《2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時集訓(xùn)4 萬有引力與航天（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時集訓(xùn)4 萬有引力與航天（含解析）（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題限時集訓(xùn)(四)(建議用時：40分鐘)專題通關(guān)練1(多選)(2019河北省保定市高三質(zhì)檢)一顆人造衛(wèi)星在地球赤道平面內(nèi)做勻速圓周運動，運動方向跟地球自轉(zhuǎn)方向相同，每6天經(jīng)過赤道上同一地點上空一次，已知地球同步衛(wèi)星軌道半徑為r，下列有關(guān)該衛(wèi)星的說法正確的有()A周期可能為6天，軌道半徑為rB周期可能為1.2天，軌道半徑為rC周期可能為天，軌道半徑為rD周期可能為5天，軌道半徑為rBC如果該人造衛(wèi)星的周期T小于地球同步衛(wèi)星的周期T01天，則由1，t6天，解得T天，由開普勒第三定律有，解得Rr，C正確；如果該人造衛(wèi)星的周期T大于地球同步衛(wèi)星的周期T01天，則由1，t6天，解得T天1.2天，由開普勒

2、第三定律有，解得Rr，B正確。2(2019貴陽市高三期末檢測)“風(fēng)云四號”是我國新一代地球同步衛(wèi)星中首顆定量遙感氣象衛(wèi)星，它實現(xiàn)了我國靜止軌道氣象衛(wèi)星的升級換代和技術(shù)跨越。下列關(guān)于“風(fēng)云四號”衛(wèi)星在軌運行的敘述正確的是()A“風(fēng)云四號”衛(wèi)星與地心連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等B“風(fēng)云四號”衛(wèi)星可以定位在任何城市上空C“風(fēng)云四號”衛(wèi)星運行的線速度等于第一宇宙速度D“風(fēng)云四號”衛(wèi)星的運行周期大于地球的自轉(zhuǎn)周期A根據(jù)開普勒第二定律，可知“風(fēng)云四號”衛(wèi)星與地心連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等，選項A正確；“風(fēng)云四號”衛(wèi)星是我國新一代地球同步衛(wèi)星中首顆定量遙感氣象衛(wèi)星，只能定位在赤道上空，運行的線速度小于

3、第一宇宙速度，運行周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，選項B、C、D錯誤。3(易錯題)同步衛(wèi)星離地心的距離為r，運行速度為v1，向心加速度大小為a1。地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則a1a2rR，a1a2R2r2，v1v2R2r2，v1v2，下列選項正確的是()A B C DC同步衛(wèi)星、赤道上的物體的角速度都與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，則由a2r得a1a2rR，正確，錯誤；第一宇宙速度為近地衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，則由得v，v1v2，錯誤，正確。故C正確。易錯點評：本題由于物理量較多，造成物理量對應(yīng)關(guān)系混淆。4(2019北京高考)2019年5月17日，我國成功

4、發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)。該衛(wèi)星()A入軌后可以位于北京正上方B入軌后的速度大于第一宇宙速度C發(fā)射速度大于第二宇宙速度D若發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少D同步衛(wèi)星只能位于赤道正上方，A項錯誤；由知，衛(wèi)星的軌道半徑越大，衛(wèi)星做勻速圓周運動的線速度越小，因此入軌后的速度小于第一宇宙速度(近地衛(wèi)星的速度)，B項錯誤；同步衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，C項錯誤；若發(fā)射到近地圓軌道，所需發(fā)射速度較小，所需能量較小，D項正確。5(2019黃岡市高三調(diào)研)據(jù)報道，2020年我國首顆“人造月亮”將完成從發(fā)射、入軌、展開到照明的整體系統(tǒng)演示驗證?！叭嗽煸?/p>

5、亮”是一種攜帶大型空間反射鏡的人造空間照明衛(wèi)星，將部署在距離地球500 km以內(nèi)的低地球軌道上，其亮度是月球亮度的8倍，可為城市提供夜間照明。假設(shè)“人造月亮”繞地球做圓周運動，下列說法正確的是()A“人造月亮”的線速度等于第一宇宙速度B“人造月亮”的角速度大于月球繞地球運行的角速度C“人造月亮”的向心加速度大于地球表面的重力加速度D“人造月亮”的公轉(zhuǎn)周期大于月球繞地球運行的周期B第一宇宙速度是衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，“人造月亮”的線速度要小于第一宇宙速度，選項A錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力有Gmam2rm2r，可得向心加速度a，角速度，周期T2，軌道半徑越大，向心加速度和角速度越小，周期越大，由于

