(每日一练)2022届高中物理万有引力与航天知识点汇总
单选题
1、2021年2月24日，“天问一号” 探测器进入火星停泊轨道，并于5月15日成功着陆于火星乌托邦平原。若火星半径为R，质量为M，引力常量为G，着陆前质量为m的“天问一号” 距火星表面高度h，则此时火星对“天问一号”的万有引力大小为（）
A．G Mm
(R+ℎ)2B．G Mm
R+ℎ
C．G Mm
R2
D．G Mm
ℎ2
答案：A
解析：
由万有引力公式可得火星对“天问一号”的万有引力大小为
F=
GMm (R+ℎ)2
故A正确，BCD错误。
故选A。
2、2018年5月9日，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭将高分五号卫星送入705公里高度的轨道，高分五号卫星和之前发射的高分四号卫星都绕地球做匀速圆周运动。高分四号卫星是一颗相对地球赤道某位置静止的光学遥感卫星，下列关于这两颗卫星说法正确的是（）
万有引力常量A．高分四号卫星绕地球运动的周期大于24小时
B．高分五号卫星的线速度小于高分四号卫星的线速度
C．高分五号卫星的运行周期小于高分四号卫星的运行周期
D．高分五号卫星的向心加速度小于高分四号卫星的向心加速度
答案：C
解析：
A．高分四号卫星是一颗相对地球赤道某位置静止的光学遥感卫星，则高分四号卫星为地球同步卫星，周期等于24小时，故A错误；
BCD．设卫星的质量为m，轨道半径为r，地球的质量为M，卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则得
GMm r2＝m4π
2
T2
r＝mv2
r
＝ma
得
T＝2π√r3
GM ，v＝√GM
r
，a＝GM
r2
可知，卫星的轨道半径越小，周期越小，而角速度、线速度和向心加速度越大，“高分五号”的轨道半径比“高分四号”的小，所以“高分五号”的周期较小，而线速度和向心加速度较大，故C正确，BD错误。
故选C。
3、2016年12月22日，我国成功发射了国内首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星（以下简称“碳卫星”）。如图所示，设“碳卫星”在半径为R的圆周轨道上运行，经过时间t，通过的弧长为s，已知引力常数为G，下列说法正确的是（）
A ．“碳卫星”内的物体处于平衡状态
B ．“碳卫星”的运行速度大于7.9km/s
C ．“碳卫星”的发射速度大于11.2km/s
D ．可算出地球质量为s 2R Gt 2
答案：D
解析：
A ．“碳卫星”绕地球运行，做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，故不是平衡状态，处于失重状态，A 错误；
B ．v ＝7.9km/s 为第一宇宙速度，是最大的运行速度，“碳卫星”轨道半径比地球半径大，因此其运行速度应小于7.9km/s ，B 错误；
C ．v ＝7.9m/s 为第一宇宙速度，是最小的地面发射速度，“碳卫星”轨道半径比地球半径大，因此其发射速度应大于7.9km/s ，但要小于11.2km/s ，C 错误；
D ．“碳卫星”的线速度
v ＝s t
根据万有引力提供向心力
GMm
R 2＝m v 2R
解得地球质量
M ＝v 2R G ＝s 2R Gt 2
D 正确。
故选D 。
4、2021年4月29日11时23分，中国空间站“天和”核心舱发射升空，准确进入预定轨道，任务取得成功。已知地球的质量为M 、半径为R ，“天和”核心舱的质量为m ，引力常量为G ，“天和”核心舱围绕地球做半径为r 的匀速圆周运动时，“天和”核心舱（  ）
A ．向心加速度为G m r 2
B ．动能为G Mm 2r
C ．速度一定大于7.9km/s
D ．不再受到重力作用
答案：B
解析：
AB ．由
GMm r 2=m v 2r
=ma  解得
v =√GM r 、a =GM r 2 E k =12mv 2=G Mm 2r
A 错误，
B 正确；
C ．第一宇宙速度为7.9km/s ，是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，所以“天和”核心舱在轨运行速度一定小于7.9km/s ，选项C 错误；
D ．“天和”核心舱围绕地球做半径为r 的匀速圆周运动时，重力提供向心力，仍然受到重力的作用，选项D 错误。
故选B 。
5、中国航天员王亚平在天宫一号空间实验室进行太空授课演示质量的测量实验。实验通过舱壁打开的一个支架形状的质量测量仪完成。测量过程如图所示，航天员甲把自己固定在支架一端，航天员乙将支架拉到指定位
置释放，支架拉着航天员甲由静止返回舱壁。已知支架能产生恒定的拉力F，光栅测速装置能测出支架复位时的速度v和所用的时间t，最终测出航天员甲的质量，根据提供的信息，以下说法正确的是（）
A．宇航员在火箭发射过程中处于失重状态
B．航天员甲的质量为Ft
v
C．天宫一号在太空中处于超重状态
D．太空舱中，不可以利用弹簧测力计测拉力的大小
答案：B
解析：
A．宇航员在火箭发射过程中，随火箭加速上升，具有向上的加速度，处于超重状态，A错误；
B．支架复位过程，航天员甲的加速度为
a=v t
由牛顿第二定律可得
F=Ma 联立解得
M=Ft v
B正确；
C．天宫一号在太空中处于失重状态，C错误；