2020年高考物理考点练习5.7 宇宙速度(基础篇)(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二部分 万有引力定律和航天专题5.7宇宙速度(基础篇)一选择题1.(2019衡水模拟)牛顿在1687年出版的自然哲学的数学原理中设想,物体抛出的速度很大时,就不会落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。如图所示,将物体从一座高山上的O点水平抛出,抛出速度一次比一次大,落地点一次比一次远,设图中A、B、C、D、E是从O点以不同的速度抛出的物体所对应的运动轨道。已知B是圆形轨道,C、D是椭圆轨道,在轨道E上运动的物体将会克服地球的引力,永远地离开地球,空气阻力和地球自转的影响不计,则下列说法正确的是( )A.物体从O点抛出后,沿轨道A运动落到地面
2、上,物体的运动可能是平抛运动B.在轨道B上运动的物体,抛出时的速度大小为11.2km/sC.使轨道C、D上物体的运动轨道变为圆轨道,这个圆轨道可以过O点D.在轨道E上运动的物体,抛出时的速度一定等于或大于16.7km/s【参考答案】AC【名师解析】将物体从一座高山上的O点水平抛出,物体速度不大,沿轨道A运动落到地面上,若水平位移不大,物体的运动可能是平抛运动,选项A正确;在轨道B上运动的物体,做匀速圆周运动,抛出时的速度大小略小于第一宇宙速度7.9km/s,选项B错误;使轨道C、D上物体的运动轨道变为圆轨道,可以减小物体的速度,这个圆轨道可以过O点,选项C正确;在轨道E上运动的物体,脱离了地球
3、的引力范围,抛出时的速度一定等于或大于第二宇宙速度11.2km/s,小于第三宇宙速度16.7km/s,选项D错误。2(6分)(2019山东潍坊三模)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【思路分析】探测器刚好脱离星球,动能全部转化为势能,发射速度与质量无关,根
4、据万有引力公式以及地球、火星两星球质量、半径的关系比较万有引力大小,根据发射速度为 比较发射速度大小,探测器脱离星球过程中,引力做负功,引力势能增大【参考答案】D【名师解析】探测器刚好脱离星球,动能全部转化为势能,发射速度与质量无关,故A错误;根据万有引力公式得:探测器在地球表面受到的引力 ,在火星表面受到的引力F2 ,而地球、火星两星球的质量比约为10:1,半径比约为2:1,解得: ,即探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大,故B正确;探测器脱离星球时,其需要发射速度为 ,地球与火星的 不同,所以所需发射速度也不同,故C错误;由于探测器脱离星球过程中,引力做负功,引力势能增大,故D正确。
5、3我国计划于2020年前后实施的火星探测工程的研制工作目前进展顺利我国首次火星探测工程探测器总共搭载了13种有效载荷,其中环绕器7种、火星车6种,涉及空间环境探测、火星表面探测、火星表层结构探测等领域假设在火星表面竖直向上拋出一小球(不计空气阻力,小球只受重力时的加速度为重力加速度),小球的xt图象如图所示,已知火星半径约为3 400 km,引力常量G6.671011 Nm2/kg2,则() A该物体上升的时间为10 s B该火星表面的重力加速度为4 m/s2C火星表面的第一宇宙速度约为13.6 km/s D火星的质量约为6.91023 kg【参考答案】BCD【名师解析】由图可知,该物体上升的
6、时间为5 s,选项A错误;根据hgt2,解得火星表面的重力加速度g4 m/s2,选项B正确;根据mgmv2/R可得v13.6 km/s,选项C正确;根据mgGMm/R2可得M6.91023 kg,选项D正确4(2018河北衡水中学六调)使物体成为卫星的最小发射速度称为第一宇宙速度v1,而使物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度v2, v2与v1的关系是v2= v1。已知某星球半径是地球半径R的1/3 ,其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的1/6 ,地球的平均密度为,不计其他星球的影响,则( )A该星球上的第一宇宙速度为 7.9km/s B该星球上的第二宇宙速度为 26.3
7、km/sC该星球的平均密度为/2D该星球的质量为【参考答案】.BC 【命题意图】 本题考查万有引力定律、宇宙速度、密度及其相关的知识点。【解题思路】星球的半径R=R/3,星球上的重力加速度g=g/6,该星球上的第一宇宙速度v1= = =7.9km/s ,选项A错误;该星球上的第二宇宙速度为v2= v1=7.9km/s =26.3 km/s ,选项B正确;由g=GM/R2,g=GM/R2,M=V,V=R3,联立解得:该星球的质量为M= ,选项D错误;该星球体积V= R3,该星球的平均密度为= M/V,R=R/3,联立解得=/2 ,选项C正确5.(2017西安市长安区第一中学大学区高三第三次联考)
8、假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B,半径分别为RA和RB.两颗行星周围卫星的轨道半径的三次方(r3)与运行周期的平方(T2)的关系如图所示;T0为卫星环绕行星表面运行的周期则()A行星A的质量小于行星B的质量B行星A的密度小于行星B的密度C行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度D当两行星的卫星轨道半径相同时,行星A的卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速度【参考答案】D【名师解析】.根据万有引力提供向心力得出:Gmr得:M,根据图象可知,A的比B的大,所以行星A的质量大于行星B的质量,故A错误;根图象可知,在两颗行星表面做匀速圆周运动的周期相同,密度,所以行星A的密度等于行星B的密度
9、,故B错误;第一宇宙速度v,A的半径大于B的半径,卫星环绕行星表面运行的周期相同,则A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度,故C错误;根据Gma得:aG,当两行星的卫星轨道半径相同时,A的质量大于B的质量,则行星A的卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速度,故D正确故选D.6(2016郑州一模)中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。预计2020年左右,北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。如图所
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