6、“人造月亮”的軌道半徑小于月球的軌道半徑，因此，“人造月亮”的角速度大于月球的角速度，周期小于月球繞地球的運行周期，且“人造月亮”的向心加速度小于地球表面的重力加速度，選項B正確，C、D錯誤。6(原創(chuàng)題)環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星是用于環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測的對地觀測衛(wèi)星，利用三顆軌道相同的監(jiān)測衛(wèi)星可組成一個監(jiān)測系統(tǒng)，它們的圓形軌道與地球赤道在同一平面內(nèi)，當(dāng)衛(wèi)星高度合適時，該系統(tǒng)的監(jiān)測范圍恰好覆蓋地球的全部赤道表面且無重疊區(qū)域。已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，下列說法正確的是()A衛(wèi)星的運行速度大于7.9 km/sB衛(wèi)星的加速度大小為C衛(wèi)星的周期為4D這三顆衛(wèi)星的質(zhì)量必須相等C由題意，三顆監(jiān)測衛(wèi)星應(yīng)恰好構(gòu)

7、成等邊三角形，且兩衛(wèi)星連線恰好與地球赤道相切，如圖所示，則衛(wèi)星軌道半徑r2RR，可知衛(wèi)星的運行速度小于7.9 km/s，A錯誤；根據(jù)Gm0g，Gmam，得a，T4，故B錯誤，C正確；三顆衛(wèi)星的質(zhì)量不用必須相等，D錯誤。7假定太陽系一顆質(zhì)量均勻、可看成球體的小行星，自轉(zhuǎn)原來可以忽略?，F(xiàn)若該星球自轉(zhuǎn)加快，角速度為時，該星球表面的“赤道”上物體對星球的壓力減為原來的。已知引力常量G，則該星球密度為()A. B. C. D.D忽略該星球自轉(zhuǎn)的影響時：Gmg；該星球自轉(zhuǎn)加快，角速度為時：Gmgm2R，星球密度，解得，故D正確，A、B、C錯誤；故選D。8.已知某衛(wèi)星在赤道上空軌道半徑為r1的圓形軌道上繞地

8、運行的周期為T，衛(wèi)星運動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，赤道上某城市的人每三天恰好五次看到衛(wèi)星掠過其正上方，假設(shè)某時刻，該衛(wèi)星在A點變軌進(jìn)入橢圓軌道(如圖)，近地點B到地心的距離為r2。設(shè)衛(wèi)星由A到B運動的時間為t，地球自轉(zhuǎn)周期為T0，不計空氣阻力，則()ATT0BtC衛(wèi)星在圖中橢圓軌道由A到B時，機(jī)械能增大D衛(wèi)星由圖中圓軌道進(jìn)入橢圓軌道過程中，機(jī)械能不變A根據(jù)題意有3T03T052，得TT0，所以A正確；由開普勒第三定律有，得t，所以B錯誤；衛(wèi)星在橢圓軌道中運行時，機(jī)械能是守恒的，所以C錯誤；衛(wèi)星從圓軌道進(jìn)入橢圓軌道過程中在A點需點火減速，衛(wèi)星的機(jī)械能減小，所以D錯誤。能力提升練9(多選)宇宙中組成

9、雙星系統(tǒng)的甲、乙兩顆恒星的質(zhì)量分別為m、km，甲繞兩恒星連線上一點做圓周運動的半徑為r，根據(jù)宇宙大爆炸理論，兩恒星間的距離會緩慢增大，若干年后，甲做圓周運動的半徑增大為nr，設(shè)甲、乙兩恒星的質(zhì)量保持不變，引力常量為G，則若干年后，下列說法正確的是()A恒星甲做圓周運動的向心力為GB恒星甲做圓周運動的周期變大C恒星乙做圓周運動的半徑為D恒星乙做圓周運動的線速度為恒星甲做圓周運動的線速度的BCD雙星間的萬有引力提供它們做圓周運動所需的向心力，故甲、乙受到的向心力大小相等，又甲、乙的角速度相等，由Fm2r知，甲、乙的軌道半徑與質(zhì)量成反比，因若干年后，該雙星系統(tǒng)中甲做圓周運動的半徑增大為nr，則乙做圓

10、周運動的半徑增大為，若干年后，根據(jù)萬有引力定律知FG，Lnr，解得恒星甲做圓周運動的向心力F，A錯誤，C正確；若干年后，對恒星甲，由FGGF，知甲受到的萬有引力變小，又由Fmr知，當(dāng)F變小，r變大時，T變大，B正確；恒星甲、乙的角速度相等，恒星乙做圓周運動的半徑為恒星甲做圓周運動的半徑的倍，由vr知，恒星乙做圓周運動的線速度大小為恒星甲做圓周運動的線速度大小的，D正確。10(多選)(2019湖北四地七校聯(lián)考)如圖所示，飛行器在距月球表面高度為3R的圓形軌道上運動，到達(dá)軌道的A點點火變軌進(jìn)入橢圓軌道，到達(dá)軌道的近月點B點再次點火進(jìn)入近月圓形軌道繞月球做圓周運動。假設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加

