《2020物理高考二輪專題復(fù)習(xí)與測試：專題強化練四 萬有引力定律與航天 Word版含解析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020物理高考二輪專題復(fù)習(xí)與測試：專題強化練四 萬有引力定律與航天 Word版含解析（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題強化練專題強化練(四四)考點考點 1天體質(zhì)量的計算天體質(zhì)量的計算1(2018北京卷北京卷)若想檢驗若想檢驗“使月球繞地球運動的力使月球繞地球運動的力”與與“使蘋果使蘋果落地的力落地的力”遵循同樣的規(guī)律遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑在已知月地距離約為地球半徑 60 倍的情倍的情況下，需要驗證況下，需要驗證()A地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的1602B月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的1602C自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的16D蘋果在月球表

2、面受到的引力約為在地球表面的蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的160解析解析：月球受到的萬有引力月球受到的萬有引力 F月月GMM月月（60R）2，蘋果受到的萬有引蘋果受到的萬有引力力FGMmR2，由于月球質(zhì)量和蘋果質(zhì)量之間的關(guān)系未知，故二者之間萬，由于月球質(zhì)量和蘋果質(zhì)量之間的關(guān)系未知，故二者之間萬有引力的關(guān)系無法確定有引力的關(guān)系無法確定， 故故 A 錯誤錯誤； 月球公轉(zhuǎn)的加速度月球公轉(zhuǎn)的加速度 a月月GM（60R）2，蘋果落地的加速度蘋果落地的加速度 aGMR2，則，則 a月月1602a，故，故 B 正確；由于月球本身正確；由于月球本身的半徑未知的半徑未知，故無法求出月球表面和地面重力加

3、速度的關(guān)系故無法求出月球表面和地面重力加速度的關(guān)系，故故 C、D錯誤錯誤答案：答案：B2(2018濟寧模擬濟寧模擬)如圖所示，人造衛(wèi)星如圖所示，人造衛(wèi)星 P(可視為質(zhì)點可視為質(zhì)點)繞地球做繞地球做勻速圓周運動勻速圓周運動在衛(wèi)星運動軌道平面內(nèi)在衛(wèi)星運動軌道平面內(nèi)，過衛(wèi)星過衛(wèi)星 P 作地球的兩條切線作地球的兩條切線，兩條切線的夾角為兩條切線的夾角為，設(shè)衛(wèi)星，設(shè)衛(wèi)星 P 繞地球運動的周期為繞地球運動的周期為 T，線速度為，線速度為 v，引力常量為引力常量為 G.下列說法正確的是下列說法正確的是()A越大，越大，T 越大越大B越小，越小，v 越大越大C若測得若測得 T 和和，則地球的平均密度為，則地球

4、的平均密度為3GT2tan23D若測得若測得 T 和和，則地球的平均密度為，則地球的平均密度為3GT2sin23解析解析：地球半徑不變地球半徑不變，夾角夾角越大越大，衛(wèi)星的軌道半徑越小衛(wèi)星的軌道半徑越小，則則 T 就就越小越小，A 錯誤錯誤；夾角夾角越小越小，衛(wèi)星的軌道半徑越大衛(wèi)星的軌道半徑越大，v 就越小就越小，B 錯誤錯誤；若測得若測得 T 和和，由萬有引力充當(dāng)向心力，有，由萬有引力充當(dāng)向心力，有 GMmr2m42T2r，求得地球，求得地球的質(zhì)量的質(zhì)量 M42r3GT2，地球的體積，地球的體積 V43R3，由幾何關(guān)系得，由幾何關(guān)系得Rrsin2，聯(lián)，聯(lián)立解得立解得3GT2sin23，C 錯

5、誤，錯誤，D 正確正確答案：答案：D考點考點 2衛(wèi)星運行參數(shù)的分析衛(wèi)星運行參數(shù)的分析3(2017全國卷全國卷)2017 年年 4 月月，我國成功發(fā)射的我國成功發(fā)射的“天舟一號天舟一號”貨貨運飛船與運飛船與“天宮二號天宮二號”空間實驗室完成了首次交會對接，對接形成的空間實驗室完成了首次交會對接，對接形成的組合體仍沿組合體仍沿“天宮二號天宮二號”原來的軌道原來的軌道(可視為圓軌道可視為圓軌道)運行運行與與“天宮二天宮二號號”單獨運行時相比，組合體運行的單獨運行時相比，組合體運行的()A周期變大周期變大B速率變大速率變大C動能變大動能變大D向心加速度變大向心加速度變大解析解析：組合體比天宮二號質(zhì)量大

