2017版《188套重组优化卷》高考物理总复习——课时考点过关练（11-15，含答案）

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课时考点 11　万有引力与航天
A组：全国卷
1．(2016·全国卷Ⅲ，14)关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是(　　)
A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律
B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因
D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律
2．(2016·全国卷Ⅰ，17)利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上
任意两点之间保持无线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的
6.6 倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则
地球自转周期的最小值约为(　　)
A．1 h B．4 h C．8 h D．16 h
3．(2015·新课标全国卷Ⅱ，16)由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射
后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道
上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫
星的环绕速度约为 3.1×103 m/s ，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为
1.55×103 m/s，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道
的夹角为 30°，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为(　　)
A．西偏北方向，1.9×103 m/s
B．东偏南方向，1.9×103 m/s
C．西偏北方向，2.7×103 m/s
D．东偏南方向，2.7×103 m/s
4．(2015·新课标全国卷Ⅰ，21)(多选)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近
月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，
在离月面 4 m 高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止)；最后关闭发动机，探
测器自由下落。已知探测器的质量约为 1.3×103 kg，地球质量约为月球的 81 倍，
地球半径约为月球的 3.7 倍，地球表面的重力加速度大小约为 9.8 m/s2。则此探
测器(　　)
A．在着陆前的瞬间，速度大小约为 8.9 m/s
B．悬停时受到的反冲作用力约为 2×103 N
C．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒
D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度
5．(2014·新课标全国卷Ⅰ，19)(多选)太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方
向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排
成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。据报道，2014 年各行星冲日时间分别
是：1 月 6 日木星冲日；4 月 9 日火星冲日；5 月 11 日土星冲日；8 月 29 日海王星冲日；10 月 8
日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。则下列判断正确的是
(　　)
地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
轨道半径(AU) 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30
A.各地外行星每年都会出现冲日现象
B．在 2015 年内一定会出现木星冲日
C．天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半
D．地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短
6．(2014·新课标全国卷Ⅱ，18)假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球
表面重力加速度在两极的大小为 g0，在赤道的大小为 g；地球自转的周期为 T，
引力常量为 G。地球的密度为(　　)
A. B.
C. D.
B组：地方卷
7．(2016·四川理综，3)国务院批复，自 2016 年起将 4月24 日
设立为“中国航天日”。1970 年4月24 日我国首次成功发射的
人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近
地点高度约为 440 km，远地点高度约为 2 060 km；1984 年4月8日成功发射的
东方红二号卫星运行在赤道上空 35 786 km 的地球同步轨道上。设东方红一号在
远地点的加速度为 a1，东方红二号的加速度为 a2，固定在地球赤道上的物体随
地球自转的加速度为 a3，则 a1、a2、a3的大小关系为(　　)
A．a2＞a1＞a3 B．a3＞a2＞a1
C．a3＞a1＞a2 D．a1＞a2＞a3
8．(2016·江苏单科，7)(多选)如图所示，两质量相等的卫
星A、B绕地球做匀速圆周运动，用 R、T、Ek、S分别表示卫
星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过
的面积。下列关系式正确的有(　　)
A．TA>TB B．EkA>EkB
C．SA＝SB D.＝
9．(2016·天津理综，3)我国即将发射“天宫二号”空间实
验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。
假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆
周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可
行的是(　　)
A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实
现对接
B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实
现对接
C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实
验室，两者速度接近时实现对接
D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实
验室，两者速度接近时实现对接
10．(2015·福建理综，14)如图，若两颗人造卫星 a和b均绕
地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为 r1、r2，线速
度大小分别为 v1、v2，则(　　)
A.＝ 　　　 B.＝
C.＝()2 　　　 D.＝()2
11．(2015·北京理综，16)假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球
到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么(　　)
A．地球公转周期大于火星的公转周期
B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度
C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度
D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度
12．(2015·江苏单科，3)过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳
系内，行星“51peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51peg b”绕其
中心恒星做匀速圆周运动，周期约为 4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径
的，该中心恒星与太阳的质量比约为(　　)
A. B．1 C．5 D．10
13．(2015·海南单科，6)若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同
的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2∶，
已知该行星质量约为地球的 7倍，地球的半径为 R。由此可知，该行星的半径约
为(　　)
A.R B.R C．2R D.R
14．(2015·重庆理综，2)宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次
太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为 m，距地面高
度为 h，地球质量为 M，半径为 R，引力常量为 G，则飞船所在处的重力加速度
大小为(　　)
A．0 B. C. D.
