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1、高考物理精选考点专项突破题集专题五 万有引力和航天一、单项选择题：（在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1、如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M和Q到N的运动过程中（ ） A.从P到M所用的时间等于T0/4 B.从Q到N阶段，机械能逐渐变大C.从P到Q阶段，速率逐渐变大 D.从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功【答案】D。【解析】根据开普勒面积定律，从P到M所用的时间小于T0/4，因此A错误。椭圆运动中只有万有引力做功机械能守恒，因此B错误。由于近日点速
2、度大，从P到Q阶段速率逐渐变小，因此C错误。从M到Q速率减小，从Q到N速率增大，由动能定理知D正确。故本题选D。【考点】开普勒定律；动能定理 【难度】中等2、太阳系个行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学成为“行星冲日”。据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日，8月29日海王星冲日，10月8日天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是：行星地球火星木星土星天王星海王星轨道半径（AU）1.01.55.29.51930A.
3、各地外行星每年都会出现冲日现象B.在2015年内一定不会出现木星冲日C.天王星相邻两次的冲日的时间是土星的一半D.地外行星中海王星相邻两次冲日间隔时间最短【答案】D。【解析】相邻两次行星冲日的时间间隔就是地球比该行星多运动一周的时间，由公式知T=，相邻相邻两次行星冲日的时间间隔T地，即相邻两次行星冲日的时间间隔大于1年，因此A错误。木星轨道半径是地球的5.2倍知11年T木12年，因此年T木冲1.1年，今年的冲日时间是1月6日，下次木星冲日在2015年，因此B错误。经计算知年T土冲年，年T天冲0此A正确。由周期和地球的质量M后M前知周期变短，因此C错误。由线速度和地球的质量M后M前知线速度变大，
4、因此D错误。故本题选A。【考点】万有引力定律；牛顿第二定律【难度】较难10、双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时运动的周期为（ ）A B C D【答案】B。【解析】牛顿第二定律知和，L=r1+r2，故。同理可知由，联立得，因此B正确。注意计算型选择题必须函数式法，故本题选B。【考点】双星问题【难度】中等二、多项选择题：（在每小题给出的四个答案
5、之中，有多个选项正确）11、探测器探测到土星外层上有一个环。为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度V与该层到土星中心的距离R之间的关系来确定（ ）A若VR，则该环是土星的一部分 B若V2R，则该环是土星的卫星群C若V1/R，则该环是土星的一部分D若V21/R，则该环是土星的卫星群【答案】AD。【解析】计算型选择题必须用函数式法。如果该环是土星的一部分则角速度相等，由V=R知VR，因此A正确。如果该环是土星的卫星群，由知,因此D正确。故本题选AD。【考点】万有引力定律；匀速圆周运动【难度】中等12、 据报道我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌
6、卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月l日成功定点在东经77上空的地球同步轨道，轨道近似看作圆轨道。关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（）A运行速度大于7.9km/s B离地面高度一定，相对地面静止C绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等【答案】BC。【解析】同步卫星的速率大约是3.1km/s，因此A 错误。同步卫星的离地高度大约是3.6万公里，同步卫星相对地面静止，因此B正确。同步卫星和月球都绕地球匀速圆周运动，月球的周期(大约27天)大于同步卫星，因此月球的圆周半径大，由知同步卫星的角速度大，因此C正确。同
7、步卫星和赤道物体角速度相等，由a=2r知同步卫星向心加速度大，因此D错误。此故本题选BC。【考点】同步卫星；匀速圆周运动【难度】中等13、若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R，万有引力常量为G。则下列说法正确的是（ ）A月球表面的重力加速度B月球的质量C月球的第一宇宙速度D月球的平均密度【答案】AC【解析】平抛运动由L=v0t和h=g月t2知，因此A正确。由和知，因此B错误。由和知，因此C正确。由和知，因此D错误。故本题选AC。【考点】万有引力定律；第一宇宙速度【难度】中等14、利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两
8、点之间保持无线电通讯，目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为()A1 h B4 h C8 h D16 h【答案】B。【解析】地球自转周期变小，同步卫星的公转周期也应随之变小，由知，因此同步卫星离地球的高度要变小，要实现三颗卫星覆盖全球，卫星周期最小时由几何关系可作出上图。由几何关系sin30=知卫星的轨道半径r=2R，由开普勒周期定律知，因此T4h。本题的关键是利用几何找出转折点。故本题选B。【考点】同步卫星；临界问题【难度】较难15、设同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】BD。【解析】同步卫星，近地卫星，联立得，因此A错误D正确。同步卫星a1=2r，赤道物体a2=2R，联立得，因此B正确C错误。本题的关键是抓住哪个物理量相等。故本题选BD。【考点】同步卫星；近地卫星【难度】较难16、如图所示，“嫦娥一号”探月卫星进入月球轨