6、組合體比天宮二號質(zhì)量大，軌道半徑軌道半徑 R 不變不變，根據(jù)根據(jù)GMmR2mv2R，可得，可得 vGMR，可知與天宮二號單獨運行時相比，組合體運，可知與天宮二號單獨運行時相比，組合體運行的速率不變行的速率不變，B 項錯誤項錯誤；又又 T2Rv，則周期則周期 T 不變不變，A 項錯誤項錯誤；質(zhì)質(zhì)量變大、速率不變，動能變大，量變大、速率不變，動能變大，C 項正確；向心加速度項正確；向心加速度 aGMR2不變不變，D 項錯誤項錯誤答案：答案：C4 (2019廣州模擬廣州模擬)2018 年年 2 月月 2 日日 15 時時 51 分我國第一顆電磁檢分我國第一顆電磁檢測試驗衛(wèi)星測試驗衛(wèi)星“張衡一號張衡一

7、號”成功發(fā)射，使我國成為世界上少數(shù)擁有在軌成功發(fā)射，使我國成為世界上少數(shù)擁有在軌運行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一已知地球半徑為運行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一已知地球半徑為 R，地，地球表面處的重力加速度為球表面處的重力加速度為 g，假設(shè)一顆距離地面高度為假設(shè)一顆距離地面高度為 2R 的人造地球的人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動 下列關(guān)于衛(wèi)星運動的說法正確的是下列關(guān)于衛(wèi)星運動的說法正確的是()A線速度的大小為線速度的大小為gR2B角速度為角速度為g27RC加速度大小為加速度大小為g4D周期為周期為 6Rg解析解析：在地球表面重力與萬有引力相等有在地球表面重力

8、與萬有引力相等有：Gm0MR2m0g 可得可得 GMgR2.距地面高度為距地面高度為 2R 的人造衛(wèi)星的軌道半徑為的人造衛(wèi)星的軌道半徑為 3R，由萬有引力提，由萬有引力提供圓周運動的向心力有：供圓周運動的向心力有：GmM（3R）2mv23Rm3R2m3R42T2ma，可得線速度可得線速度 vGM3RgR3，角速度角速度GM27R3g27R，加加速度速度 aGM9R219g，周期為，周期為 T4227R3GM63Rg.故故 B 正確，正確，A、C、D 錯誤錯誤答案：答案：B5(2018鄭州模擬鄭州模擬)中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是中國自行研制是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系

9、統(tǒng)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 預(yù)計預(yù)計 2020年左右，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力如圖所示是北斗導(dǎo)年左右，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知 a、b、c 三顆衛(wèi)星均做圓周運三顆衛(wèi)星均做圓周運動，動，a 是地球同步衛(wèi)星，則是地球同步衛(wèi)星，則()A衛(wèi)星衛(wèi)星 a 的角速度小于的角速度小于 c 的角速度的角速度B衛(wèi)星衛(wèi)星 a 的加速度大于的加

10、速度大于 b 的加速度的加速度C衛(wèi)星衛(wèi)星 a 的運行速度大于第一宇宙速度的運行速度大于第一宇宙速度D衛(wèi)星衛(wèi)星 b 的周期大于的周期大于 24 h解析解析： a 的軌道半徑大于的軌道半徑大于 c 的軌道半徑的軌道半徑， 因此衛(wèi)星因此衛(wèi)星 a 的角速度小的角速度小于于c 的角速度的角速度，選項選項 A 正確正確；a 的軌道半徑與的軌道半徑與 b 的軌道半徑相等的軌道半徑相等，因此衛(wèi)因此衛(wèi)星星 a 的加速度等于的加速度等于 b 的加速度，選項的加速度，選項 B 錯誤；錯誤；a 的軌道半徑大于地球的軌道半徑大于地球半徑，因此衛(wèi)星半徑，因此衛(wèi)星 a 的運行速度小于第一宇宙速度，選項的運行速度小于第一宇宙

