2019人教版必修第二册第七章万有引力与宇宙航行4宇宙航行提升练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2019人教版必修第二册第七章万有引力与宇宙航行4宇宙航行提升练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 337.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-21 04:46:45 | ||
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文档简介
2019人教版必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 4 宇宙航行 提升练习
一、多选题
1．我国的探月工程计划分为“绕”、“落”、“回”三个阶段，“嫦娥三号”探月卫星是其中的第二个阶段．预计在未来几年内发射的“嫦娥X号”探月卫星有望实现无人自动采样后重返地球的目标．已知地球质量是月球质量的81倍，地球半径是月球半径的4倍．关于“嫦娥X号”探月卫星，下列说法中不正确的是（）
A．它绕月球的最大绕速度小于7.0km/s
B．它在月球表面重力加速度大于地球表面重力加速度
C．它在月球表面的环绕周期小于它在地球表面的环绕周期
D．它在月球表面受到的引力大于它在地球表面受到的引力
2．2016年10月19日3时31分，神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接，此时天宫二号绕地飞行一圈时间为92.5min，而地球同步卫星绕地球一圈时间为24h，根据此两组数据我们能求出的是
A．天宫二号与地球同步卫星受到的地球引力之比
B．天宫二号与地球同步卫星的离地高度之比
C．天宫二号与地球同步卫星的线速度之比
D．天宫二号与地球同步卫星的加速度之比
3．一半径为R的球形行星绕其自转轴匀速转动，若质量为m的物体在该星球两极时的重力为G0，在赤道上的重力为，则（ ）
A．该星球自转的角速度大小为
B．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为
C．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为
D．放置于此星球表面纬度为60°处的物体，向心加速度大小为
4．物体以初速度竖直上抛，经3s到达最高点，空气阻力不计，g取，则下列说法正确的是( )
A．物体速度改变量的大小为，方向竖直向上
B．物体上升的最大高度为45m
C．物体在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度之比为5:3:1
D．物体在1s内、2s内、3s内的平均速度之比为9:4:1
5．中国人自己制造的第一颗直播通信卫星“鑫诺二号”在西昌卫星发射中心发射成功，定点于东经92.2度的上空（拉萨和唐古拉山口即在东经92.2度附近），“鑫诺二号”载有22个大功率转发器，如果正常工作，可同时支持200余套标准清晰度的电视节目，它将给中国带来1000亿元人民币的国际市场和几万人的就业机会，它还承担着“村村通”的使命，即满足中国偏远山区民众能看上电视的愿望，关于“鑫诺二号”通信卫星的说法正确的是（ ）
A．它一定定点在赤道上空
B．它可以定点在拉萨或唐古拉山口附近的上空
C．它绕地球运转，有可能经过北京的上空
D．与“神舟”六号载人飞船相比，“鑫诺二号”的轨道半径大，环绕速度小
6．A、B两个半径相同的天体各有一个卫星a、b环绕它们做匀速圆周运动，两个卫星的环绕周期之比为4；1，A、B各自表面重力加速度之比为4:1（忽略天体的自转），则
A．a、b轨迹半径之比为4:1
B．A、B密度之比为4:1
C．a、b扫过相同面积所需时间之比为1:16
D．a、b所受向心力之比为1:16
7．如图所示，某星球有A、B两颗卫星。已知这两颗卫星绕星球做匀速圆周运动的周期分别为和，两颗卫星在同一轨道平面运行，两者间所能达到的最大距离为L，万有引力常量为G。则由以上已知量可求出的物理量有（ ）
A．两颗卫星的线速度大小
B．该星球的质量
C．该星球的密度
D．该星球表面的重力加速度
8．2021年4月29日，长征五号遥二运载火箭在海南文昌成功将空间站天和核心舱送入离地高约450km的预定轨道。2021年10月16日，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，将航天员翟志刚、王亚平、叶光富成功送入了天和核心舱。他们将在核心舱驻留6个月，主要任务是验证中国空间站建造相关技术，为我国空间站后续建造及运营任务奠定基础。下列说法正确的是（ ）
