word文档宇宙航行(建议用时:40分钟)1.(2020·全国卷Ⅲ)“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆,着陆前曾绕月球飞行,某段时间内可认为绕月球做匀速圆周运动,圆周半径为月球半径的K倍。已知地球半径R是月球半径的P倍,地球质量是月球质量的Q倍,地球表面重力加速度大小为g,则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为( )A.B.C.D.D解析:假设在地球表面和月球表面上分别放置质量为m、m0的两个物体,则在地球和月球表面处,分别有G=mg,G=m0g′,解得g′=g,设“嫦娥四号”探测器的质量为m1,根据万有引力提供向心力得G=m1,解得v=,故选D。2.某一行星表面附近有颗卫星做匀速圆周运动,其运行周期为T,假设航天员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力,物体静止时,弹簧测力计的示数为N,则这颗行星的半径为( )A.B. C.D.A解析:对物体有N=mg,且=mg,对在行星表面附近做匀速圆周运动的卫星,有=m′·R,联立解得R=,故选A。-9-/9
word文档3.2020年3月9日19时55分,我国在某某卫星发射中心,成功发射北斗系统第54颗导航卫星北斗三号CEO2,它是一颗地球同步轨道卫星,以下关于这颗卫星的判断正确的是( )A.地球同步轨道卫星的运行周期为定值B.地球同步轨道卫星所受引力保持不变C.地球同步轨道卫星绕地运行中处于平衡状态D.地球同步轨道卫星的在轨运行速度等于第一宇宙速度A解析:地球同步轨道卫星的运行周期与地球的自转周期相等,为24h,是定值,选项A正确;地球同步轨道卫星所受引力就是地球对卫星的万有引力,其大小是保持不变的,而方向却始终指向地心,即圆心,所以其方向在时刻改变,所以其受到的引力在改变,选项B错误;地球同步轨道卫星绕地球运行时在做圆周运动,其运动方向在改变,故其运动状态在改变,即它处于非平衡状态,选项C错误;地球同步轨道卫星在轨运行时离地面有一定的高度,而第一宇宙速度是近地表面卫星的速度,二者是不相等的,同步卫星的速度小于第一宇宙速度的大小,选项D错误。4.(2021·某某模考)2020年12月3日,“嫦娥五号”上升器携带月壤样品成功回到预定环月轨道,这是我国首次实现地外天体起飞。环月轨道可以近似为圆轨道,已知轨道半径为r,月球质量为M,引力常量为G。则上升器在环月轨道运行的速率为( )A.B.C.D.AD解析:万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得=m,可得v=,运行轨道半径越大,运行的速度越小,则高分七号比高分四号运行速率大,故选项A正确;万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得G=mr,解得T=2π-9-/9
word文档,运行轨道半径越大,运行的周期越大,所以高分七号比高分四号运行周期小,故选项B错误;万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得G=ma,解得a=,运行轨道半径越大,向心加速度越小,所以高分七号比高分四号向心加速度大,故选项C错误;卫星与地心连线扫过的面积为S=r2θ=rvt=,相同时间内,运行轨道半径越大,与地心连线扫过的面积越大,相同时间内高分七号与地心连线扫过的面积比高分四号小,故选项D正确。5.(多选)“鹊桥”号是世界首颗运行于地月拉格朗日L2点附近的中继通信卫星。如图所示,它以地月连线为轴做圆周运动,同时随月球绕地球运转。已知地球质量为M,月球质量为m,月球的轨道半径为r,公转周期为T,引力常量为G。当卫星处于地月拉格朗日L1或L2点时,都能随月球同步绕地球做圆周运动。则以下说法正确的是( )A.“鹊桥”号仅受月球引力作用B.在拉格朗日L2点工作的卫星比在拉格朗日L1点工作的卫星的线速度大C.在拉格朗日L1点工作的卫星,受到的地球引力一定大于月球对它的引力D.拉格朗日L2点与地心的距离为BC解析:“鹊桥”号同时受到地球和月球的引力作用,选项A错误;在拉格朗日L2点工作的卫星与在拉格朗日L1点工作的卫星具有相同的角速度,则在拉格朗日L2点工作的卫星比在拉格朗日L1点工作的卫星的线速度大,选项B正确;在拉格朗日L1点工作的卫星,受到的合外力方向指向地球,则受到的地球引力一定大于月球对它的引力,选项C正确;对月球,有G=mr,解得r=,可知拉格朗日L2点与地心的距离大于,选项D错误。-9-/9
word文档6.(2021·某某模考)2020年12月17日,“嫦娥五号”成功返回地球,创造了我国到月球取土的伟大历史。如图所示,“嫦娥五号”取土后,在P处由圆形轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ,以便返回地球。下列说法正确的是( )A.“嫦娥五号”在轨道Ⅰ和Ⅱ上运行时均超重B.“嫦娥五号”在轨道Ⅰ和Ⅱ上运行时机械能相等C.“嫦娥五号”在轨道Ⅰ和Ⅱ上运行至P处时速率相等D.“嫦娥五号”在轨道Ⅰ和Ⅱ上运行至P处时加速度大小相等D解析:“嫦娥五号”在轨道Ⅰ和Ⅱ上运行时均处于失重状态,故A错误;“嫦娥五号”在轨道Ⅰ上经过P点时经加速后进入轨道Ⅱ运行,故“嫦娥五号”在轨道Ⅰ上运行至P处的速率大于在轨道Ⅱ上运行至P处的速率,加速后势能不变,动能增大,则机械能增大,故B、C错误;根据G=ma得a=,可知“嫦娥五号”在轨道Ⅰ和Ⅱ上运行至P处时加速度大小相等,故D正确。7.2020年10月6日,英国科学家RogerPenrose因“发现黑洞的形成是广义相对论的一个有力预测”而被授予诺贝尔物理学奖。科学研究表明,当天体的逃逸速度(即第二宇宙速度,为第一宇宙速度的倍)超过光速时,该天体就是黑洞。已知某天体与地球的质量之比为k,地球的半径为R,地球的第一宇宙速度为v1,光速为c,则要使该天体成为黑洞,其半径应小于( )A.B.C.D.-9-/9
word文档A解析:地球的第一宇宙速度为v1,则G=m,设天体成为黑洞时其半径为r,第一宇宙速度为v2,则=,而c