2021-2022学年高一物理下学期暑假巩固练习3 万有引力与宇宙航行

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答案与解析答案与解析1．【答案】C【解析】由开普勒第一定律可知，所有行星各自绕太阳运行的轨迹为椭圆，太阳在所有椭圆轨道的一个公共焦点上，但各行星不在同一椭圆轨道上绕太阳运动，故A错误；当R趋于零时，万有引力公式不再适用，故B错误；德国天文学家开普勒对他的导师——第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律，故C正确；由开普勒第三定律可知，所有行星轨道半长抽的三次方与公转周期的二次方的比值都相等，即eq\f(a3,T2)＝k，其中k与中心天体有关，与行星无关，故D错误。2．【答案】C【解析】卫星做圆周运动的圆心必须在地心，A项错误；如果要定点，只能定点在赤道上空，B项错误；由可知，轨道半径越大，卫星做圆周运动的周期越大，C项正确；由可知，轨道半径越大，卫星做圆周运动的线速度越小，D项错误。3．【答案】B【解析】探测器在P点，从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ做离心运动，要加速，A项错误；由可知，探测器在P点，不管经过哪个轨道，加速度大小相等，B项正确；在轨道Ⅱ上从P点运动到Q点，地球的引力与速度的夹角大于，因此引力对探测器的运动有阻碍作用，速度会变小，由于引力变小，因此加速度也变小，C项错误；由于探测器在轨道Ⅲ上运行时，始终在地球的引力范围内，因此速度不会大于第二宇宙速度，D项错误。4．【答案】D【解析】依题意，甲和丙的周期相同，即，故A正确；根据，解得，可得，根据，可得，则有，故B正确；地球的第一宇宙速度是所有卫星最大的环绕速度，所以卫星乙的运行速度和同步卫星丙的运行速度均小于地球的第一宇宙速度，故C正确，D错误。本题选错误的，故选D。5．【答案】D【解析】第二宇宙速度是逃逸出地球引力场的最小速度，所以“神舟十三号”飞船的发射速度小于第二宇宙速度，故A错误；航天员仍受到地球引力作用，由于万有引力完全用来提供圆周运动所需的向心力，所以航天员此时处于完全失重状态，故B错误；若航天员与连接空间站的安全绳脱落，航天员继续绕地球做匀速圆周运动，故C错误；若已知该飞船在轨运行周期、轨道半径及引力常量，根据，可得地球的质量，故D正确。6．【答案】C【解析】根据万有引力提供向心力得，，根据图象可知S1的比较大，所以行星S1的质量大于行星S2的质量，故A正确；由图可知，两星球的半径相等，则体积相等，根据可得S1的密度大于S2的密度，故B错误；根据可得，可知S1表面的环绕速度大于S2表面的环绕速度，故C正确；根据，可得，可知S1表面的重力加速度大于S2表面的重力加速度，故D错误。7．【答案】BC【解析】由开普勒第二定律可知，任意一个行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，是针对同一中心天体而言的，A错误；由开普勒第二定律可知相同时间内，地球在近日点和远日点与太阳的连线扫过的面积相等，有，所以，B正确；地球从P点运动到Q点的过程中，机械能守恒，引力势能越来越大，故动能一直变小，C正确；由开普勒第三定律可知，所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，是针对同一中心天体而言的，而月球绕着地球转，地球绕着太阳转，中心天体不同，D错误。8．【答案】BC【解析】根据，可得，由图像可知v0=a，，即，A错误；小球从O点上升的最大高度，B正确；根据，可得火星的质量，C正确；根据，火星的第一宇宙速度，D错误。9．【答案】BD【解析】人造地球卫星绕地球转动的发射速度应大于等于第一宇宙速度，又小于第二宇宙速度，故卫星A的发射速度不可能大于第二宇宙速度，A错误；设卫星A的轨道半径为，卫星B的轨道半径为，结合图像有，，解得，，设卫星A绕地球做匀速圆周的周期为，则有，解得，设卫星B绕地球做匀速圆周的周期为，则有，解得，由图像可知每经过，两卫星再一次相距最近，则有，联立解得，则地球质量，设地球的第一宇宙速度为，则有，解得，B正确；设地球密度为，则有，解得，C错误；设卫星A的加速度大小为，则有，解得，D正确。10．【答案】BD【解析】在知道C的轨道半径和周期的情况下，根据万有引力定律和牛顿第二定律列方程只能求解B的质量，无法求解C的质量，故A错误；在A、B组成的双星系统中，对A根据牛顿第二定律有，解得，故B正确；若A也有一颗运动周期为T2的卫星，设卫星的质量为m，轨道半径为r，则根据牛顿第二定律，解得，同理可得C的轨道半径为，对A、B组成的双星系统有，因为，所以，则，故C错误；如图所示，A、B、C三星由图示位置到再次共线时，A、B转过的圆心角与C转过的圆心角互补，则，解得，故D正确。11．【解