A．核心舱在轨运行周期小于24小时
B．组合体在轨运行速度大于7.9km/s
C．火箭发射升空过程中，发动机喷出的燃气推动空气，空气推动火箭上升
D．在宇宙飞船加速升空过程中，宇航员处于超重状态；当宇航员进入空间站仍然受重力作用，但处于失重状态
二、单选题
9．2018年10月9日10时43分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丙运载火箭成功将遥感三十二号01组卫星发射升空，卫星进入距地面高为h的预定圆轨道。已知地球半径为R，地球两极的重力加速度为g，则遥感三十二号01组卫星在预定圆轨道上运行的速度大小为
A． B． C． D．
10．2019年4月10日，人类史上首张黑洞照片发布，照片中是室女座巨椭圆星系M87的黑洞照片，这是黑洞存在最直接的视觉证据．黑洞最初是一个衰老的巨大恒星，它的质量要达到太阳的数十倍以上，恒星不断的发光发热，随着恒星中心的“燃料”不断消耗，恒星内部能量不足，无法支撑外壳重压，恒星内核开始塌缩．最终，所有物质缩成一个体积接近无限小的点，这便是奇点．奇点会形成强大引力场，吸收周围物质，就连光也会被吸进去，至此黑洞诞生．拍摄黑洞用的是事件视界望远镜，该望远镜收集到的不是我们日常的可见光，而是一种波长比光波更长的亚毫米波，亚毫米波本身是没有颜色的区别，科学家们实际上只能感受到强弱的不同．发布的图片中心黑暗区域正中为黑洞．周围环绕一个新月状光环，一侧亮一些，另一侧暗一些，是因为光环旋转，导致接收者接收到相位和频率变化造成的．根据以上信息下列说法正确是
A．恒星发光发热是恒星内部的核裂变造成的
B．环状新月型光环上下两侧不对称是多普勒效应造成的
C．黑洞的第一宇宙速度是光速
D．事件视界望远镜收集的亚毫米波比可见光的频率大
11．人造地球卫星的轨道可能是圆，也可能是椭圆。关于在轨正常运行的这些卫星，说法正确的是
A．所有卫星的运行周期都小于1天
B．所有卫星在任何位置的速率都小于
C．部分卫星在某些位置的向心加速度大于地球表面的重力加速度
D．所有卫星半长轴（或轨道半径）的三次方与运行周期的二次方的比值是一个常数
12．“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为T，已知引力常量为G，则可估算月球的（ ）
A．密度 B．质量 C．半径 D．自转周期
13．冥王星是太阳系中围绕太阳旋转的天体．它的赤道直径为2344km、表面积为1700万平方千米、质量为1.29×1022kg、平均密度为1.1g/cm3、表面重力加速度为0.6m/s2、自转周期为6天9小时17分，逃逸速度为1.22km/s,假设其绕太阳的运动可看成圆周运动．根据以上信息，下列说法正确的是 （ ）
A．冥王星的自转周期比地球自转周期大
B．冥王星的公转线速度一定比地球的公转线速度大
C．冥王星上的物体至少应获得1.22km/s的速度才能成为它的卫星
D．可以估算出太阳的质量
14．地球同步卫星离地心距离为r,运行速度为v1,加速度为a1,地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R,则以下正确的是( )
A． B． C． D．
15．火星探测器“天问一号”由环绕器和着陆巡视器组成。5月15日，“天问一号”在停泊轨道近火点附近实施降轨，两器分离。着陆巡视器无动力飞行一段时间后进入火星大气。经过气动减速、伞系减速、动力减速、悬停避障与缓速下降等阶段，最终成功着陆。环绕器进行升轨，进入环火轨道，成为着陆器与地球之间的“中继通信卫星”，同时继续进行环火探测。下列说法正确的是（ ）
A．“天问一号”发射速度大于第三宇宙速度
B．着陆巡视器无动力飞行时速度减小
C．着陆巡视器悬停时处于完全失重状态
D．环绕器需点火加速才能升轨进入环火轨道
16．如图所示，P、Q为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面上的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A．P、Q受地球引力相同
B．P、Q做圆周运动的向心力大小相等
C．P、Q做圆周运动的角速度大小相等
D．P受地球引力大于Q所受地球引力
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．BCD
