2019年高考物理一轮复习专题练习卷：万有引力与航天

1.

在X星球表面，宇航员做了一个实验：如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，受到的弹力为F，速度大小为v，其F-v²图像如乙图所示。已知X星球的半径为R₀，万有引力常量为G，不考虑星球自转。则下列说法正确的是（）

A．X星球的第一宇宙速度

B．X星球的密度

C．X星球的质量

D．环绕X星球的轨道离星球表面高度为R₀的卫星周期

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2.

2017年10月16日，南京紫金山天文台对外发布一项重大发现，我国南极巡天望远镜追踪探测到首例引力波事件光学信号。关于引力波，早在1916年爱因斯坦基于广义相对论预言了其存在。1974年拉塞尔豪尔斯和约瑟夫泰勒发现赫尔斯-泰勒脉冲双星，这双星系统在互相公转时，由于不断发射引力波而失去能量，因此逐渐相互靠近，这现象为引力波的存在提供了首个间接证据。科学家们猜测该双星系统中体积较小的星体能“吸食”另一颗体积较大的星球表面的物质，达到质量转移的目的，则关于赫尔斯-泰勒脉冲双星周期T随双星之间的距离L变化关系图正确的是（）

A．

B．

C．

D．

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3.

若太阳系内每个行球贴近其表面运行的卫星的周期用T表示，该行星的平均密度是ρ，到太阳的距离是R，已知引力常量G。则下列说法正确的是（）

A．可以求出该行星的质量

B．可以求出太阳的质量

C．

是定值

D．

是定值

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4.

一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好是万有引力的一半，则天体自转周期为（）（）

A．

B．

C．

D．

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5.

天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，证实了GWl50914是两个黑洞并合的事件。该事件中甲、乙两个黑洞的质量分别为太阳质量的36倍和29倍，假设这两个黑洞，绕它们连线上的某点做圆周运动，且这两个黑洞的间距缓慢减小。若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其他星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是（）

A．甲、乙两个黑洞运行的线速度v大小之比为36:29

B．甲、乙两个黑洞运行的角速度ω大小之比为36:29

C．随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小，它们运行的周期T也在减小

D．甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等

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6.

宇航员乘坐航天飞船，在距月球表面高度为H的圆轨道绕月运行。经过多次变轨最后登上月球。宇航员在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铅球从高度为h处同时以速度v₀做平抛运动，二者同时落到月球表面，测量其水平位移为x。已知引力常量为G，月球半径为R，则下列说法不正确的是（）

A．月球的质量

B．在月球上发射卫星的第一宇宙速度大小

C．月球的密度

D．有一个卫星绕月球表面运行周期

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7.

有两颗质量不等，在圆轨道运行的人造地球卫星。用T表示卫星的运行周期，用p表示卫星的动量，则有关轨道半径较大的那颗卫星的周期T、动量p和机械能，下列说法中正确的是（）

A．周期T较大，动量p也一定较大，机械能也大

B．周期T较大，动量可能p较小，机械能不能确定

C．周期T较小，动量p也较大，机械能大

D．周期T较小，动量p也较小，质量大的卫星的机械能也大

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8.

2018年7月27日将发生火星冲日现象，我国整夜可见。火星冲日是指火星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与火星之间。此时火星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以其明亮而易于观察。地球和火星绕太阳公转的方向相同，轨道都可近似为圆形，已知火星公转轨道半径为地球的1.5倍，如图所示。从图示的火星与地球相距最近的时刻开始计时，则火星再次与地球相距最近时所需时间约为（）

A．0.5年

B．1年

C．2年

D．4年

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9.

中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统．北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务．如图所示，“北斗”系统的三颗卫星a、b、c绕地心做匀速圆周运动，卫星c所在的轨道半径为r，卫星a、b所在的轨道半径为2r，若三颗卫星均沿顺时针方向（从上向下看）运行，质量均为m，卫星c所受地球的万有引力大小为F，引力常量为G，不计卫星间的相互作用．下列判断正确的是

A．卫星a所受地球的万有引力大小为

B．a、b、c三颗卫星运动过程中相对位置保持不变

C．地球质量为

D．a、b、c三颗卫星的机械能相等

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10.

一物体静置在平均密度为ρ、半径为R的星球表面上，以初速度v0竖直向上抛去一个物体，该物体上升的最大高是（已知万有引力常量为G）

A．

B．

C．

D．

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11.

2018年4月2日8时15分左右，遨游太空6年多的天宫一号，在中国航天人的实时监测和全程跟踪下，在预测的时间和范围内准确再入大气层，化作流星归隐中心点位于西经163.1度、南纬14.6度的南太平洋。如图所示，设天宫一号原来在圆轨道Ⅰ上飞行，到达A点时转移到较低的椭圆轨道Ⅱ上(未进入大气层)。若圆轨道Ⅰ离地球表面高度设为h₁，椭圆轨道Ⅱ．近地点离地球表面的高度设为h₂，如图所示．地球表面的重力加速度设为g，地球半径设为R，则下列说法不正确的是（）

A．在轨道Ⅰ上的机械能大于轨道Ⅱ上的机械能

B．“天宫一号”在轨道Ⅰ上的运行速率

C．若“天宫一号”在圆轨道Ⅰ，周期是T₁，则“天宫一号”从A位置运动到B位置的时间

D．若“天宫一号”沿轨道Ⅱ运行经过A点的速度为v_A，则“天宫一号”运行到B点的速度

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12.

未来不久人类能到火星旅行，某旅客带的行李在地面上重为

，带到火星表面上时重为

。已知这个火星的半径为R，引力常公为G，地球表面的重力加速度大小为

，则下列说法正确的（）

A．火球的密度是

B．火球的密度是

C．火球的第一宇宙速度

D．火球的第一宇宙速度

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13.

如图为某着陆器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图，着陆器先在轨道Ⅰ上运动，然后改在圆轨道Ⅱ上运动，最后在椭圆周轨道Ⅲ上运动，P点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的交点的交点，轨道上的P、S、Q三点与火星中心在同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点。且PQ=2QS=2a，着陆器在轨道1上经过P点的速度为v₁，在轨道2上经过P点的速度为v₂，在轨道3上经过P点的速度为v₃，下列说法正确的是

A．着陆器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要点火加速

B．着陆器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间是着陆器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间之比是

C．着陆器在在轨道Ⅲ上经过P点的加速度可表示为

D．着陆器在轨道Ⅱ上S点与在轨道Ⅲ上P点的加速度大小相等

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14.

宇航员在离地球表面高h处由静止释放一小球，经时间t小球落到地面；若他在某星球表面同样高处由静止释放一小球，需经时间4t小球落到星球表面。已知该星球的半径与地球的半径之比为

，则星球与地球的( )

A．表面附近的重力加速度之比

B．第一宇宙速度之比为

C．质量之比为

D．密度之比为

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15.

北京时间2017年4月20日晚19时41分，天舟一号由长征七号遥二运载火箭发射升空，经过一天的飞行，于4月22日12时23分，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成自动交会对接。这是天宫二号自2016年9月15日发射入轨以来，首次与货运飞船进行的交会对接。若天舟一号与天宫二号对接后，它们的组合体在离地心距离r处做匀速圆周运动。已知匀速圆周运动的周期为T，地球的半径为R，引力常量为G，重力加速度为g，根据题中已知条件可知下列说法正确的是（）

A．地球的第一宇宙速度为