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2020年高考物理100考点必威体育精装版模拟题千题精练

第五部分万有引力定律和航天

专题5.9航天和宇宙探测（基础篇）

一．选择题

1．（6分）（2019湖北武汉武昌5月调研）据报道，美国国家航空航天局（NASA）首次在太阳系外发现类“

地”行星Kepler﹣186f．若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T；宇航员

在该行星“北极”距该行星地面附近h处自由释放一个小球（引力视为恒力），落地时间为t．已知该行星半径

为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（）

A．该行星的第一宇宙速度为2πR/T

B．该行星的平均密度为

C．如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为

D．宇宙飞船绕该星球做圆周运动的周期小于πt

【参考答案】B

【命题意图】本题考查万有引力定律、自由落体运动规律、牛顿运动定律与匀速圆周运动及其相关知识点。

12hR

22gR

【解题思路】根据h＝gt得，行星表面的重力加g＝2h/t，行星的第一宇宙速度v＝＝，

21t

gR24

3

选项A错误；根据mg＝得，行星的质量M＝，行星体积V=πR，则行星的平均密度ρ＝

G3

3g3h

2

M/V=＝，选项B正确；由得，又GM＝gR，解得h＝

2





4GR2GRt

﹣R，选项C错误。由开普勒定律可知，当宇宙飞船绕该星球表面运动时做匀速圆周运动的周期最小，最小

2hR2R

周期为T=2πR/v=2πR/=πt，选项D错误。

1th

【方法归纳】根据自由落体运动的位移公式求出行星表面的重力加速度，与第一宇宙速度公式得出行星的

第一宇宙速度；根据万有引力等于重力求出行星的质量，结合密度公式求出行星的平均密度；根据万有引

力提供向心力，求出行星同步卫星的轨道半径，从而得出同步卫星距离行星表面的高度．解决卫星运动类

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问题的关键是利用：在星体表面万有引力等于重力，卫星或飞船绕星体做匀速圆周运动，万有引力提供向

心力。

2.（2018成都一诊）2016年8月16日，我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，该卫星的发射

将使我国在国际上率先实现高速量子通信，初步构建量子通信网络。“墨子号”卫星的质量为m（约64okg），

运行在高度为h（约500km）的极地轨道上，假定该卫星的轨