【解析】
【详解】
A.在天体表面，根据万有引力提供向心力可得：
可得：，故地球表面的环绕速度与在月球表面重力环绕速度之比：
可知它绕月球的最大环绕速度为，故选项A不符合题意
B.在天体表面，不考虑重力，万有引力等于重力，可得：
可得：，故在地球表面的加速度与在月球表面重力加速度之比为：
可知它在月球表面重力加速度小于地球表面重力加速度，故选项B符合题意；
C.在天体表面，根据万有引力提供向心力可得：
解得：，故在地球表面的周期与在月球表面周期之比：
可知在月球表面的环绕周期大于它在地球表面的环绕周期，故选项C符合题意；
D. 在天体表面，根据万有引力可得：
可得在地球表面的引力与在月球表面重力引力之比为：
可知它在月球表面受到的引力小于它在地球表面受到的引力，故选项D符合题意．
2．CD
【详解】
由题可知二者的周期关系，由，得：．所以由题可以求出二者的轨道半径关系．
A.因为两物体质量关系未知，所以无法求出受引力之比，故A错误．
B. 由题可以求出二者的轨道半径关系，因为不知道地球半径，所以无法求出离地面高度之比，故B错误．
C.由万有引力提供向心力，得：，解得：，由二者的轨道半径关系即可求出线速度之比，故C正确；
D. 向心加速度：，由二者的轨道半径关系即可求出加速度之比，故D正确；
3．ACD
【详解】
A.在两极，万有引力等于重力，有：G＝G0，在赤道，有：G＝+mRω2，联立两式解得ω=，故A正确．
BC.根据G＝m得，v=，又G＝G0，解得v=，故B错误，C正确．
D.处于星球表面纬度为60°处的物体，绕地轴转动的半径r=Rcos60°＝R，则向心加速度a=rω2＝R ＝，故D正确．
故选ACD．
4．BC
【详解】
速度改变量大小为，方向向下，故A错误；竖直上抛从最高点为自由落体运动故上升高度为，故B正确；由运动学推论可知，在第1s末、第2s末、第3s末的速度分别为，，0，故平均速度由公式得，物体在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度之比为5:3:1，故C正确；由，可知物体在1s内、2s内、3s内的位移之比为5:8:9，平均速度之比为5:4:3，故D错误；故选BC.
【点睛】
物体做竖直上抛运动，其加速度大小始终为g，方向竖直向下，上升阶段：匀减速直线运动，达到最高点时速度为零，加速度还是g，应用匀变速直线运动的规律求解．
5．AD
【分析】
直播卫星实际上是利用地球同步轨道卫星直接传输信号的。“鑫诺二号”通信卫星是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距离地球的高度约为36000 km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，即23时56分4秒，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1公里/秒，其运行角速度等于地球自转的角速度。
【详解】
A．电视通信卫星必须是同步卫星，也就是和地球自转同步的。这样的卫星必须在赤道上，选项A正确；
B．“同步卫星”只能在在赤道上空，才能和地球“自转”同步，选项B错误；
C．既然同步，就在天上“不动”，运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道，所以不可能经过北京的上空，选项C错误；
D．“神州”六号载人飞船的周期是85分钟，同步卫星的周期是24h，在地球上空高度约“三万六千千米”处，根据万有引力提供向心力得
“鑫诺二号”与神六相比，周期较大，半径较大，速度较小，选项D正确。
故选AD。
【点睛】
本题考查了地球卫星轨道相关知识点，地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，万有引力提供向心力，轨道的中心一定是地球的球心；同步卫星有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期。本题难度不大，属于基础题。
6．AB
【分析】
根据以及导出轨道半径与周期和表面重力加速度的关系，然后求解a、b轨迹半径之比；找到星球密度的表达式，求解密度之比；根据圆周运动的知识求解扫过某一面积所用的时间表达式，求解a、b扫过相同面积所需时间之比.
【详解】
根据以及可得；可得a、b轨迹半径之比为，选项A正确；由，则 A、B密度之比为4:1，选项B正确；根据，，即，当扫过相同面积S时，则，选项C错误；两卫星ab的质量不确定，无法比较向心力的大小关系，选项D错误；故选AB.
