高三物理一轮单元卷：第五单元_万有引力与航天_b卷 有答案

1、1 一轮单元训练金卷高三物理卷 第五单元 万有引力与航天 注注意意事事项项： 1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码 粘贴在答题卡上的指定位置。 2选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑， 写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿 纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共一、选择题：本题共 10 小题，每小题小题，每小题 5 分。分。在每小题给出的四个选项中，第在每小题给出的四个选项中，第 16 6 题只有一项题只有一项 符合题目要求，第符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题目要求。全部选对的得 5 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有选分，有选 错的得错的得 0 分。分。 1(2018河南鹤壁高级中学高三月考)经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟 星”的轨道均处在火星和木星轨道之间已知“神舟星”平均每天绕太阳

2、运行 174 万公里， “杨利 伟星”平均每天绕太阳运行 145 万公里假设两行星均绕太阳做匀速圆周运动，则两星相比较( ) A “神舟星”的轨道半径大 B “神舟星”的公转周期大 C “神舟星”的加速度大 D “神舟星”受到的向心力大 2一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直 径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的( ) A0.25 倍 B0.5 倍 C2.0 倍 D4.0 倍 2 3(2018湖南长沙长郡中学高三模拟)2015 年 7 月 23 日美国航天局宣布，天文学家发现“另 一个地球”太阳系外行星开普勒452b.假设行星开普勒452b 绕中心恒星公转周期为 385 天， 它的体积是地球的 5 倍，其表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的两倍，它与中心恒星的距 离和地球与太阳的距离很接近，则行星开普勒452b 与地球的平均密度的比值及其中心恒星与太 阳的质量的比值分别为( ) A.和 B和 ( 8 5) 1 3 ( 365 385) 2 ( 8 5) 1 3 ( 385 365) 2 C.和 D和

3、 ( 5 8) 1 3 ( 365 385) 2 ( 5 8) 1 3 ( 385 365) 2 4(2018浙江名校协作体高三联考)我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射， 将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信 “墨子”将由火箭发射至高度为 500 千米的预定 圆形轨道此前 6 月在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星 G7.G7 属地球静止 轨道卫星(高度约为 36 000 千米)，它将使北斗系统的可靠性进一步提高关于卫星以下说法中正确 的是( ) A这两颗卫星的运行速度可能大于 7.9 km/s B通过地面控制可以将北斗 G7 定点于西昌正上方 C量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗 G7 小 D量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗 G7 小 5双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周 期相同的匀速圆周运动研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生 变化若某双星系统中两星做圆周运动的周期为 T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的 k 倍，两星之间的距离变为原来的 n 倍，则此时圆周

4、运动的周期为( ) A.T BT C.T DT n3 k2 n3 k n2 k n k 6.北斗导航系统又被称为“双星定位系统” ，具有导航、定位等功能如图所示，北斗导航系 统中的两颗工作卫星均绕地心做匀速圆周运动，且轨道半径均为 r，某时刻工作卫星 1、2 分别位 于轨道上的 A、B 两个位置，若两卫星均沿顺时针方向运行，地球表面的重力加速度为 g，地球半 3 径为 R，不计卫星间的相互作用力，下列判断错误的是( ) A这两颗卫星的加速度大小相等，均为 R2g r2 B卫星 1 由 A 位置运动到 B 位置所需的时间是 r 3R r g C卫星 1 由 A 位置运动到 B 位置的过程中万有引力不做功 D卫星 1 向后喷气就一定能够追上卫星 2 7(高考全国卷)太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动当地球恰 好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日” 据 报道，2014 年各行星冲日时间分别是：1 月 6 日木星冲日；4 月 9 日火星冲日；5 月 11 日土星冲日； 8 月 29 日海王星冲日；10 月 8 日天王星冲日已知地球

5、及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下 表所示则下列判断正确的是( ) 地球火星木星土星天王星海王星 轨道半径 (AU) 1.01.55.29.51930 A.各地外行星每年都会出现冲日现象 B在 2015 年内一定会出现木星冲日 C天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半 D地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短 8同重力场作用下的物体具有重力势能一样，万有引力场作用下的物体同样具有引力势 能若取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为 r 时的引力势能为 EpG(G 为引力 m0m r 常量)，设宇宙中有一个半径为 R 的星球，宇航员在该星球上以初速度 v0竖直向上抛出一个质量为 m 的物体，不计空气阻力，经 t 秒后物体落回手中，则( ) A在该星球表面上以 的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面 2v0R t 4 B在该星球表面上以 2 的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面 v0R t C在该星球表面上以 的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面 2v0R t D在该星球表面上以 2 的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面 v0R

