《2020高考物理一轮复习专题五：万有引力与航天（含答案）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高考物理一轮复习专题五：万有引力与航天（含答案）（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2020精选 物理一轮复习专题五 万有引力与 航天 万有引力定律及其应用 如图 海王星绕太阳沿椭圆轨道运动 为近日点 为远日点 为轨道短轴的两 个端点 运行的周期为 若只考虑海王星和太阳之间的相互作用 则海王星在从经 到 的运动过程中 A 从到所用的时间等于 B 从到阶段 机械能逐渐变大 C 从到阶段 速率逐渐变小 D 从到阶段 万有引力对它先做负功后做正功 答案 C D 考一1 PQM N T 0 P M QN PMT 4 0 QN PQ MN 万有引力定律及其应用 地质勘探发现某地区表面的重力加速度发生了较大的变化 怀疑地下有空腔区域 进一 步探测发现在地面点的正下方有一球形空腔区域储藏有
2、天然气 如图所示 假设该 地区岩石均匀分布且密度为 天然气的密度远小于 可忽略不计 如果没有该 空腔 地球表面正常的重力加速度大小为 由于空腔的存在 现测得点处的重 力加速度大小为 已知引力常量为 球形空腔的球心深度为 则此 球形空腔的体积是 A B C D 答案 D 考一2 P gP kg k OB AB AB 万有引力定律及其应用 在天文观测中 因为观测视角的问题 有时会看到一种比较奇怪的 双星 系统 与其他天体 相距很远的两颗恒星 在同一直线上 往返 运动 它们往返运动的中心相同 周期也一样 模型如图所示 恒星 在 之间往返运动 恒星在 之间往返运动 且 现测得它们运动的周期为 恒星的质
3、量分别为 引力常量为 则 A B C D 答案 B 方一2 AA A 12 BB B 12 A A 12 a B B 12 bTA BM m G M m GT2 4 a b 23 M m 2GT2 a b 23 M m 2GT2 a b 23 M m 2GT2 a b 2 33 万有引力定律及其应用 双星系统中 两颗星在彼此引力的作用下 绕连线上某点做匀速圆周运动 年物理 学家约瑟夫 泰勒和拉塞尔 赫尔斯发现由两颗质量不同的星构成的双星系统 每年两星间 的距离减少 若两星运动的周期不变 则该双星系统中 A 两星线速度大小始终相等 B 两星加速度大小始终相等 C 每年两星总质量都减小 D 每年两
4、星总质量都增加 答案 C 方一3 1974 3 5m 万有引力定律及其应用 由三颗星体构成的系统 忽略其他星体对它们的作用 存在着一种运动形式 三颗星体在相互之间的 万有引力作用下 分别位于等边三角形的三个顶点上 绕某一共同的圆心在三角形所在的平面内 做相同角速度的圆周运动 图示为三颗星体质量不相同时的一般情况 若A星体质量为 两星体的质量均为 三角形的边长为 求 1 星体所受合力大小 2 星体所受合力大小 3 星体的轨道半径 4 三星体做圆周运动的周期 答案 1 2 3 4 方一4 O A B C 2mB Cma AF A BF B CR C T 2 G 3 a2 m2 G 7 a2 m2
5、a 4 7 Gm a3 万有引力定律及其应用 通过对火星的探测得知 火卫一号 位于火星赤道正上方 它到火星中心的距离为 绕火星一周所用的时间为 火卫一号 绕火星运动的轨道可以认为 是圆轨道 引力常量 则下列说法正确的是 A 由题中信息可以求出火星的质量 B 若知道火星的半径 还可以求出火星表面的重力加速度 C 若知道火星表面的重力加速度 还可以求出火星的第一宇宙速度 D 若知道火星自转的周期 则可以求出火星对其赤道上某物体的引力 答案 A B C 方二1 9450km7h39min G 6 67 10N m kg 1122 万有引力定律及其应用 已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为 向
6、心加速度大小为 近地卫 星线速度大小为 向心加速度大小为 地球同步卫星线速度大小为 向心加 速度大小为 若近地卫星距地面高度不计 同步卫星距地面高度约为地球半径的 倍 则以下结论正确的是 A B C D 答案 B C D 方二2 v 1 a 1 v 2 a 2 v 3 a 3 6 v 3 v 2 6 v 3 v 1 7 1 a 3 a 2 49 a 3 a 1 7 1 万有引力定律及其应用 已知地球半径为 地球同步卫星的轨道半径为 假设地球赤道上的物体随地球自 转的向心加速度为 第一宇宙速度为地球近地卫星的周期为 假设地球同步卫 星的运行速率为 加速度为 周期为 则下列比值中正确的是 A B