7．AB
【详解】
A．两颗卫星所能达到的最大距离L等于两颗卫星轨道半径之和，即
由开普勒第三定律
可知两颗卫星轨道半径之比，便可知两颗卫星轨道半径，根据
可求得两颗卫星的线速度大小，A正确；
B．结合上述分析，对任一卫星，根据
可求得中心天体的质量，B正确；
C．星球的半径未知，无法求得该星球体积，所以无法求得该星球的密度，C错误；
D．星球的半径未知，根据
可知无法求得星球表面的重力加速度，D错误。
故选AB。
8．AD
【详解】
A．根据，核心舱的运动半径小于同步心卫星的运动半径，则对应的周期更小，即运行周期小于24h，A正确；
B．组合体在轨运行速度不可能大于7.9km/s，7.9km/s是最大的环绕运行速度，B错误；
C．火箭发射升空过程中，发动机喷出的燃气反向推动火箭上升，与空气无关，C错误；
D．在宇宙飞船加速升空过程中，有向上的加速度，宇航员处于超重状态;当宇航员进入空间站时，重力提供向心力，处于失重状态，D 正确。
故选AD。
9．D
【详解】
在预定的圆轨道上，根据万有引力提供向心力得：
在地球两极有万有引力等于重力，即为：
联立解得：
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论不相符，选项B错误；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论相符，选项D正确。
10．B
【详解】
A、恒星发光发热是恒星内部的核聚变造成的，故A错误；
B、光环旋转，光与接收者的距离在不断地发生变化，导致接收者接收到相位和频率与发出的光的相位和频率不同，这属于多普勒效应，故B正确；
C、星体的逃逸速度是逃脱该星体引力束缚的最低速度，逃逸速度也称为第二宇宙速度；在黑洞中，光速无法逃逸，所以将黑洞逃逸速度临界点是光速c，故光速是黑洞的第二宇宙速度；故C错误；
D、亚毫米波的波长比光波更长，根据可知，亚毫米波比可见光的频率小，故D错误．
11．D
【详解】
A.根据周期公式可得
轨道半径越大，周期越大，因此存在周期大于1天的情况，故A错误；
B.卫星在变换轨道时会加速远离地球，在加速的过程中，卫星的速度可以大于7.9km/s，故B错误；
C.根据公式可知
因为卫星轨道半径大于地球半径，因此其加速度不可能大于地球重力加速度，故C错误；
D.根据公式可得
所以
为常数，故D正确。
12．A
【详解】
BC．由于“嫦娥二号”在月球表面运行，轨道半径等于月球半径R，由万有引力提供向心力有
解得月球质量为
由题意月球半径R未知，故无法求得月球质量M，BC错误；
A．月球的密度为
联立解得
A正确；
D．据题中条件无法求得月球的自转周期，D错误。
故选A。
13．A
【详解】
试题分析：A、冥王星的自转周期为6天9小时17.6分，地球的自转周期为24小时，因此，冥王星的自转周期比地球的自转周期大；正确
B、由于冥王星的公转加速度、线速度、角速度、周期、轨道半径等不知道，所以，无法判断冥王星的公转线速度和地球的公转线速度的大小关系；错误
C、逃逸速度是天体脱离太阳系的最小发射速度，所以冥王星上的物体获得1.22km/s的速度时已经脱离太阳系了；错误
D、由于冥王星的公转加速度、线速度、角速度、周期、轨道半径等不知道，所以不能估测中心天体—太阳的质量；错误
故选A
考点：万有引力定律在天体运动中的应用
点评：要估算重心天体的质量，就不许知道和中心天体相关的一些物理量．
14．D
【详解】
试题分析：本题涉及到三个物体：第一个是地球的同步卫星；第二个是地球赤道上的物体；第三个是以第一宇宙速度运动的卫星．地球同步卫星与地球赤道上的物体具有相同的周期和角速度，根据向心加速度公式，同步卫星的加速度，赤道上物体的加速度，所以，A、B项错误；根据万有引力提供向心力，得出，同步卫星的运行速度，第一宇宙速度，所以，C项错误；D项正确．
考点：本题考查了同步卫星和第一宇宙速度
15．D
【详解】
A． “天问一号”要脱离地球的吸引，发射速度不能小于第二宇宙速度，但没离开太阳系，所以发射速度小于第三宇宙速度，故A错误；
B．天问一号在近火点附近实施降轨，两器分离，着陆巡视器做无动力飞行，运动轨道是椭圆轨道，由近火点向远火点运动，速度先减小，由远火点向近火点运动，速度增大，故B错误；
C．着陆巡视器悬停时处于平衡状态，故C错误；
D．环绕器升轨，是做离心运动，所以 环绕器需点火加速才能升轨进入环火轨道，故D正确。
故选D。
16．C
【详解】