11、速度為g，則()A飛行器在B點點火后，動能增加B由已知條件可求出飛行器在軌道上的運行周期約為5C只有萬有引力作用的情況下，飛行器在軌道上通過B點的加速度大于在軌道上通過B點的加速度D飛行器在軌道上繞月球運行一周所需的時間約為2BD飛行器在B點減速變軌進(jìn)入低軌道運動，動能減小，A錯誤；由ma知飛行器在同一位置，加速度相同，C錯誤；由，mg，解得飛行器在軌道上的運動周期T12，D正確；飛行器在軌道上運動時，半長軸的大小用a表示，則有2aR4R，得aR，由開普勒第三定律知，解得T25，B正確。11.宇宙間存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng)，其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的星位于等邊三角形的

12、三個頂點，三角形邊長為l，忽略其他星體對它們的引力作用，三星在同一平面內(nèi)繞三角形中心O做勻速圓周運動，引力常量為G，下列說法正確的是()A每顆星做圓周運動的角速度為B每顆星做圓周運動的加速度與三星的質(zhì)量無關(guān)C若距離l和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則周期變?yōu)樵瓉淼?倍D若距離l和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則線速度變?yōu)樵瓉淼?倍C任意兩星間的萬有引力FG，對任一星受力分析，如圖所示。由圖中幾何關(guān)系和牛頓第二定律可得Fmam2，聯(lián)立可得，a2，選項A、B錯誤；由周期公式可得T2，當(dāng)l和m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則周期T2T，選項C正確；由速度公式可得：v，當(dāng)l和m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則線速度vv，

13、選項D錯誤。12(多選)2017年11月8日，“雪龍?zhí)枴睒O地考察船駛離碼頭，開始了第34次南極考察之旅?！把?zhí)枴睒O地考察船在由我國駛向南極的過程中，經(jīng)過赤道時測得某物體的重力是G1；在南極附近測得該物體的重力為G2。已知地球自轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G。假設(shè)地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體，且海水的密度和船的總質(zhì)量均不變，由此可知()A“雪龍?zhí)枴笨疾齑谀蠘O時的吃水深度與在赤道時相同B“雪龍?zhí)枴笨疾齑谀蠘O時的吃水深度比在赤道時大C地球的密度為D當(dāng)?shù)厍虻淖赞D(zhuǎn)周期為T時，放在地球赤道地面上的物體不再對地面有壓力ACD根據(jù)體積VhS，得吃水深度h，因海水的密度、吃水的有效面積S和船的總質(zhì)量均不變，故

14、“雪龍?zhí)枴笨疾齑谀蠘O時的吃水深度與在赤道時相同，故A正確，B錯誤；設(shè)地球的質(zhì)量為M，半徑為R，被測物體的質(zhì)量為m，在赤道：GG1mR，在兩極：G2G，地球的體積為VR3，地球的密度為，聯(lián)立解得：，故C正確；當(dāng)放在地球赤道地面上的物體不再對地面有壓力時G2mR，解得：TT，故D正確；故選A、C、D。13.(多選)2018年5月25日21時46分，探月工程嫦娥四號任務(wù)“鵲橋”中繼衛(wèi)星成功實施近月制動，進(jìn)入月球至地月拉格朗日L2點的轉(zhuǎn)移軌道。當(dāng)“鵲橋”位于拉格朗日點(如圖中的L1、L2、L3、L4、L5所示，人們稱為地月系統(tǒng)拉格朗日點)上時，會在月球與地球的共同引力作用下，幾乎不消耗燃料而保持與月

15、球同步繞地球做圓周運動，下列說法正確的是(月球的自轉(zhuǎn)周期等于月球繞地球運動的周期)()A“鵲橋”位于L2點時，“鵲橋”繞地球運動的周期和月球的自轉(zhuǎn)周期相等B“鵲橋”位于L2點時，“鵲橋”繞地球運動的向心加速度大于月球繞地球運動的向心加速度CL3和L2到地球中心的距離相等D“鵲橋”在L2點所受月球和地球引力的合力比在其余四個點都要大ABD“鵲橋”位于L2點時，由于“鵲橋”與月球同步繞地球做圓周運動，所以“鵲橋”繞地球運動的周期和月球繞地球運動的周期相等，又月球的自轉(zhuǎn)周期等于月球繞地球運動的周期，故選項A正確；“鵲橋”位于L2點時，由于”鵲橋”與月球繞地球做圓周運動的周期相同，“鵲橋”的軌道半徑大

