通用版高中物理力学万有引力与航天经典知识题库.pdf

1 (每日一练每日一练)通用版高中物理力学万有引力与航天经典知识题库通用版高中物理力学万有引力与航天经典知识题库 单选题 1、2021 年 5 月 22 日，中国首辆火星车“祝融号”已安全驶离着陆平台，到达火星表面（如图），开始巡视探测。已知“祝融号”在地球表面所受万有引力大小是在火星表面的a倍，地球的第一宇宙速度是火星的b倍。假设地球和火星均为质量分布均匀的球体，不考虑地球和火星的自转，则地球与火星密度的比值为（）A22B2C2D2 答案：A 解析：设“祝融号”质量为m，某星球质量和半径分别为M和R，其第一宇宙速度为v，由万有引力定律可知，“祝融号”在该星球表面所受万有引力大小 =2 则 =2 由第一宇宙速度的定义可知 2=2 2 联立解得 =2 由 =2 =2 两式可得 =4 星球密度 =433 代入M和R的表达式后得 =32422 所以地球与火星密度的比值 12=12222212=22 BCD 错误，A 正确。故选 A。2、目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是（）A卫星的动能逐渐减少 3 B由于地球引力做正功，引力势能一定增加 C由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 D卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减少量 答案：D 解析：ABC由于空气阻力做负功，卫星轨道半径变小，地球引力做正功，引力势能一定减少，动能增加，机械能减少，故 A、B、C 错误；D根据动能定理，卫星动能增加，卫星克服阻力做的功小于地球引力做的正功，而地球引力做的正功等于引力势能的减少量，所以卫星克服阻力做的功小于引力势能的减少量，故 D 正确。故选 D。3、目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是（）A卫星的动能逐渐减少 B由于地球引力做正功，引力势能一定增加 C由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 D卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减少量 答案：D 解析：ABC由于空气阻力做负功，卫星轨道半径变小，地球引力做正功，引力势能一定减少，动能增加，机械能减少，故 A、B、C 错误；D根据动能定理，卫星动能增加，卫星克服阻力做的功小于地球引力做的正功，而地球引力做的正功等于引4 力势能的减少量，所以卫星克服阻力做的功小于引力势能的减少量，故 D 正确。故选 D。4、2021 年 12 月 9 日 15 时 40 分，“天宫课堂”第一课正式开讲，这是首次在距离地面约 400km 的中国载人空间站“天宫”上进行的太空授课活动。授课期间，航天员与地面课堂的师生进行了实时互动交流，则（）A在“天宫”中处于漂浮状态是因为没有受到地球引力 B在“天宫”中处于完全失重状态，宇航员无法使用弹簧拉力器炼身体 C“天宫”的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间 D“天宫”绕地球周期约 90 分钟，在 24 小时内可以看到 10 多次日出日落 答案：D 解析：A在“天宫”中处于漂浮状态是因为地球引力完全提供做向心力而使得“天宫”中处于完全失重状态，故 A 错误；B在“天宫”中处于完全失重状态，但弹力与引力无关，所以宇航员可以使用弹簧拉力器炼身体，故 B 错误；C第一宇宙速度是环绕地球做圆周运动的最大速度，所以“天宫”的运行速度小于第一宇宙速度，故 C 错误；D“天宫”绕地球周期约 90 分钟，即1.5h，则在 24 小时内可以看到日出日落次数为 =241.5=16 故 D 正确。故选 D。5、如图所示，嫦娥五号探测器经过 112 小时奔月飞行，在距月面约 400km 的A点成功实施第一次近月制动，顺利进入环月椭圆轨道。一天后，探测器在B点又成功实施第二次近月制动，进入近月圆轨道。已知月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的16，月球半径约为地球半径的14。下列说法正确的是（）5 A由题设条件可估算出月球第一宇宙速度约为地球的63倍 B嫦娥五号在环月椭圆轨道的机械能小于在近月圆轨道的机械能 C嫦娥五号在环月椭圆轨道的运动周期小于在近月圆轨道的运动周期 D第一次制动刚结束时嫦娥五号绕月球运行的速度小于月球的第一宇宙速度 答案：D 解析：A在月球近地面有 2=12=在地球近地面有 地2=12=又 =6，=4 联立解得 11=612 故 A 错误；B由于第二次近月制动是减速制动，所以嫦娥五号在环月椭圆轨道的机械能大于在近月圆轨道的机械能。故B 错误；6 C由于万有引力提供向心力得 2=422 解得 =23 可知，半径增大，周期增大，则嫦娥五号在环月椭圆轨道的运动周期大于在近月圆轨道的运动周期。故 C 错误；D由于万有引力提供向心力得 2=2 解得 =可知，半径大，速度小。而月球的第一宇宙速度是近地环绕速度。则第一次制动刚结束时嫦娥五号绕月球运行的速度小于月球的第一宇宙速度。故 D 正确。故选 D。