AD. 根据知，两个质点的质量m相等，r相等，则受地球的万有引力F的大小相等，方向不同．故A错误，D错误；
BC. 地球绕地轴转动，地球上除两极外各点具有相同的角速度和周期，从图中可以看出P的半径比Q小，根据F=mrω2，可知P的向心力较小．故B错误，C正确．
故选C
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、多选题
1．我国的探月工程计划分为“绕”、“落”、“回”三个阶段，“嫦娥三号”探月卫星是其中的第二个阶段．预计在未来几年内发射的“嫦娥X号”探月卫星有望实现无人自动采样后重返地球的目标．已知地球质量是月球质量的81倍，地球半径是月球半径的4倍．关于“嫦娥X号”探月卫星，下列说法中不正确的是（）
A．它绕月球的最大绕速度小于7.0km/s
B．它在月球表面重力加速度大于地球表面重力加速度
C．它在月球表面的环绕周期小于它在地球表面的环绕周期
D．它在月球表面受到的引力大于它在地球表面受到的引力
2．2016年10月19日3时31分，神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接，此时天宫二号绕地飞行一圈时间为92.5min，而地球同步卫星绕地球一圈时间为24h，根据此两组数据我们能求出的是
A．天宫二号与地球同步卫星受到的地球引力之比
B．天宫二号与地球同步卫星的离地高度之比
C．天宫二号与地球同步卫星的线速度之比
D．天宫二号与地球同步卫星的加速度之比
3．一半径为R的球形行星绕其自转轴匀速转动，若质量为m的物体在该星球两极时的重力为G0，在赤道上的重力为，则（ ）
A．该星球自转的角速度大小为
B．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为
C．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为
D．放置于此星球表面纬度为60°处的物体，向心加速度大小为
4．物体以初速度竖直上抛，经3s到达最高点，空气阻力不计，g取，则下列说法正确的是( )
A．物体速度改变量的大小为，方向竖直向上
B．物体上升的最大高度为45m
C．物体在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度之比为5:3:1
D．物体在1s内、2s内、3s内的平均速度之比为9:4:1
5．中国人自己制造的第一颗直播通信卫星“鑫诺二号”在西昌卫星发射中心发射成功，定点于东经92.2度的上空（拉萨和唐古拉山口即在东经92.2度附近），“鑫诺二号”载有22个大功率转发器，如果正常工作，可同时支持200余套标准清晰度的电视节目，它将给中国带来1000亿元人民币的国际市场和几万人的就业机会，它还承担着“村村通”的使命，即满足中国偏远山区民众能看上电视的愿望，关于“鑫诺二号”通信卫星的说法正确的是（ ）
A．它一定定点在赤道上空
B．它可以定点在拉萨或唐古拉山口附近的上空
C．它绕地球运转，有可能经过北京的上空
D．与“神舟”六号载人飞船相比，“鑫诺二号”的轨道半径大，环绕速度小
6．A、B两个半径相同的天体各有一个卫星a、b环绕它们做匀速圆周运动，两个卫星的环绕周期之比为4；1，A、B各自表面重力加速度之比为4:1（忽略天体的自转），则
A．a、b轨迹半径之比为4:1
B．A、B密度之比为4:1
C．a、b扫过相同面积所需时间之比为1:16
D．a、b所受向心力之比为1:16
7．如图所示，某星球有A、B两颗卫星。已知这两颗卫星绕星球做匀速圆周运动的周期分别为和，两颗卫星在同一轨道平面运行，两者间所能达到的最大距离为L，万有引力常量为G。则由以上已知量可求出的物理量有（ ）
A．两颗卫星的线速度大小
B．该星球的质量
C．该星球的密度
D．该星球表面的重力加速度
8．2021年4月29日，长征五号遥二运载火箭在海南文昌成功将空间站天和核心舱送入离地高约450km的预定轨道。2021年10月16日，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，将航天员翟志刚、王亚平、叶光富成功送入了天和核心舱。他们将在核心舱驻留6个月，主要任务是验证中国空间站建造相关技术，为我国空间站后续建造及运营任务奠定基础。下列说法正确的是（ ）
A．核心舱在轨运行周期小于24小时
B．组合体在轨运行速度大于7.9km/s