16、，根據(jù)公式ar分析可知，“鵲橋”繞地球運動的向心加速度大于月球繞地球運動的向心加速度，故選項B正確；如果L3和L2到地球中心的距離相等，則“鵲橋”在L2點受到月球與地球引力的合力更大，加速度更大，所以周期更短，故L2到地球中心的距離大于L3到地球中心的距離，選項C錯誤；在5個點中，L2點離地球最遠(yuǎn)，所以在L2點“鵲橋”所受合力最大，故選項D正確。題號內(nèi)容押題依據(jù)核心考點核心素養(yǎng)1.發(fā)現(xiàn)未知天體，研究運行規(guī)律，估算密度物理學(xué)成就科學(xué)思維：立足教材知識拓展2.衛(wèi)星變軌物理量分析“離心”運動“近心運動”在天體模型中的應(yīng)用科學(xué)思維：立足教材，構(gòu)建物理模型1.(多選)人類利用太空望遠(yuǎn)鏡在太陽系外發(fā)現(xiàn)了一

17、顆未知天體X，該未知天體環(huán)繞中心天體Y運行。已知未知天體X的質(zhì)量是地球質(zhì)量的a倍，半徑為地球半徑的b倍，其公轉(zhuǎn)周期為地球公轉(zhuǎn)周期的c倍，中心天體Y的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的d倍。假設(shè)X、Y和地球均可視為質(zhì)量均勻分布的球體，且X、地球均環(huán)繞各自中心天體做勻速圓周運動。則下列說法正確的是()A未知天體X的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為abB同一物體在未知天體X表面的重力與在地球表面的重力之比為ab2C天體X、Y之間的距離與日、地之間的距離之比為1D中心天體Y的密度與地球的密度之比為c21BC衛(wèi)星繞任一行星表面做勻速圓周運動時的速度為該行星的第一宇宙速度，由Gm，解得v，則未知天體X的第一宇宙速度與

18、地球的第一宇宙速度之比為vXv地，A錯誤；天體表面的物體受到的萬有引力近似等于重力，即有Gmg，解得g，則同一物體在未知天體X表面的重力與在地球表面的重力之比為gXg地ab2，B正確；環(huán)繞天體環(huán)繞中心天體做圓周運動時，由萬有引力提供向心力得Gmr，解得r，則天體X、Y之間的距離與日、地之間的距離之比為rXYr日地1，C正確；由于中心天體Y的半徑未知，故不能確定其密度與地球密度的關(guān)系，D錯誤。2.2018年12月8日2時23分，我國成功發(fā)射了“嫦娥四號”探測器。“嫦娥四號”探測器經(jīng)歷地月轉(zhuǎn)移、近月制動、環(huán)月飛行，最終于2019年1月3日10時26分實現(xiàn)首次月球背面軟著陸。如圖所示為“嫦娥四號”靠

19、近月球表面附近的簡易圖，其過程為“嫦娥四號”在圓軌道1上，環(huán)繞月球做勻速圓周運動，隨后“嫦娥四號”在M點進(jìn)入橢圓軌道2，其中N點距離月球表面最近。則下列說法正確的是()A“嫦娥四號”在軌道1上過M點時的速度等于在軌道2上過M點時的速度B“嫦娥四號”在軌道2上由M點向N點運動時，其加速度逐漸減小C“嫦娥四號”在軌道2上過M點時的加速度等于在軌道1上過M點時的加速度D“嫦娥四號”由軌道1進(jìn)入軌道2時，在M點應(yīng)點火加速C“嫦娥四號”在軌道1上做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，則有m，解得v1；“嫦娥四號”在橢圓軌道2上經(jīng)過M點后做近心運動，則有m，解得v2，所以有v2v1，A錯誤。根據(jù)公式Gma可得a，可知軌道半徑越大，向心加速度越小，而“嫦娥四號”在軌道2上由M點向N點運動時，軌道半徑變小，則加速度變大，B錯誤?！版隙鹚奶枴痹谲壍?和軌道2上過M點時，“嫦娥四號”與行星之間的萬有引力相等，則由a可知，“嫦娥四號”在軌道2上過M點時的加速度等于在軌道1上過M點時的加速度，C正確。由A項分析可知，v2v1，故“嫦娥四號”由軌道1進(jìn)入軌道2的過程中，在M點做減速運動，D錯誤。- 9 -