；在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度，选项D错误。
【点评】运行中的航天器加速后做离心运动，减速后做向心运动。
8. （2011福建理综物理第13题）“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。若测得“嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行的周期T，已知引力常数G，半径为R的球体体积公式V=πR3，则可估算月球的
A.密度 B.质量 C.半径 D.自转周期
8.【答案】：A
【解析】： “嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行，其轨道半径可视为等于月球半径，由G=mR，月球质量M=；由于月球半径R未知，不能估算月球质量，选项BCD错误。也不能由题中信息得到月球半径和自转周期。由密度公式，ρ=M/V得月球密度ρ=，选项A正确。
【点评】此题考查万有引力定律、牛顿第二定律、密度和卫星运行等知识点。
9．（2011天津理综卷）质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的
A.线速度 B.角速度
C.运行周期 D.向心加速度
9.【答案】：AC
【解析】：由G=m解得航天器的线速度，选项A正确；由ω=v/R,g=GM/R2可得航天器的角速度ω=，选项B错误；由T=2π/ω可得航天器的运行周期，选项C正确；由G=ma可得航天器的向心加速度，选项D错误。
【点评】此题考查万有引力定律和航天器的运动。
10（2011浙江理综卷）为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2 的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则
A. X星球的质量为M=
B. X星球表面的重力加速度为gx=
C. 登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为=
D. 登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2=T1
10【答案】：AD
【解析】：探测飞船在该星球中心为圆心半径为r1的圆轨道上运动时，由G=m1r1，解得X星球的质量为M=，选项A正确；由g=GM/R2可得X星球表面的重力加速度为gx= ,因为星球半径未知，选项B错误；由G=m解得登陆舱的线速度，所以=，选项C错误；由G=mR可得=,，登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2=T1，选项D正确。
【点评】此题考查万有引力定律和飞船的运动等知识点，意在考查综合运用知识和综合分析、推理能力。
11（2010福建理综）火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目。假设火星探测器在火星表面附近圆轨道运行的周期为T1，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2，火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为q，则T1与T2之比为
A. B. C. D.
11【答案】D
【解析】航天器在星球表面附近做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，，解得周期T=2π。所以==，选项D正确。
【点评】航天器在星球表面附近做匀速圆周运动，轨道半径等于星球半径。
12．(2010安徽理综)为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”。假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2。火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G。仅利用以上数据，可以计算出
A．火星的密度和火星表面的重力加速度
B．火星的质量和火星对“萤火一号”的引力
C．火星的半径和“萤火一号”的质量
D．火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力
12【答案】A
【解析】探测器绕火星做圆周运动，万有引力提供向心力，，，联立可求得火星的质量M和半径R，进而求得星球体积V，利用密度公式ρ=M/V可求得密度，由g=GM/R2可得火星表面的重力加速度，无法求出“萤火一号”的质量和火星对“萤火一号”的引力，所以选项A正确。
【点评】测出探测器绕星球运行周期和轨道半径只能得出中心天体质量。