C．火箭发射升空过程中，发动机喷出的燃气推动空气，空气推动火箭上升
D．在宇宙飞船加速升空过程中，宇航员处于超重状态；当宇航员进入空间站仍然受重力作用，但处于失重状态
二、单选题
9．2018年10月9日10时43分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丙运载火箭成功将遥感三十二号01组卫星发射升空，卫星进入距地面高为h的预定圆轨道。已知地球半径为R，地球两极的重力加速度为g，则遥感三十二号01组卫星在预定圆轨道上运行的速度大小为
A． B． C． D．
10．2019年4月10日，人类史上首张黑洞照片发布，照片中是室女座巨椭圆星系M87的黑洞照片，这是黑洞存在最直接的视觉证据．黑洞最初是一个衰老的巨大恒星，它的质量要达到太阳的数十倍以上，恒星不断的发光发热，随着恒星中心的“燃料”不断消耗，恒星内部能量不足，无法支撑外壳重压，恒星内核开始塌缩．最终，所有物质缩成一个体积接近无限小的点，这便是奇点．奇点会形成强大引力场，吸收周围物质，就连光也会被吸进去，至此黑洞诞生．拍摄黑洞用的是事件视界望远镜，该望远镜收集到的不是我们日常的可见光，而是一种波长比光波更长的亚毫米波，亚毫米波本身是没有颜色的区别，科学家们实际上只能感受到强弱的不同．发布的图片中心黑暗区域正中为黑洞．周围环绕一个新月状光环，一侧亮一些，另一侧暗一些，是因为光环旋转，导致接收者接收到相位和频率变化造成的．根据以上信息下列说法正确是
A．恒星发光发热是恒星内部的核裂变造成的
B．环状新月型光环上下两侧不对称是多普勒效应造成的
C．黑洞的第一宇宙速度是光速
D．事件视界望远镜收集的亚毫米波比可见光的频率大
11．人造地球卫星的轨道可能是圆，也可能是椭圆。关于在轨正常运行的这些卫星，说法正确的是
A．所有卫星的运行周期都小于1天
B．所有卫星在任何位置的速率都小于
C．部分卫星在某些位置的向心加速度大于地球表面的重力加速度
D．所有卫星半长轴（或轨道半径）的三次方与运行周期的二次方的比值是一个常数
12．“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为T，已知引力常量为G，则可估算月球的（ ）
A．密度 B．质量 C．半径 D．自转周期
13．冥王星是太阳系中围绕太阳旋转的天体．它的赤道直径为2344km、表面积为1700万平方千米、质量为1.29×1022kg、平均密度为1.1g/cm3、表面重力加速度为0.6m/s2、自转周期为6天9小时17分，逃逸速度为1.22km/s,假设其绕太阳的运动可看成圆周运动．根据以上信息，下列说法正确的是 （ ）
A．冥王星的自转周期比地球自转周期大
B．冥王星的公转线速度一定比地球的公转线速度大
C．冥王星上的物体至少应获得1.22km/s的速度才能成为它的卫星
D．可以估算出太阳的质量
14．地球同步卫星离地心距离为r,运行速度为v1,加速度为a1,地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R,则以下正确的是( )
A． B． C． D．
15．火星探测器“天问一号”由环绕器和着陆巡视器组成。5月15日，“天问一号”在停泊轨道近火点附近实施降轨，两器分离。着陆巡视器无动力飞行一段时间后进入火星大气。经过气动减速、伞系减速、动力减速、悬停避障与缓速下降等阶段，最终成功着陆。环绕器进行升轨，进入环火轨道，成为着陆器与地球之间的“中继通信卫星”，同时继续进行环火探测。下列说法正确的是（ ）
A．“天问一号”发射速度大于第三宇宙速度
B．着陆巡视器无动力飞行时速度减小
C．着陆巡视器悬停时处于完全失重状态
D．环绕器需点火加速才能升轨进入环火轨道
16．如图所示，P、Q为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面上的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A．P、Q受地球引力相同
B．P、Q做圆周运动的向心力大小相等
C．P、Q做圆周运动的角速度大小相等
D．P受地球引力大于Q所受地球引力
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．BCD
【解析】
【详解】
A.在天体表面，根据万有引力提供向心力可得：
可得：，故地球表面的环绕速度与在月球表面重力环绕速度之比：
