专题05万有引力和航天第03期备战2020高考物理2019届二模和三模好题分项版汇编学生版

1专题5万有引力和航天-2019年高三二模、三模物理试题分项解析（III）一．选择题1．（2019湖南娄底二模）如图所示，设地球半径为R，假设某地球卫星在距地球表面高度为h的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，运行周期为T，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近地点B时，再次点火进入近地轨道Ⅲ绕地做匀速圆周运动，引力常量为G，不考虑其他星球的影响，则下列说法正确的是A．该卫星在轨道Ⅲ上B点的速率大于在轨道Ⅱ上A点的速率B．卫星在圆轨道Ⅰ和圆轨道Ⅲ上做圆周运动时，轨道Ⅰ上动能小，引力势能大，机械能小C．卫星从远地点A向近地点B运动的过程中，加速度变小D．地球的质量可表示为4π2（R＋h）3GT22.（2019湖南岳阳二模）近日，顶级权威杂志《自然》刊发了中国科学院院土罗俊团队的最新科研成果，该团队历时30年，将G值的测量精度提高到了12ppm（1ppm=百万分之一），是目前世界最为精确的G值。设最新的G值是原来G值的k倍，下列说法正确的是（）A.根据新G值和月球绕地球公转的半径r和周期T计算的地球质量M将是原来的倍B.根据选项A中的M值和极地g值计算的地球半径是原来倍C.根据新G值和选项A中的M值计算的地球同步卫星的轨道半径将是原来的k倍D.利用选项B中R值和极地g值计算的地球第一宇宙速度是原来的倍3.（2019四川内江二模）“嫦娥四号”探测器于2018年12月8日由长征三号乙运载火箭发射升空，经过了26天飞行之后，于2019年1月3日成功着陆月球背面，通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了古老月背的神秘面纱。如图所示为“嫦娥四号”飞行轨道示意图。下列说法正确的是（）2A.“嫦娥四号”探测器在与火箭分离前始终处于失重状态B.“嫦娥四号”探测器在月球附近降轨前后，机械能增大C.“嫦娥四号”探测器由地球飞向近月轨道过程中，引力势能先减小后增大D.不通过“鹊桥”中继星，在月球背面的着陆器无法将信息直接传回地球4．（2019高考III卷押题卷01）2018年12月12日由中国研制的“嫦娥四号”探测器实现在月球背面软着陆。“嫦娥四号”探测器到达月球引力范围时，通过变轨先进入绕月圆轨道，再经变轨，进入椭圆轨道，其中A、B两点分别为近月点和远月点，如图所示。已知月球质量为M，半径为R，引力常量为G，绕月圆轨道半径为r，忽略地球引力的影响，则嫦娥四号探测器从B点飞A点所用的时间为A．32π2RrGMB．32π8RrGMC．234πRGMD．23πrGM5、（2019河南安阳二模）半径为R的某均匀球形天体上，两“极点”处的重力加速度大小为g，“赤道”处的重力加速度大小为“极点”处的已知引力常量为G，则下列说法正确的是A.该天体的质量为B.该天体的平均密度为C.该天体的第一宇宙速度为D.该天体的自转周期为36．（2019湖北名校联盟三模）2018年12月9日2时28分高分五号卫星在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭发射升空，卫星经过多次变轨后，在距地心为R的地球冋步轨道上凝望地球。该卫星首次搭载了大气痕量气体差分吸收光谱仪、主要温室气体探测仪、大气多角度偏振探测仪等，是实现高光谱分辨率对地观测的标志。高分五号卫星由半径为RA的圆轨道1经椭圆轨道2变轨到同步轨道3时的情况如图所示，已知高分五号卫星在轨道1上运行的周期为T1，已知地球半径R0RA，引力常量为G，则下列说法正确的是A．地球的平均密度为B．在轨道3上稳定运行时，卫星每天可两次经过地表上同一点的正上方C．卫星在从A点经轨道2运动到B点的时间为D．卫星由圆轨道1调整到同步轨道3上，只需要加速一次即可7．（6分）（2019湖南衡阳二模）2019年1月3日，嫦娥四号探测器登陆月球，实现人类探测器首次月球背面软着陆，为给嫦娥四号探测器提供通信支持，我国早在2018年5月21日就成功发射嫦娥四号中继星“鹊桥号”，如图所示，“鹊桥号”中继星一边绕拉格朗日L2点做圆周运动，一边随月球同步绕地球做圆周运动且其绕点的半径远小于点与地球间的距离。（已知位于地、月拉格朗日L1、L2点处的小物体能够在地、月的引カ作用下，几乎不消耗燃料，便可与月球同步绕地球做圆周运动。）则下列说法正确的是（）A．“鹊桥号”的发射速度大于11.2km/sB．“鹊桥号”绕地球运动的周期约等于月球绕地球运动的周期4C．同一卫星在L1点受地、月引力的合力与其在L2点受地、月引カ的合力相等D．