11、速度，選項 C 錯誤；錯誤；a 的的軌道半徑與軌道半徑與 b 的軌道半徑相等的軌道半徑相等，衛(wèi)星衛(wèi)星 b 的周期等于的周期等于 a 的周期的周期，為為 24 h，選項選項 D 錯誤錯誤答案：答案：A6 (2019江淮十校聯(lián)考江淮十校聯(lián)考)理論研究表明地球上的物體速度達到第二理論研究表明地球上的物體速度達到第二宇宙速度宇宙速度 11.2 km/s 時時，物體就能脫離地球物體就能脫離地球，又知第二宇宙速度是第一又知第二宇宙速度是第一宇宙速度的宇宙速度的 2倍現(xiàn)有某探測器完成了對某未知星球的探測任務(wù)懸停倍現(xiàn)有某探測器完成了對某未知星球的探測任務(wù)懸停在該星球表面通過探測到的數(shù)據(jù)得到該星球的有關(guān)參量：在

12、該星球表面通過探測到的數(shù)據(jù)得到該星球的有關(guān)參量：(1)其密度其密度基本與地球密度一致；基本與地球密度一致；(2)其半徑約為地球半徑的其半徑約為地球半徑的 2 倍若不考慮該星倍若不考慮該星球自轉(zhuǎn)的影響，欲使探測器脫離該星球，則探測器從該星球表面的起球自轉(zhuǎn)的影響，欲使探測器脫離該星球，則探測器從該星球表面的起飛速度至少約為飛速度至少約為()A7.9 km/sB11.2 km/sC15.8 km/sD22.3 km/s解析解析： 根據(jù)根據(jù) GMmR2mv2R，其中的其中的 M43R3， 解得解得 v43GR2R，因，因 R星星2R地地，可知星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度，可知星球的第一宇宙速度

13、是地球第一宇宙速度的的2 倍，即倍，即 7.92 km/s，則欲使探測器脫離該星球，則探測器從該星球，則欲使探測器脫離該星球，則探測器從該星球表面的起飛速度至少約為表面的起飛速度至少約為 27.92 km/s22.3 km/s， 故選故選項項D正確正確答案：答案：D7.如圖所示，如圖所示，A、B 是繞地球做勻速圓周運動的兩顆衛(wèi)星，是繞地球做勻速圓周運動的兩顆衛(wèi)星，A、B兩衛(wèi)星與地心的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積之比為兩衛(wèi)星與地心的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積之比為 k，不計不計 A、B 兩兩衛(wèi)星之間的引力，則衛(wèi)星之間的引力，則 A、B 兩衛(wèi)星的周期之比為兩衛(wèi)星的周期之比為()Ak3Bk2CkDk2

14、3解析解析：設(shè)衛(wèi)星繞地球做圓周運動的半徑為設(shè)衛(wèi)星繞地球做圓周運動的半徑為 r，周期為周期為 T，則在則在 t 時時間內(nèi)與地心連線掃過的面積為間內(nèi)與地心連線掃過的面積為 StTr2，即，即SASBr2ATBr2BTAk，根據(jù)開普勒，根據(jù)開普勒第三定律可知第三定律可知r3AT2Ar3BT2B，聯(lián)立解得，聯(lián)立解得TATBk3，A 正確正確答案：答案：A8(多選多選)(2019濰坊模擬濰坊模擬)如圖所示，如圖所示，A 表示地球同步衛(wèi)星，表示地球同步衛(wèi)星，B 為為運行軌道比運行軌道比 A 低的一顆衛(wèi)星，低的一顆衛(wèi)星，C 為地球赤道上某一高山山頂上的一個為地球赤道上某一高山山頂上的一個物體物體，兩顆衛(wèi)星及

15、物體兩顆衛(wèi)星及物體 C 的質(zhì)量都相同的質(zhì)量都相同，關(guān)于它們的線速度關(guān)于它們的線速度、角速度角速度、運行周期和所受到的萬有引力的比較下列關(guān)系式正確的是運行周期和所受到的萬有引力的比較下列關(guān)系式正確的是()AvBvAvCBABCCFAFBFCDTATCTB解析解析：A 為地球同步衛(wèi)星為地球同步衛(wèi)星，故故AC，根據(jù)根據(jù) vr 可知可知，vAvC，再根據(jù)再根據(jù) GMmr2mv2r得到得到 vGMr，可見，可見 vBvA，所以三者的線速，所以三者的線速度關(guān)系為度關(guān)系為 vBvAvC，故選項，故選項 A 正確；由同步衛(wèi)星的含義可知正確；由同步衛(wèi)星的含義可知 TATC，再由，再由 GMmr2m2T2r，可知

