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1、2013 年高考物理模拟新题精选分类解析（第 7 期）专题 05 万有引力定律与航天1.1.（20132013 吉林市二模）吉林市二模）某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆，每过某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆，每过 N N 年，该行星年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示，该行星与地球的公转半径比为会运行到日地连线的延长线上，如图所示，该行星与地球的公转半径比为A A231()NNB.B.23()1NN C C321()NND.D.32()1NN 1.答案：B解析：由（12T-22T）NT1=2 解得：21TT=1NN 。根据开普勒定律，21rr=23()1NN ，选项选项
2、B B 正确。正确。2 （2013 年 3 月江西省九校联考）矿产资源是人类赖以生存和发展的物质基础,随着对资源的过度开采，地球资源的枯竭，已使我们的环境恶化，而宇航事业的发展为我们开辟了太空采矿的途径。.太空中进行开采项目，必须建立“太空加油站” 。假设“太空加油站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致。下列说法正确的有A “太空加油站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度B “太空加油站”运行的速度等于同步卫星运行速度的10倍C站在地球赤道上的人观察到它向西运动D在“太空加油站”工作的宇航员因不受重力而在
3、舱中悬浮或静止它向东运动，选项 C 错误。在“太空加油站”工作的宇航员因 完全失重而在舱中悬浮或静止，选项 D 错误。3.（2013 山东省潍坊市一模）2013 年 2 月 16 日凌晨，2012DA14 小行星与地球“擦肩而过”，距离地球最近约 2.77 万公里据观测，它绕太阳公转的周期约为 366 天，比地球的公转周期多 1 天假设小行星和地球绕太阳运行的轨道均为圆轨道，对应的轨道半径分别为 R1、R2，线速度大小分别为 v1、v2，以下关系式正确的是A.12366365RRB.321322366365RRC.12vv=365366D.12vv=33653664 （2013 河南省开封市二
4、模）我国计划 2020 年将建成自己的太空家园，中国空间站届时将成为世界唯一的空间站。神舟九号飞船将于 6 月中旬择机发射，与在轨运行的天宫一号目标飞行器进行载人交会对接。设对接后的组合体在轨道上做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是A对接后的组合体运动周期大于地球的自转周期B对接后， “天宫一号”的速度大于第一宇宙速度C对接后， “天宫一号”的加速度大于地球同步卫星的加速度D对接后将在“天宫一号”内工作的宇航员因受力平衡而在其中悬浮或静止5 （2013 陕西省西安市五校联考如图所示，a、b、c、d 是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星。其中 a、c 的轨道相交于 P，b、d 在同一个
5、圆轨道上。某时刻 b 卫星恰好处于 c 卫星的正上方，下列说法中正确的是Aa、c 的线速度大小相等，且小于 d 的线速度Bb、c 的角速度大小相等，且小于 a 的角速度Ca、c 的加速度大小相等，且大于 b 的加速度Db、c 的周期相等6（2013 山东省淄博市一模）2012 年 6 月 18 日，搭载着 3 位航天员的神舟九号飞船与在轨运行的天宫一号顺利“牵手” 对接前天宫一号进入高度约为343km 的圆形对接轨道，等待与 神舟九号飞船交会对接 对接成功后， 组合体以 7.8km/s 的速度绕地球飞行航天员圆满完成各项任务后，神舟九号飞船返回地面着陆场， 天宫一号变轨至高度为 370km 的
6、圆形自主飞行轨道长期运行则A3 位航天员从神舟九号飞船进入天宫一号 过程中处于失重状态B天宫一号在对接轨道上 的周期小于在自主飞行轨道上 的周期C神舟九号飞船与天宫一号分离后，要返回地面， 必须点火加速D天宫一号在对接轨道上 的机械能和在自主飞行轨道上 的机械能相等7 （2013 山东省日照市一模）据报道，天文学家近日发现了一颗距地球 40 光年的“超级地球” ，命名为“55Cancrie” 。该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的1480，母星的体积约为太阳的 60 倍。假设母星与太阳密度相同， “55Cancrie”与地球均做匀速圆周运动，则“55Cancrie”与地球