15．(2015·天津理综，8)(多选)P1、P2为相距遥远的两颗
行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星 s1、s2做匀速
圆周运动。图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的
引力产生的加速度 a，横坐标表示物体到行星中心的距
离r的平方，两条曲线分别表示 P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横
坐标相同。则(　　)
A．P1的平均密度比P2的大
B．P1的“第一宇宙速度”比P2的小
C．s1的向心加速度比s2的大
D．s1的公转周期比s2的大
16．(2015·山东理综，15)如图，拉格朗日点 L1位于地球
和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共
同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗
日点 L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以a1、a2分别表示该空间站
和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正
确的是(　　)
A．a2>a3>a1 B．a2>a1>a3
C．a3>a1>a2 D．a3>a2>a1
17．(2015·四川理综，5)登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中
国计划于 2020 年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表 ，
火星和地球相比(　　)
行星 半径/m 质量/kg 轨道半径/m
地球 6.4×1066.4×1024 1.5×1011
火星 3.4×1066.4×1023 2.3×1011
A.火星的公转周期较小
B．火星做圆周运动的加速度较小
C．火星表面的重力加速度较大
D．火星的第一宇宙速度较大
18．(2015·广东理综，20)(多选)在星球表面发射探测器，当发射速度为 v时，
探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度达到v时，可摆脱星球引力
束缚脱离该星球，已知地球、火星两星球的质量比约为 10∶1，半径比约为
2∶1，下列说法正确的有(　　)
A．探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大
B．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大
C．探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等
D．探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大
一、选择题(本题共 14 小题，在每小题给出的四个选项中，第 1～10 题只有一项
符合题目要求，第 11～14 题有多项符合题目要求。)
1．(2016·江苏南京高三月考)航天飞机中的物体处于完全失重状态，是指这个
物体(　　)
A．不受地球的吸引力
B．受到地球吸引力和向心力的作用而处于平衡状态
C．受到向心力和离心力的作用而处于平衡状态
D．对支持它的物体的压力为零
2．(2016·湖北八校联考)2015 年8月14 日消息，据英国《每日邮报》报道，科学
家最新研究发现，在我们太阳系的早期可能还存在过另外一颗行星，后来可能
是与海王星冲撞后离开了太阳系。海王星也由于受到撞击，导致其绕太阳做圆周
运动的轨道半径变大。已知引力常量为 G，下列说法正确的是(　　)
A．被撞击后正离开太阳系的行星受到太阳的引力越来越大
B．如果知道行星被撞击前的轨道半径和周期，就可以求出该行星的质量
C．海王星变轨到新的轨道上，运行速率变大
D．海王星变轨到新的轨道上，运行周期变大
3．(2016·石家庄市高三质检)2013 年12 月14 日21 时许，
嫦娥三号携带“玉兔”探测器在月球虹湾成功软着陆，
在实施软着陆过程中，嫦娥三号离月球表面 4 m 高时最
后一次悬停，确认着陆点。若总质量为 M的嫦娥三号在
最后一次悬停时，反推力发动机对其提供的反推力为 F，已知引力常量为 G，
月球半径为 R，则月球的质量为(　　)
A. B. C. D.
4．(2016·河北邯郸市高三月考)如图所示，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．运行周期短 D．角速度小
5．(2016·山东日照校际联合检测)火星直径约为地球的一半，质量约为地球的
十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的 1.5 倍。则下列说法正
确的是(　　)
A．火星表面重力加速度的数值比地球表面的大
B．火星公转的周期比地球的大
C．火星公转的线速度比地球的大
D．火星公转的向心加速度比地球的大
6．(2016·湖北八校联考)2015 年7月25 日，我国成功发射两颗北斗导航卫星，
使北斗导航卫星家族成员增加到 19 颗。北斗卫星系统由地球同步轨道卫星与低
轨道卫星两种卫星组成，这两种卫星正常运行时(　　)
A．地球同步卫星周期大于地球的自转周期
B．地球同步卫星相对于地面是移动的，但每天经过特定地区的上空
C．地球同步卫星和低轨道卫星都处于失重状态
D．低轨道卫星和地球同步卫星可能具有相同的角速度
7．(2016·河北百校联考)嫦娥五号探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分
组成。探测器预计在2017 年由长征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射
升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球，带回约2 kg 月球样
品。某同学从网上得到一些信息，如表格中的数据所示，请根据题意，判断地球