6、t 9(2018江苏溧水高级中学高三模拟)暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能 带来一场物理学的革命为了探测暗物质，我国在 2015 年 12 月 17 日成功发射了一颗被命名为 “悟空”的暗物质探测卫星已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过 时间 t(t 小于其运动周期)，运动的弧长为 s，与地球中心连线扫过的角度为 (弧度)，引力常量为 G，则下列说法中正确的是( ) A “悟空”的线速度小于第一宇宙速度 B “悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度 C “悟空”的环绕周期为 2t D “悟空”的质量为 s3 Gt2 10.“嫦娥五号”的主要任务是月球取样返回 “嫦娥五号”要面对取样、上升、对接和高速再 入等四个主要技术难题，要进行多次变轨飞行如图所示是“嫦娥五号”绕月球飞行的三条轨道， 1 轨道是贴近月球表面的圆形轨道，2 和 3 轨道是变轨后的椭圆轨道A 点是 2 轨道的近月点，B 点是 2 轨道的远月点 “嫦娥五号”在轨道 1 的运行速率为 1.8 km/s，则下 列说法中正确的是( ) A “嫦娥五号”在 2 轨道经过 A 点时的速

7、率一定大于 1.8 km/s B “嫦娥五号”在 2 轨道经过 B 点时的速率一定小于 1.8 km/s C “嫦娥五号”在 3 轨道所具有的机械能小于在2 轨道所具有的机械能 D “嫦娥五号”在 3 轨道所具有的最大速率小于在 2 轨道所具有的最大速率 5 二、非选择题：本大题共二、非选择题：本大题共 4 小题，共小题，共 60 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、 方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值 和单位。和单位。 11在天体运动中，将两颗彼此相距较近的行星称为双星它们在相互的万有引力作用下间距 保持不变，并沿半径不 同的同心圆轨道做匀速圆周运动如果双星间距为 L，质量分别为 M1和 M2，试计算： (1)双星的轨道半径； (2)双星的运行周期； (3)双星的线速度的大小 12中国计划在 2017 年实现返回式月球软着陆器对月球进行科学探测，宇航员在月球上着陆 后，自高 h 处以初速度

8、 v0水平抛出一小球，测出水平射程为 L(这时月球表面可以看成是平坦的)， 已知月球半径为 R，万有引力常量为 G，求： (1)月球表面处的重力加速度及月球的质量 M月； (2)如果要在月球上发射一颗绕月球运行的卫星，所需的最小发射速度为多大？ (3)当着陆器绕距月球表面高 H 的轨道上运动时，着陆器环绕月球运动的周期是多少？ 6 13(2018陕西师大附中模拟)双星系统中两个星球 A、B 的质量都是 m，A、B 相距 L，它们正 围绕两者连线上的某一点做匀速圆周运动实际观测该系统的周期 T 要小于按照力学理论计算出 的周期理论值 T0，且k(k1)，于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球 C 的影响，并 T T0 认为 C 位于双星 A、B 的连线正中间，相对 A、B 静止，求： (1)两个星球 A、B 组成的双星系统周期理论值 T0； (2)星球 C 的质量 14万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性 (1)用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结 果已知地球质量为 M，自转周期为 T，万有引力常量为 G.将地球视

9、为半径为 R、质量均匀分布 的球体，不考虑空气的影响设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是 F0. 若在北极上空高出地面 h 处称量，弹簧秤读数为 F1，求比值的表达式，并就 h1.0%R F1 F0 的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字)； 7 若在赤道地面称量，弹簧秤读数为 F2，求比值的表达式 F2 F0 (2)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径 r、太阳的半径 RS和地球的半径 R 三者均减小为现在 的 1.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现实地球的 1 年为标准，计算“设想地球”的一年将变为多长？ 8 一轮单元训练金卷高三物理卷 第五单元 万有引力与航天 答答 案案 1.【答案】C 【解析】选 C.从题中可知“神舟星”的线速度大，根据公式 Gm解得 v，轨道 Mm r2 v2 r GM r 半径越大，线速度越小，所以“神舟星”的轨道半径小，A 错误；根据公式 Gmr 可得 Mm r2 42 T2 T2 ，轨道半径越小，公转周期越小，故“神舟星”的公转周期较小，B 错误；根据公式 G r3 GM ma 可得 a，轨道半径越小，向心加速度越大，故“神舟星”的加速度大，C 正确；根 Mm r2 GM r2 据公式 FG，由于不知道两颗行星的质量关系，所以无法判断向心力大小，D 错误 Mm r2 2.【答案】C 【解析】选 C.由 F引2F地，故 C 项正确 GMm r2 1 2GM0m ( r0 2) 2 3.【答案】A 【解析】选 A.在行星表面，万有引力等于重力，则有：Gmg，而 ，解得： Mm R2 M 4 3R3 ，而行星开普勒452b 的体积是地球的 5 倍，则半径为地球半径的倍，则有： 3g 4RG 3 5 行 地 ，行星绕恒星做匀速圆周运动过程中，根据万有引力提供向心力得：GM， g行R地 g地R行 ( 8 5) 1 3 MM r2 42r T2 9 解得：M，轨道半径相等，行星开普勒452b

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