2020高考精炼专题5.7 宇宙速度（基础篇）（解析版）

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练 第二部分 万有引力定律和航天 专题5.7宇宙速度（基础篇） 一．选择题 1.（2019衡水模拟）牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中设想，物体抛出的速度很大时，就不会落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。如图所示，将物体从一座高山上的O点水平抛出，抛出速度一次比一次大，落地点一次比一次远，设图中A、B、C、D、E是从O点以不同的速度抛出的物体所对应的运动轨道。已知B是圆形轨道，C、D是椭圆轨道，在轨道E上运动的物体将会克服地球的引力，永远地离开地球，空气阻力和地球自转的影响不计，则下列说法正确的是（ ） A.物体从O点抛出后，沿轨道A运动落到地面上，物体的运动可能是平抛运动 B.在轨道B上运动的物体，抛出时的速度大小为11.2km/s C.使轨道C、D上物体的运动轨道变为圆轨道，这个圆轨道可以过O点 D.在轨道E上运动的物体，抛出时的速度一定等于或大于16.7km/s 【参考答案】AC 【名师解析】将物体从一座高山上的O点水平抛出，物体速度不大，沿轨道A运动落到地面上，若水平位移不大，物体的运动可能是平抛运动，选项A正确；在轨道B上运动的物体，做匀速圆周运动，抛出时的速度大小略小于第一宇宙速度7.9km/s，选项B错误；使轨道C、D上物体的运动轨道变为圆轨道，可以减小物体的速度，这个圆轨道可以过O点，选项C正确；在轨道E上运动的物体，脱离了地球的引力范围，抛出时的速度一定等于或大于第二宇宙速度11.2km/s，小于第三宇宙速度16.7km/s，选项D错误。 2．（6分）（2019山东潍坊三模）在星球表面发射探测器，当发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动，当发射速度达到 v时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球，已知地球、火星两星球的质量比约为10：1，半径比约为2：1，下列说法正确的有（　　） A．探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大 B．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大 C．探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等 D．探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大 【思路分析】探测器刚好脱离星球，动能全部转化为势能，发射速度与质量无关，根据万有引力公式以及地球、火星两星球质量、半径的关系比较万有引力大小，根据发射速度为 比较发射速度大小，探测器脱离星球过程中，引力做负功，引力势能增大． 【参考答案】D 【名师解析】探测器刚好脱离星球，动能全部转化为势能，发射速度与质量无关，故A错误；根据万有引力公式得：探测器在地球表面受到的引力 ，在火星表面受到的引力F2＝ ，而地球、火星两星球的质量比约为10：1，半径比约为2：1，解得： ，即探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大，故B正确；探测器脱离星球时，其需要发射速度为 ，地球与火星的 不同，所以所需发射速度也不同，故C错误；由于探测器脱离星球过程中，引力做负功，引力势能增大，故D正确。 3．我国计划于2020年前后实施的火星探测工程的研制工作目前进展顺利．我国首次火星探测工程探测器总共搭载了13种有效载荷，其中环绕器7种、火星车6种，涉及空间环境探测、火星表面探测、火星表层结构探测等领域．假设在火星表面竖直向上拋出一小球(不计空气阻力，小球只受重力时的加速度为重力加速度)，小球的x－t图象如图所示，已知火星半径约为3 400 km，引力常量G＝6.67×10－11 N?m2/kg2，则(　　) A．该物体上升的时间为10 s B．该火星表面的重力加速度为4 m/s2 C．火星表面的第一宇宙速度约为13.6 km/s D．火星的质量约为6.9×1023 kg 【参考答案】BCD　 【名师解析】由图可知，该物体上升的时间为5 s，选项A错误；根据h＝g’t2，解得火星表面的重力加速度g′＝4 m/s2，选项B正确；根据mg′＝mv2/R可得v＝＝13.6 km/s，选项C正确；根据mg ... ...