可知它绕月球的最大环绕速度为，故选项A不符合题意
B.在天体表面，不考虑重力，万有引力等于重力，可得：
可得：，故在地球表面的加速度与在月球表面重力加速度之比为：
可知它在月球表面重力加速度小于地球表面重力加速度，故选项B符合题意；
C.在天体表面，根据万有引力提供向心力可得：
解得：，故在地球表面的周期与在月球表面周期之比：
可知在月球表面的环绕周期大于它在地球表面的环绕周期，故选项C符合题意；
D. 在天体表面，根据万有引力可得：
可得在地球表面的引力与在月球表面重力引力之比为：
可知它在月球表面受到的引力小于它在地球表面受到的引力，故选项D符合题意．
2．CD
【详解】
由题可知二者的周期关系，由，得：．所以由题可以求出二者的轨道半径关系．
A.因为两物体质量关系未知，所以无法求出受引力之比，故A错误．
B. 由题可以求出二者的轨道半径关系，因为不知道地球半径，所以无法求出离地面高度之比，故B错误．
C.由万有引力提供向心力，得：，解得：，由二者的轨道半径关系即可求出线速度之比，故C正确；
D. 向心加速度：，由二者的轨道半径关系即可求出加速度之比，故D正确；
3．ACD
【详解】
A.在两极，万有引力等于重力，有：G＝G0，在赤道，有：G＝+mRω2，联立两式解得ω=，故A正确．
BC.根据G＝m得，v=，又G＝G0，解得v=，故B错误，C正确．
D.处于星球表面纬度为60°处的物体，绕地轴转动的半径r=Rcos60°＝R，则向心加速度a=rω2＝R ＝，故D正确．
故选ACD．
4．BC
【详解】
速度改变量大小为，方向向下，故A错误；竖直上抛从最高点为自由落体运动故上升高度为，故B正确；由运动学推论可知，在第1s末、第2s末、第3s末的速度分别为，，0，故平均速度由公式得，物体在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度之比为5:3:1，故C正确；由，可知物体在1s内、2s内、3s内的位移之比为5:8:9，平均速度之比为5:4:3，故D错误；故选BC.
【点睛】
物体做竖直上抛运动，其加速度大小始终为g，方向竖直向下，上升阶段：匀减速直线运动，达到最高点时速度为零，加速度还是g，应用匀变速直线运动的规律求解．
5．AD
【分析】
直播卫星实际上是利用地球同步轨道卫星直接传输信号的。“鑫诺二号”通信卫星是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距离地球的高度约为36000 km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，即23时56分4秒，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1公里/秒，其运行角速度等于地球自转的角速度。
【详解】
A．电视通信卫星必须是同步卫星，也就是和地球自转同步的。这样的卫星必须在赤道上，选项A正确；
B．“同步卫星”只能在在赤道上空，才能和地球“自转”同步，选项B错误；
C．既然同步，就在天上“不动”，运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道，所以不可能经过北京的上空，选项C错误；
D．“神州”六号载人飞船的周期是85分钟，同步卫星的周期是24h，在地球上空高度约“三万六千千米”处，根据万有引力提供向心力得
“鑫诺二号”与神六相比，周期较大，半径较大，速度较小，选项D正确。
故选AD。
【点睛】
本题考查了地球卫星轨道相关知识点，地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，万有引力提供向心力，轨道的中心一定是地球的球心；同步卫星有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期。本题难度不大，属于基础题。
6．AB
【分析】
根据以及导出轨道半径与周期和表面重力加速度的关系，然后求解a、b轨迹半径之比；找到星球密度的表达式，求解密度之比；根据圆周运动的知识求解扫过某一面积所用的时间表达式，求解a、b扫过相同面积所需时间之比.
【详解】
根据以及可得；可得a、b轨迹半径之比为，选项A正确；由，则 A、B密度之比为4:1，选项B正确；根据，，即，当扫过相同面积S时，则，选项C错误；两卫星ab的质量不确定，无法比较向心力的大小关系，选项D错误；故选AB.