和月球的密度之比为(　　)
月球半径 R0
月球表面处的重力加速度 g0
地球和月球的半径之比＝4
地球表面和月球表面的重力加速度
之比
＝6
A. B. C．4 D．6
8．(2015·江西南昌市高三调研测试)一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，
假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度大小减小为原来的，则变轨前后卫
星的(　　)
A．轨道半径之比为1∶2
B．向心加速度大小之比为4∶1
C．角速度大小之比为2∶1
D．周期之比为1∶8
9．(2015·四川自贡二诊)如图所示，a是静止在地球赤道地面上的一
个物体，b是与赤道共面的地球卫星，c是地球同步卫星，对于 a物
体和b、c两颗卫星的运动情况，下列说法中正确的是(　　)
A．a物体运动的周期小于 b卫星运动的周期
B．b卫星运动受到的万有引力一定大于 c卫星受到的万有引力
C．a物体运动的线速度小于 c卫星运动的线速度
D．b卫星减速后可进入 c卫星轨道
10．(2016·河北石家庄期末)北京时间 2015 年7月24 日，美
国宇航局宣布，可能发现了“另一个地球”——开普勒－
452b。将开普勒－452b 简化成如图所示的模型：MN 为该星
球的自转轴，A、B是该星球表面的两点，它们与地心O的连
线OA、OB 与MN 的夹角分别为 α＝30°，β＝60°；在 A、B两
点处放置质量分别为 mA、mB的物体。设该星球的自转周期为
T，半径为 R，引力常量为 G。则下列说法正确的是(　　)
A．该星球的第一宇宙速度为
B．若不考虑该星球自转，在 A点用弹簧测力计称量质量为 mA的物体，平衡时
示数为 F，则星球的质量为
C．放在A、B两点处的物体随星球自转的向心力大小的比值为
D．放在A、B两点处的物体随星球自转的向心力大小的比值为
11．(2016·山西大学附中高三月考)马航客机失联牵动全世界人的心，现初步确
定失事地点位于南纬31°52′，东经 115°52′的澳大利亚西南城市珀斯附近的海域，
有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，每天上午同一时刻在该区域的正上方海
面照像，则(　　)
A．该卫星可能是通过地球两极上方的轨道
B．该卫星平面可能与南纬31°52′所确定的平面共面
C．该卫星平面一定与东经 115°52′所确定的平面共面
D．地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍
12．(2016·河南省郑州市高三月考)宇宙中有这样一种三星系统，系统由两个质
量为 m的小星体和一个质量为 M的大星体组成，两个小星体围绕大星体在同一
圆形轨道上运行，轨道半径为 r。关于该三星系统的说法中正确的是(　　)
A．在稳定运行的情况下，大星体提供两小星体做圆周运动的向心力
B．在稳定运行的情况下，大星体应在小星体轨道中心，两小星体在大星体相
对的两侧
C．小星体运行的周期为 T＝
D．大星体运行的周期为 T＝
13．(2016·江西八校联考)如果把水星和金星绕太阳的运动视
为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若
天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为 θ1；金星转过
的角度为 θ2(θ1、θ2均为锐角)，则由此条件可求得(　　)
A．水星和金星绕太阳运动的周期之比
B．水星和金星的密度之比
C．水星和金星到太阳的距离之比
D．水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比
14．(2016·辽宁五校联考)中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从
地球往返火星的试验“火星－500”。假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，
经历如图所示的变轨过程，则下列说法正确的是(　　)
A．飞船在轨道Ⅱ上运动时，在 P点的速度大于在 Q点的速度
B．飞船在轨道Ⅰ上运动时，在 P点的速度大于在轨道Ⅱ上运动时在 P点的速
度
C．飞船在轨道Ⅰ上运动到 P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到 P点时
的加速度
D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，就可以推知火
星的密度
二、非选择题(本题共 1小题。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算
步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单
位。)
15．(2016·贵州六校联考)“健身弹跳球”是最近在少年儿童中特别流行的健身
益智器材，少年儿童在玩弹跳球时(如图)要双脚站在弹跳球的水平跳板上，用
力向下压弹跳球，形变的弹跳球能和人一起跳离地面。该过程简化为：一、形变
弹跳球向上恢复原状；二、人和弹跳球竖直上升。假设小孩质量为 m，小孩和球
一起以速度 v0离开地面还能竖直上升h(上升过程小孩只受重力作用)。已知地球
的半径为 R，引力常量为 G。求：
(1)此次起跳过程弹跳球对小孩做的功；
(2)地球的质量。
摘要：

课时考点11　万有引力与航天A组：全国卷1．(2016·全国卷Ⅲ，14)关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是(　　)A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律2．(2016·全国卷Ⅰ，17)利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为(　　)A．1...

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