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2022-2024北京重点校高二（下）期末物理汇编
万有引力与宇宙航行章节综合
一、单选题
1．（2024北京石景山高二下期末）2021年2月10日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。若“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动的轨道半径为r，引力常量为G，火星的质量为M，则“天问一号”环绕火星运动的线速度大小为（）
A． B． C． D．
2．（2024北京第十二中学高二下期末）宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L，忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G，下列说法正确的是（）
A．每颗星做圆周运动的角速度为
B．每颗星做圆周运动的加速度大小与三星的质量无关
C．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍
D．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度变为原来的4倍
3．（2023北京怀柔高二下期末）如图所示，人造地球卫星发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道．先将卫星发射至近地圆轨道I；然后在A点（近地点)点火加速，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ；在B点（远地点）再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ．下列说法正确的是（）
??
A．轨道Ⅱ上A点的速度一定不超过第一宇宙速度
B．如果圆轨道Ⅲ是地球同步卫星轨道，则在该轨道上运行的任何卫星，其角速度和北京“鸟巢”的角速度相同
C．在赤道上顺着地球自转方向发射卫星可节省能量，所以卫星发射场必须建在赤道上
D．卫星在圆轨道I上运行时的周期和向心加速度小于在圈轨道Ⅲ上的周期和向心加速度
4．（2023北京顺义高二下期末）发射地球静止轨道同步卫星一般经过三个阶段：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后提速变轨使其沿椭圆轨道2运行，最后再次提速变轨将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。当卫星分别在轨道1、2、3上正常运行时，以下说法正确的是（????）
??
A．卫星分别沿轨道1和轨道2经过Q点时的加速度相等
B．卫星在轨道3上的机械能小于它在轨道1上的机械能
C．卫星在轨道3上的运行周期小于在轨道1上的运行周期
D．卫星在轨道3上的运行速率大于它在轨道1上的运行速率
5．（2022北京石景山高二下期末）2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8?102km、远火点距离火星表面5.9?105km，则“天问一号”（）
A．在近火点的加速度比远火点的小 B．在近火点的运行速度比远火点的小
C．在近火点的机械能比远火点的小 D．在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动
二、多选题
6．（2023北京海淀高二下期末）下列选项中，属于狭义相对论基本假设的有：（）
A．在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的
B．在不同的惯性参考系中，真空中的光速大小都是相同的
C．运动物体的长度和物理过程的快慢都跟物体的运动状态有关
D．运动物体的质量随着速度的增加而增大
参考答案
1．D
【详解】火星的引力提供“天问一号”探测器绕火星做匀速圆周运动的向心力，则有
解得“天问一号”环绕火星运动的线速度大小为????
ABC错误，D正确。
故选D。
2．C
【详解】AB．任意两星间的万有引力
F=G
对任一星受力分析，如图所示，由图中几何关系知
r=L
F合=2Fcos30°=F
由牛顿第二定律可得
F合=mω2r
联立可得
ω=
an=ω2r=
AB错误；
C．由周期公式可得
T==2πL和m都变为原来的2倍，则周期
T′=2T
C正确；
D．由速度公式可得
v=ωr=L和m都变为原来的2倍，则线速度
v′=v
大小不变，D错误。
故选C。
3．B
【详解】A、7.9km/s是第一宇宙速度，是卫星在地面附近做匀速圆周运动所具有的线速度，由轨道I变为轨道Ⅱ需在A点加速，做离心运动，该点的速度会大于第一宇宙速度，故A错误；
B、如果圆轨道Ⅲ是地球同步卫星轨道，则定位在赤道上空，因此在该轨道上运行的任何卫星，其角速度都和在地面上静止物体的角速度相同，故B正确；
C、虽然在赤道上顺着地球自转方向发射卫星可节省能量，但是发射场并不是必须建在赤道上的，如我国酒泉卫星发射中心不在赤道上，故C错误；
D、根据，可得，，轨道I的半径小于轨道Ⅲ的半径，则卫星在轨道I上的向心加速度大于轨道Ⅲ上的向心加速度，卫星在轨道I上的周期小于轨道Ⅲ上的周期，故D错误。
故选B。
4．A
【详