7、的A.轨道半径之比约为360480B.轨道半径之比约为3260480C向心加速度之比约为3260 480D向心加速度之比约为360 4808 8、 （2013 湖北省模拟）假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法，正确的是：（）A飞船在轨道上运动时的机械能大于在轨道上运动时的机械能B飞船在轨道上运动时，经过 P 点时的速度大于经过 Q 点时的速度C飞船在轨道上运动到 P 点时的加速度等于飞船在轨道上运动到 P 点时的加速度D飞船绕火星在轨道上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以轨道同样的轨道半径运动的周期相同9
8、.（2013 浙江省嘉兴市质检）某同学设想驾驶一辆由火 箭提供动力的陆地太空两用汽车，沿赤道行驶并且汽车相对于地球的速度可以任意增加，不计空气阻力。当汽车速度增加到某一值时，汽车将离开地球成为绕地球做圆周运动的“航天汽车”，下列相关说法正确的是（已知地球半径R=6400km,g 取9.8m/s2)A.汽车在地面上速度增加时对地面的压力增大B.汽车速度达到 7.9km/s 时将离开地球C.此“航天汽车”环绕地球做匀速圆周运动的最小周期为 24hD.此“航天汽车”内可用弹簧测力计测重力的大小答案：B10 （2013 山东省临沂市质检）北京时间 2012 年 10 月，我国第 16 颗北斗导航卫星发
9、射成功它是一颗地球静止轨道卫星(即地球同步卫星)，现已与先期发射的 15 颗北斗导航卫星组网运行并形成区域服务能力在这 l6 颗北斗导航卫星中，有多颗地球静止轨道卫星，下列关于地球静止轨道卫星的说法中；正确的是()A它们的运行速度都小于 79km/sB它们运行周期的大小可能不同C它们离地心的距离可能不同D它们的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度11（2013 河南名校质检）人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R，线速度为v，周期为T，要使卫星的周期变为 2T，可以采取的办法是()AR不变，使线速度变为v/2Bv不变，使轨道半径变为 2RC使卫星的高度增加RD使轨道半径变为R341
10、1 答案：D解析：由万有引力提供向心力Gm()2R，可知T2，由此可知，要使卫星的周期MmR22TR3GM变为 2T，可以采取的办法是使轨道半径变为R，选项 D 正确3412 （2013 广东省江门市模拟）某飞船的周期约为 90min，它与地球同步卫星相比，下列判断中正确的是A飞船的轨道半径小于同步卫星的轨道半径B飞船的运行速度小于同步卫星的运行速度C飞船运动的向心加速度大于同步卫星运动的向心加速度D飞船运动的角速度小于同步卫星运动的角速度13 （2013 上海市七校调研联考）关于地球同步卫星及同步轨道的说法中，正确的是()A同步卫星的轨道可以在地球南北极的正上方B在地球赤道的正上方有半径不同
11、的多条同步轨道C同步卫星比同质量的更靠近地球的卫星动能小，而发射时需要的能量大D只要有足够多的同步卫星，它们发出的信号就能覆盖地球每一个角落，实现全球通讯1414（20132013 天津名校质检）已知地球质量为天津名校质检）已知地球质量为 M M，半径为，半径为 R R，自转周期为，自转周期为 T T，地球同步卫星质量为，地球同步卫星质量为 m m，引力常量为引力常量为 G G。有关同步卫星，下列表述正确的是。有关同步卫星，下列表述正确的是()()A.A.卫星距离地心的高度为卫星距离地心的高度为2324GMT-RB.B.卫星的运行速度小于第一宇宙速度卫星的运行速度小于第一宇宙速度C.C.卫星运
12、行时受到的向心力大小为卫星运行时受到的向心力大小为2MmGRD.D.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度15. (13 分)（2013 年 3 月湖北省黄冈市质检）我国的“嫦娥三号”探月卫星将实现“月面软着陆”，该过程的最后阶段是:着陆器离月面 h 高时速度减小为零,为防止发动机将月面上的尘埃吹起,此时要关掉所有的发动机，让着陆器自由下落着陆。己知地球质量是月球质量的 81 倍,地球半径是月球半径的 4 倍，地球半径 R0=6.4106m，地球表面的重力加速度 g0=10m/s2，不计月球自转的影响(结果保留两位有效数字).(1)若题中 h=3.2m，求着陆器落到月面时的速度大小；(2)由于引力的作用，月球引力范围内的物体具有引力势能。理论证明，若取离月心无穷远处为引力势能的零势点，距离月心为 r 的物体的引力势能，式中 G 为万有引力常数，M为月球的质量，m 为物体的质景。求着陆器仅依靠惯性从月球表面脱离月球引力范围所需的最小速度。