高中物理必修二万有引力与宇宙航行知识总结例题.pdf

1 (每日一练每日一练)高中物理必修二万有引力与宇宙航行知识总结例题高中物理必修二万有引力与宇宙航行知识总结例题 单选题 1、“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星使用寿命。如图所示，“轨道康复者”航天器在圆轨道 1 上运动，一颗能源即将耗尽的地球同步卫星在圆轨道 3 上运动，椭圆轨道 2 与圆轨道 1、3 分别相切于Q点和P点，则下列说法正确的是（）A卫星在轨道 3 上的机械能大于在轨道 2 上的机械能 B卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 上的速率 C根据=2可知“轨道康复者”在轨道 1 上经过Q点时的加速度大于在轨道 2 上经过Q点时的加速度 D“轨道康复者”在三个轨道上的正常运行的周期满足T1T3T2 答案：A 解析：A.卫星要从轨道 2 点火加速变轨到轨道 3 上，所以卫星在轨道 3 上的机械能大于在轨道 2 上的机械能，故 A 正确；B根据牛顿第二定律 2 2=2 解得 =轨道 3 的轨道半径比轨道 1 的轨道半径大，所以卫星在轨道 3 上的速率小于在轨道 1 上的速率，故 B 错误；C根据牛顿第二定律 2=解得 根据牛顿第二定律 =2 可知“轨道康复者”在轨道 1 上经过Q点时的加速度等于在轨道 2 上经过Q点时的加速度，故 C 错误；D根据开普勒第三定律 32=“轨道康复者”在三个轨道上的轨道半径 r1r2r3 正常运行的周期满足 T1T2T3 故 D 错误。故选 A。2、宇宙中两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称为双星系统。设某双星系统3 A、B 绕其连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示，AOOB，则（）A星球 A 受到的引力一定大于星球 B 受到的引力 B星球 A 的质量一定大于星球 B 的质量 C星球 A 的角速度一定大于星球 B 的角速度 D星球 A 的线速度一定大于星球 B 的线速度 答案：D 解析：A星球 A 受到的引力与星球 B 受到的引力就是二者之间的万有引力，大小相等，A 错误；BC双星系统中两颗星的周期相等，角速度相等，根据万有引力提供向心力可得 万=2 =2 因为 AOOB 所以 mAmB 即 A 的质量一定小于 B 的质量，BC 错误；D根据线速度与角速度关系 vr 可知，半径大的线速度大，故星球 A 的线速度一定大于星球 B 的线速度，D 正确。故选 D。3、空间站是一种在近地轨道（高度小于 400 km，可看成圆轨道）长时间运行、可供多名航天员巡访、长期工4 作和生活的载人航天器。下列说法正确的是（）A只需要知道空间站的周期就可以测出地球的质量 B空间站的运行周期可能与月球绕地球运行的周期相差不大 C空间站的运行周期一定小于地球自转周期 D在空间站工作的宇航员因受力平衡而在其中悬浮或静止 答案：C 解析：A根据牛顿第二定律有 2=(2)2 解得 =4223 要测出地球的质量，除需要知道空间站的周期，还需要知道空间站的运行半径，故 A 错误；B根据牛顿第二定律有 2=(2)2 解得 =423 空间站在近地轨道上运动，它的运行半径远小于月球绕地球运行的半径，故它的运行周期远小于月球绕地球运行的周期，故 B 错误；C由于空间站的运行半径比同步卫星的小，故空间站的运行周期一定小于地球自转周期，故 C 正确；D在空间站工作的宇航员处于完全失重状态，故 D 错误。5 故选 C。4、我国的人造卫星围绕地球的运动，有近地点和远地点，由开普勒定律可知卫星在远地点运动速率比近地点运动的速率小，如果近地点距地心距离为R1，远地点距地心距离为R2，则该卫星在近地点运动速率和远地点运动的速率之比为（）A12B21C12D21 答案：B 解析：根据开普勒第二定律，对每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积，即 v1t R1 v2t R2 即 12=21 ACD 错误，B 正确。故选 B。5、2021 年 6 月 3 日，风云四号卫星在中国西昌卫星发射中心发射成功。若风云四号卫星绕地球做匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为 G，则（）A卫星的运行速度为 2RTB地球表面的重力加速度为42(+)322 C地球的质量为4232D地球的第一宇宙速度为2+答案：B 6 解析：A卫星的运行速度为 =2 A 错误；B根据(+)2=422(+)而 2=整理可得 =42(+)322 B 正确；C根据(+)2=422(+)可得地球的质量 =42(+)32 C 错误；D根据 =2 可得地球的第一宇宙速度 7 =2(+)+D 错误。故选 B