16、，可知 TATB，因此它們的周期關(guān)系為，因此它們的周期關(guān)系為 TATCTB，由由2T可知它們的角速度關(guān)系為可知它們的角速度關(guān)系為BAC，所以選所以選項項D 正確，正確，B 錯誤；由錯誤；由 FGMmr2可知可知 FAFBFC，所以選項，所以選項 C 錯誤錯誤答案：答案：AD9(2019泰安質(zhì)檢泰安質(zhì)檢)天文學(xué)家將相距較近天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下僅在彼此的引力作用下運行的兩顆星稱為雙星若某雙星的質(zhì)量分別為運行的兩顆星稱為雙星若某雙星的質(zhì)量分別為 M、m，間距為，間距為 L，雙星各自圍繞其連線上的某雙星各自圍繞其連線上的某點點 O 做勻速圓周運動做勻速圓周運動， 其角速度分別為其角

17、速度分別為1、2，質(zhì)量為質(zhì)量為 M 的恒星軌道半徑為的恒星軌道半徑為 R，已知引力常量為已知引力常量為 G，則描述該雙則描述該雙星運動的上述物理量滿足星運動的上述物理量滿足()A12B12CGM22(LR)L2DGm21R3解析：解析：雙星系統(tǒng)中兩顆星的角速度相同，雙星系統(tǒng)中兩顆星的角速度相同，12，則，則 A、B 項錯項錯誤誤； 由由GMmL2m22(LR)， 得得 GM22(LR)L2， C 項正確項正確； 由由GMmL2M21R，得，得 Gm21RL2，D 項錯誤項錯誤答案：答案：C10宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠(yuǎn)的四顆星組成的宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠(yuǎn)的四顆星組成

18、的四星系統(tǒng)，通常可忽略其他星體對它們的引力作用設(shè)四星系統(tǒng)中每四星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用設(shè)四星系統(tǒng)中每顆星的質(zhì)量均為顆星的質(zhì)量均為 m，半徑均為，半徑均為 R，四顆星穩(wěn)定分布在邊長為，四顆星穩(wěn)定分布在邊長為 a 的正方的正方形的四個頂點上已知引力常量為形的四個頂點上已知引力常量為 G.關(guān)于宇宙四星系統(tǒng)，下列說法錯關(guān)于宇宙四星系統(tǒng)，下列說法錯誤的是誤的是()A四顆星圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動四顆星圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動B四顆星的軌道半徑均為四顆星的軌道半徑均為a2C四顆星表面的重力加速度均為四顆星表面的重力加速度均為GmR2D四顆星的周期均為四顆星的周期均

19、為 2a2a（4 2）Gm解析：解析：四星系統(tǒng)的其中一顆星受到其他三顆星的萬有引力作用，四星系統(tǒng)的其中一顆星受到其他三顆星的萬有引力作用，合力方向指向?qū)蔷€的交點，圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運合力方向指向?qū)蔷€的交點，圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動，由幾何知識可得軌道半徑均為動，由幾何知識可得軌道半徑均為22a，故，故 A 正確，正確，B 錯誤；在星體錯誤；在星體表面表面，根據(jù)萬有引力等于重力根據(jù)萬有引力等于重力，可得可得 GmmR2mg，解得解得 gGmR2，故故 C正確正確； 由萬有引力定律和向心力公式得由萬有引力定律和向心力公式得Gm2（ 2a）22Gm2a2m42T22a2

20、，T2a2a（4 2）Gm，故，故 D 正確正確答案：答案：B考點考點 3衛(wèi)星變軌問題衛(wèi)星變軌問題11(多選多選)(2019唐山模擬唐山模擬)如圖所示，地球衛(wèi)星如圖所示，地球衛(wèi)星 a、b 分別在橢圓分別在橢圓軌道、圓形軌道上運行，橢圓軌道在遠(yuǎn)地點軌道、圓形軌道上運行，橢圓軌道在遠(yuǎn)地點 A 處與圓形軌道相切，則處與圓形軌道相切，則()A衛(wèi)星衛(wèi)星 a 的運行周期比衛(wèi)星的運行周期比衛(wèi)星 b 的運行周期短的運行周期短B兩顆衛(wèi)星分別經(jīng)過兩顆衛(wèi)星分別經(jīng)過 A 點處時，點處時，a 的速度大于的速度大于 b 的速度的速度C兩顆衛(wèi)星分別經(jīng)過兩顆衛(wèi)星分別經(jīng)過 A 點處時，點處時，a 的加速度小于的加速度小于 b