若技术允许，使“鹊桥号”刚好位于L1点，能够更好地为嫦娥四号探测器提供通信支持8.（2019高考II卷押题预测01）中国自行研制的北斗卫星导航系统，由35颗卫星组成，其中静止同步轨道卫星、中地球轨道卫星距离地面的高度分别约为3.6×104km、2.2×104km。下列说法中正确的是A．静止同步轨道卫星的机械能大于中地球轨道卫星的机械能B．所有静止同步轨道卫星在同一轨道上C．静止同步轨道卫星的运行速度大于中地球轨道卫星的运行速度D．静止同步轨道卫星的加速度大于中地球轨道卫星的加速度9.（2019山东聊城一模）嫦娥四号探测器平稳落月，全国人民为之振奋。已知嫦娥四号探测器在地球上受到的重力为G1，在月球上受到月球的引力为G2，地球的半径为R1，月球的半径为R2，地球表面处的重力加速为g。则下列说法正确的是（）A.月球表面处的重力加速度为B.月球与地球的质量之比为C.若嫦娥四号在月球表面附近做匀速圆周运动，周期为D.月球与地球的第一宇宙速度之比为10．电影《火星救援》的热映，再次激起了人们对火星的关注。某火星探测器贴近火星表面做匀速圆周运动，已知探测器速度为v，周期为T，引力常量为G。下列说法不正确的是()A．可算出探测器的质量m＝Tv32πGB．可算出火星的质量M＝Tv32πGC．可算出火星的半径R＝Tv2πD．飞船若要离开火星，必须启动助推器使飞船加速511.（2019全国考试大纲调研卷3）如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中()A．从P到M所用的时间等于B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大C．从P到Q阶段，速率逐渐变小D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功12.（2019河南示范性高中联考）已知月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a1，地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度大小为a2，月球表面的重力加速度大小为g1，地球表面的重力加速度大小为g2，地球的半径为R，引力常量为G，则下列判断正确的是A.月球的半径为B.地球的质量为C.月球绕地球做圆周运动的轨道半径为D.地球绕太阳做圆周运动的轨道半径为13.（2019安徽六安一中模拟）国际空间站（InternationalSpaceStation）是一艘围绕地球运转的载人宇宙飞船，其轨道近地点距离地球表面379.7km，远地点距离地球表面403.8km，运行轨道近似圆周已知地球表面的重力加速度g＝10m/s2，地球半径约为R＝6.4×103km．假设空间站在赤道上空，则在国际空间站绕地球运行一周的过程中，宇航员看不到太阳的时间约为（）A．24hB．12hC．6hD．45min6二．计算题1.（20分）（2019北京海淀一模）2019年1月3日，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继卫星传回了世界上第一张近距离拍摄月球背面的图片。此次任务实现了人类探测器首次在月球背面软着陆、首次在月球背面通过中继卫星与地球通讯，因而开启了人类探索月球的新篇章。（1）为了尽可能减小着陆过程中月球对飞船的冲击力，探测器在距月面非常近的距离h处才关闭发动机，此时速度相对月球表面竖直向下，大小为v，然后仅在月球重力作用下竖直下落，接触月面时通过其上的“四条腿”缓冲，平稳地停在月面，缓冲时间为t，如图1所示。已知月球表面附近的重力加速度为g0，探测器质量为m0，求：①探测器与月面接触前瞬间相对月球表面的速度v'的大小。②月球对探测器的平均冲击力F的大小。（2）探测器在月球背面着陆的难度要比在月球正面着陆大很多，其主要的原因在于：由于月球的遮挡，着陆前探测器将无法和地球之间实现通讯。2018年5月，我国发射了一颗名为“鹊桥”的中继卫星，在地球和月球背面的探测器之间搭了一个“桥”，从而有效地解决了通讯的问题。为了实现通讯和节约能量，“鹊桥”的理想位置就是围绕“地－月”系统的一个拉格朗日点运动，如图2所示。所谓“地－月”系统的拉格朗日点是指空间中的某个点，在该点放置一个质量很小的天体，该天体仅在地球和月球的万有引力作用下保持与地球和月球的相对位置不变。①设地球质量为M，月球质量为m，地球中心和月球中心间的距离为L，月球绕地心运动，图2中所示的拉格朗日点到月球球心的距离为r。推导并写出r与M、m和L之间的关系式。②地球和太阳组成的“日－地”系统同样存在拉格朗日点，图3为“日－地”系统示意图，请在图中太阳7和地球所在直线上用符号“*”标记出几个可能拉格朗日点的大概位置。