十年高考真题（2014-2023）分项汇编 物理 专题17 万有引力与航天（二） 含解析.docx

专题17万有引力与航天（二）

34．（2020·天津）北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星（????）

A．周期大 B．线速度大 C．角速度大 D．加速度大

【答案】A

【解析】卫星有万有引力提供向心力有

可解得

可知半径越大线速度，角速度，加速度都越小，周期越大；故与近地卫星相比，地球静止轨道卫星周期大，故A正确，BCD错误。

故选A。

35．（2020·山东）我国将在今年择机执行“天问1号”火星探测任务。质量为m的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为t0、速度由v0减速到零的过程。已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g，忽略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为（）

A． B． C． D．

【答案】B

【解析】忽略星球的自转，万有引力等于重力

则

解得

着陆器做匀减速直线运动，根据运动学公式可知

解得

匀减速过程，根据牛顿第二定律得

解得着陆器受到的制动力大小为

ACD错误，B正确。

故选B。

36．（2020·浙江）火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3∶2，则火星与地球绕太阳运动的（）

A．轨道周长之比为2∶3 B．线速度大小之比为

C．角速度大小之比为 D．向心加速度大小之比为9∶4

【答案】C

【解析】A．由周长公式可得

则火星公转轨道与地球公转轨道周长之比为

A错误；

BCD．由万有引力提供向心力，可得

则有

即

BD错误，C正确。

故选C。

37．（2020·全国）“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，某段时间可认为绕月做匀速圆周运动，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．

【答案】D

【解析】设“嫦娥四号”、地球质量分别为和M，则“嫦娥四号”在地球表面时和绕月球做半径为月球半径的K倍的圆周运动时，分别有

，

解得

故选D。

38．（2020·全国）若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是（）

A． B． C． D．

【答案】A

【解析】卫星在星体表面附近绕其做圆周运动，则

，，

知卫星该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期

39．（2020·全国）火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为（）

A．0.2 B．0.4 C．2.0 D．2.5

【答案】B

【解析】设物体质量为m，则在火星表面有

在地球表面有

由题意知有

故联立以上公式可得

故选B。

40．（2020·浙江解析）如图所示，卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星，在地球两极上空约1000km处运行；b是低轨道卫星，距地球表面高度与a相等；c是地球同步卫星，则（????）

A．a、b的周期比c大

B．a、b的向心力一定相等

C．a、b的速度大小相等

D．a、b的向心加速度比c小

【答案】C

【解析】A．万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律：

解得：，轨道半径越大，周期越大，根据题意可知、的周期比小，故A错误；

BD．万有引力提供向心力：

解得：，、的轨道半径相同，所以向心加速度大小相同，方向不同，的轨道半径最大，向心加速度最小，故BD错误；

C．万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律：

解得：，、的轨道半径相同，所以速度大小相同，方向不同，故C正确。

故选C．

41．（2019·海南解析）2019年5月，我国第45颗北斗卫星发射成功．已知该卫星轨道距地面的高度约为36000km，是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右，则（????）

A．该卫星的速率比“天宫二号”的大

B．该卫星的周期比“天宫二号”的大

C．该卫星的角速度比“天宫二号”的大

D．该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大

【答案】B

【解析】根据解得，,，，因北斗卫星的运转半径大于天宫二号的轨道半径，可知该卫星的速率比“天宫二号”的小；该卫星的周期比“天宫二号”的大；该卫星的角速度比“天宫二号”的小；该卫星的向心加速度比“天宫二号”的小；故选项B正确，ACD错误．

42．（2019·江苏解析）1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动，如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r