2020年高考物理考点练习5.10 航天和宇宙探测(提高篇)(解析版).doc
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1、2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第五部分 万有引力定律和航天专题5.10航天和宇宙探测(提高篇)一选择题1. (2019湖南长沙长郡中学二模)2019年1月3日嫦娥四号月球探测器成功软着陆在月球背面的南极-艾特肯盆地冯卡门撞击坑,成为人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探测器。如图所示,在绕月椭圆轨道上,已关闭动力的探月卫星仪在月球引力作用下向月球靠近,片在B处变轨进入半径为r、周期为T的环月圆轨道运行。已知引力常量为G,下列说法正确的是()A. 图中探月卫星飞向B处的过程中动能越来越小B. 图中探月卫星飞到B处时应减速才能进入圆形轨道C. 由题中条件可计算出探月卫星受
2、到月球引力大小D. 由题中条件可计算月球的密度【参考答案】B【名师解析】探月卫星在飞向B处的过程中,月球对它的万有引力的方向和其运动方向之间的夹角小于90,所以月球的引力对探月卫星做正功,速率增大,动能越来越大,选项A错误;探月卫星在椭圆轨道的B点做离心运动,需要的向心力小于万有引力,探月卫星不可能自主改变轨道,只有在点火减速变轨后,才能进入圆轨道,选项B正确;对探月卫星,根据万有引力提供向心力,得,根据空间站的轨道半径为r,周期为T,万有引力常量为G就能计算出月球的质量M,但由于不知道探月卫星的质量,所以不能求出探月卫星受到月球引力大小。故C错误。由于月球的半径未知,所以不能求出月球的密度,
3、故D错误。2. (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6A. B. C4 D6【参考答案】B【名师解析】利用题给信息,对地球,有Gmg,得M,又VR3,得地球的密度;对月球,有Gmg0,得M0,又V0R,得月球的密度0,则地球的密度与
4、月球的密度之比,故B正确。3(2019永州联考)如图所示,两星球相距为L,质量比为mAmB19,两星球半径远小于L。从星球A 沿A、B连线向星球B以某一初速度发射一探测器,只考虑星球A、B对探测器的作用,下列说法正确的是 ()A探测器的速度一直减小B探测器在距星球A为处加速度为零C若探测器能到达星球B,其速度可能恰好为零D若探测器能到达星球B,其速度一定大于发射时的初速度【参考答案】BD【名师解析】探测器从A向B运动,所受的万有引力合力先向左再向右,则探测器的速度先减小后增大,故A错误;当探测器合力为零时,加速度为零,则有:GG,因为mAmB19,则:rArB31,知探测器距离星球A的距离为:
5、x,故B正确;探测器到达星球B的过程中,由于B的质量大于A的质量,从A到B万有引力的合力做正功,则动能增加,所以探测器到达星球B的速度一定大于发射时的速度,故C错误,D正确4(2015聊城二模,17)探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空,最终进入距月球表面高为h的圆形工作轨道。设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,则下列说法正确的是 ()A飞行试验器在工作轨道上的加速度为2g B飞行试验器绕月球运行的周期为2C飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为 D月球的平均密度为【参考答案】AD【名师解析】.月球表面万有引力等于重力,则:Gmg
6、,在高为h的圆形工作轨道,有:Gmg,得:g2g,故A正确;.根据万有引力提供向心力,即:Gmmr,解得:v ,T2 ,飞行试验器的轨道半径为rRh,结合黄金代换公式:GMgR2,代入线速度和周期公式得:v ,T2 ,故B、C错误;由黄金代换公式得中心天体的质量:M,月球的体积:VR3,则月球的密度:,故D正确5(2015宝鸡三检,17)如图所示是嫦娥三号奔月过程中某阶段的运动示意图,嫦娥三号沿椭圆轨道运动到近月点P处变轨进入圆轨道,嫦娥三号在圆轨道做圆周运动的轨道半径为r,周期为T,已知引力常量为G,下列说法中正确的是 ()A由题中(含图中)信息可求得月球的质量B由题中(含图中)信息可求得月
7、球第一宇宙速度C嫦娥三号在P处变轨时必须点火加速D嫦娥三号沿椭圈轨道运动到P处时的加速度大于沿圆轨道运动到P处时的加速度【参考答案】A【名师解析】.万有引力提供向心力:Gmr,得:M,既根据轨道半径为r,周期为T,万有引力常量为G,计算出月球的质量,故A正确;.万有引力提供向心力:Gm,得:v,由于不知道月球半径,所以不能计算月球第一宇宙速度,故B错误;.椭圆轨道和圆轨道是不同的轨道,航天飞机不可能自主改变轨道,只有在减速后,做近心运动,才能进入圆轨道,故C错误;.嫦娥三号沿椭圆轨道运动到P处时和沿圆轨道运动到P处时,所受万有引力大小相等,所以加速度大小也相等,故D错误6. (2016河南郑州
8、高三月考)中国首台探月车“玉兔号”的成功探月,激发起无数中国人对月球的热爱。根据报道:月球表面的重力加速度为地球表面的,月球半径为地球的,则根据以上数据分析可得()A绕月球表面飞行的卫星与绕地球表面飞行的卫星的周期之比为32B绕月球表面飞行的卫星与绕地球表面飞行的卫星的向心加速度之比为16C月球与地球的质量之比为196D月球与地球的密度之比为23【参考答案】BCD【名师解析】由于都是绕星球表面飞行的卫星,重力提供向心力,即mgGmr,T2,可得,A错误;由于mgma,B正确;根据表达式M,知,C正确;根据公式Mr3,可知,D正确。二计算题1(2018山西吕梁市孝义市一模)所谓“深空探测”是指航
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