21、的加速度的加速度D衛(wèi)星衛(wèi)星 a 在在 A 點處通過加速可以到圓軌道上運行點處通過加速可以到圓軌道上運行解析：解析：由于衛(wèi)星由于衛(wèi)星 a 的運行軌道的半長軸比衛(wèi)星的運行軌道的半長軸比衛(wèi)星 b 的運行軌道半徑的運行軌道半徑短，根據(jù)開普勒定律，衛(wèi)星短，根據(jù)開普勒定律，衛(wèi)星 a 的運行周期比衛(wèi)星的運行周期比衛(wèi)星 b 的運行周期短，選的運行周期短，選項項 A 正確；兩顆衛(wèi)星分別經(jīng)過正確；兩顆衛(wèi)星分別經(jīng)過 A 點處時，點處時，a 的速度小于的速度小于 b 的速度，選的速度，選項項 B 錯誤；兩顆衛(wèi)星分別經(jīng)過錯誤；兩顆衛(wèi)星分別經(jīng)過 A 點處，點處，a 的加速度等于的加速度等于 b 的加速度，的加速度，選項選

22、項 C 錯誤錯誤；衛(wèi)星衛(wèi)星 a 在在 A 點處通過加速可以到圓軌道上運行點處通過加速可以到圓軌道上運行，選項選項 D正確正確答案：答案：AD12 (多選多選)(2018常州模擬常州模擬)中國志愿者王躍參與人類歷史上第一次中國志愿者王躍參與人類歷史上第一次全過程模擬從地球往返火星的一次實驗全過程模擬從地球往返火星的一次實驗“火星火星500”活動活動，王躍走出王躍走出登陸艙登陸艙， 成功踏上模擬火星表面成功踏上模擬火星表面， 在火星上首次留下中國人的足跡在火星上首次留下中國人的足跡 假假設(shè)將來人類一艘飛船從火星返回地球時設(shè)將來人類一艘飛船從火星返回地球時， 經(jīng)歷了如圖所示的變軌過程經(jīng)歷了如圖所示的

23、變軌過程，則下列說法中正確的是則下列說法中正確的是()A飛船在軌道飛船在軌道上運動時，在上運動時，在 P 點速度大于在點速度大于在 Q 點的速度點的速度B 飛船在軌道飛船在軌道上運動時的機械能大于在軌道上運動時的機械能大于在軌道上運動的機械能上運動的機械能C飛船在軌道飛船在軌道上運動到上運動到 P 點時的加速度等于飛船在軌道點時的加速度等于飛船在軌道上上運動到運動到 P 點時的加速度點時的加速度D 飛船繞火星在軌道飛船繞火星在軌道上的運動周期跟飛船返回地面的過程中繞上的運動周期跟飛船返回地面的過程中繞地球以軌道地球以軌道同樣半徑運動的周期相同同樣半徑運動的周期相同解析：解析：由飛船在軌道由飛船

24、在軌道上運動時機械能守恒可知，飛船在上運動時機械能守恒可知，飛船在 P 點速點速度大于在度大于在 Q 點的速度，點的速度，A 正確；飛船從軌道正確；飛船從軌道加速過渡到軌道加速過渡到軌道，所，所以飛船在軌道以飛船在軌道上運動時的機械能小于在軌道上運動時的機械能小于在軌道上運動的機械能，上運動的機械能，B錯誤；飛船在空間同一點所受萬有引力相同，所以飛船在軌道錯誤；飛船在空間同一點所受萬有引力相同，所以飛船在軌道上運上運動到動到 P 點時的加速度等于飛船在軌道點時的加速度等于飛船在軌道上運動到上運動到 P 點時的加速度，點時的加速度，C正確正確；由由 GMmr2m2T2r 可知可知，M 不同不同，則則 T 不同不同，故飛船繞火星在故飛船繞火星在軌道軌道上的運動周期跟飛船返回地面的過程中繞地球以軌道上的運動周期跟飛船返回地面的過程中繞地球以軌道同樣半同樣半徑運動的周期不相同，徑運動的周期不相同，D 錯誤錯誤答案：答案：AC