7．AB
【详解】
A．两颗卫星所能达到的最大距离L等于两颗卫星轨道半径之和，即
由开普勒第三定律
可知两颗卫星轨道半径之比，便可知两颗卫星轨道半径，根据
可求得两颗卫星的线速度大小，A正确；
B．结合上述分析，对任一卫星，根据
可求得中心天体的质量，B正确；
C．星球的半径未知，无法求得该星球体积，所以无法求得该星球的密度，C错误；
D．星球的半径未知，根据
可知无法求得星球表面的重力加速度，D错误。
故选AB。
8．AD
【详解】
A．根据，核心舱的运动半径小于同步心卫星的运动半径，则对应的周期更小，即运行周期小于24h，A正确；
B．组合体在轨运行速度不可能大于7.9km/s，7.9km/s是最大的环绕运行速度，B错误；
C．火箭发射升空过程中，发动机喷出的燃气反向推动火箭上升，与空气无关，C错误；
D．在宇宙飞船加速升空过程中，有向上的加速度，宇航员处于超重状态;当宇航员进入空间站时，重力提供向心力，处于失重状态，D 正确。
故选AD。
9．D
【详解】
在预定的圆轨道上，根据万有引力提供向心力得：
在地球两极有万有引力等于重力，即为：
联立解得：
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论不相符，选项B错误；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论相符，选项D正确。
10．B
【详解】
A、恒星发光发热是恒星内部的核聚变造成的，故A错误；
B、光环旋转，光与接收者的距离在不断地发生变化，导致接收者接收到相位和频率与发出的光的相位和频率不同，这属于多普勒效应，故B正确；
C、星体的逃逸速度是逃脱该星体引力束缚的最低速度，逃逸速度也称为第二宇宙速度；在黑洞中，光速无法逃逸，所以将黑洞逃逸速度临界点是光速c，故光速是黑洞的第二宇宙速度；故C错误；
D、亚毫米波的波长比光波更长，根据可知，亚毫米波比可见光的频率小，故D错误．
11．D
【详解】
A.根据周期公式可得
轨道半径越大，周期越大，因此存在周期大于1天的情况，故A错误；
B.卫星在变换轨道时会加速远离地球，在加速的过程中，卫星的速度可以大于7.9km/s，故B错误；
C.根据公式可知
因为卫星轨道半径大于地球半径，因此其加速度不可能大于地球重力加速度，故C错误；
D.根据公式可得
所以
为常数，故D正确。
12．A
【详解】
BC．由于“嫦娥二号”在月球表面运行，轨道半径等于月球半径R，由万有引力提供向心力有
解得月球质量为
由题意月球半径R未知，故无法求得月球质量M，BC错误；
A．月球的密度为
联立解得
A正确；
D．据题中条件无法求得月球的自转周期，D错误。
故选A。
13．A
【详解】
试题分析：A、冥王星的自转周期为6天9小时17.6分，地球的自转周期为24小时，因此，冥王星的自转周期比地球的自转周期大；正确
B、由于冥王星的公转加速度、线速度、角速度、周期、轨道半径等不知道，所以，无法判断冥王星的公转线速度和地球的公转线速度的大小关系；错误
C、逃逸速度是天体脱离太阳系的最小发射速度，所以冥王星上的物体获得1.22km/s的速度时已经脱离太阳系了；错误
D、由于冥王星的公转加速度、线速度、角速度、周期、轨道半径等不知道，所以不能估测中心天体—太阳的质量；错误
故选A
考点：万有引力定律在天体运动中的应用
点评：要估算重心天体的质量，就不许知道和中心天体相关的一些物理量．
14．D
【详解】
试题分析：本题涉及到三个物体：第一个是地球的同步卫星；第二个是地球赤道上的物体；第三个是以第一宇宙速度运动的卫星．地球同步卫星与地球赤道上的物体具有相同的周期和角速度，根据向心加速度公式，同步卫星的加速度，赤道上物体的加速度，所以，A、B项错误；根据万有引力提供向心力，得出，同步卫星的运行速度，第一宇宙速度，所以，C项错误；D项正确．
考点：本题考查了同步卫星和第一宇宙速度
15．D
【详解】
A． “天问一号”要脱离地球的吸引，发射速度不能小于第二宇宙速度，但没离开太阳系，所以发射速度小于第三宇宙速度，故A错误；
B．天问一号在近火点附近实施降轨，两器分离，着陆巡视器做无动力飞行，运动轨道是椭圆轨道，由近火点向远火点运动，速度先减小，由远火点向近火点运动，速度增大，故B错误；
C．着陆巡视器悬停时处于平衡状态，故C错误；
D．环绕器升轨，是做离心运动，所以 环绕器需点火加速才能升轨进入环火轨道，故D正确。
故选D。
16．C
【详解】
AD. 根据知，两个质点的质量m相等，r相等，则受地球的万有引力F的大小相等，方向不同．故A错误，D错误；
BC. 地球绕地轴转动，地球上除两极外各点具有相同的角速度和周期，从图中可以看出P的半径比Q小，根据F=mrω2，可知P的向心力较小．故B错误，C正确．
故选C
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