7、C D 方二3 Rr a 1 v 1 T 1 v 2 a 2 T 2 v 2 v 1 R r v 2 v 1 r R T 2 T 1 r R 2 3 a 2 a 1 R r 答案 A C 万有引力定律及其应用 某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆 每过年 该行星会运行到日地连线的延 长线上 相距最近 如图所示 该行星与地球的公转半径之比为 公转周期之比为 则 A B C D 答案 B D 方三1 N ab a N N 1 b N 1 N b N N 1 3 2 a N 1 N 3 2 万有引力定律及其应用 如图所示 为太阳系中的天王星 它绕太阳运行的轨道视为圆时 运动的轨道半径为 周期为 长
8、期观测发现 天王星实际运动的轨道与圆轨道总有一些偏离 且每隔 时间发生一次最大偏离 即轨道半径出现一次最大 根据万有引力定律 天文学家预言形成 这种现象的原因可能是天王星外侧还存在着一颗未知的行星 假设其运动轨道与在同 一平面内 且与 的绕行方向相同 它对天王星的万有引力引起天王星轨道的偏离 由此 可推测未知行星的运动轨道半径是 A B C D 答案 D 方三2 AO R 0 T 0 t 0 A A R t T 00 t 0 0 R 0 t T 00 t 0 R 0 3 t 0 t T 00 R 03 t T 00 t 0 2 万有引力定律及其应用 当地球位于太阳和木星之间且二者几乎排成一条直
9、线时 称之为 木星冲日 年 月日出现了一次 木星冲日 已知木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳 近似做匀速圆周运动 木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的倍 则下列说法正 确的是 A 下一次的 木星冲日 时间肯定在年 B 下一次的 木星冲日 时间肯定在 年 C 木星运行的加速度比地球的大 D 木星运行的周期比地球的小 答案 B 方三3 20163 8 5 2018 2017 万有引力定律及其应用 2018年2月 我国口径射电望远镜 天眼 发现毫秒脉冲星 J0318 0253 其自转周期 假设星体为质量均匀分布的球体 已知万有引力常量为 五A1 500m T 5 19ms 以周期 稳定自转
10、的星体的密度最小值约为 A B C D 答案 C 6 67 10N m kg 1122 T 5 10 kg m 93 5 10kg m 123 5 10kg m 153 5 10kg m 183 开普勒定律 关于行星运动的规律 下列说法符合史实的是 A 开普勒在牛顿定律的基础上 导出了行星运动的规律 B 开普勒在天文观测数据的基础上 总结出了行星运动的规律 C 开普勒总结出了行星运动的规律 找出了行星按照这些规律运动的原因 D 开普勒总结出了行星运动的规律 发现了万有引力定律 答案 B 五A2 填空题万有引力定律及其应用 我国发射的 嫦娥三号 登月探测器靠近月球后 现在月球表面的附近近似圆轨道
11、上绕月运行 然 后经过一系列过程 再离月面高处做一次悬停 可认为是相对于月球静止 最后关闭发动 机 探测器自由下落 已知探测器的质量约为 地球质量约为月球的 倍 地球半 径约为月球的 倍 地球表面的重力加速大约为 则此探测器 A 在着陆前的瞬间 速度大小约为 B 悬停时受到 的反冲作用力约为 C 从离开近月圆轨道到着陆这段时间内 机械能守恒 D 在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度 答案 B 五A3 4m 1 3 10 kg 3 81 3 79 8m s 8 9m s 2 10 N 3 万有引力定律及其应用 若想检验 使月球绕地球运动的力 与 使苹果落地的力 遵循同
12、样的规律 在已知月地距 离约为地球半径 倍的情况下 需要验证 A 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 B 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 C 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 D 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 答案 B 五A4 60 1 60 2 1 60 2 1 6 1 60 选择题万有引力定律及其应用 我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高 今年5月9日发射的 高分五号 轨道 高度约为 之前已运行的 高分四号 轨道高度约为 它们都绕地球做 圆周运动 与 高分四号 相比 下列物理量中 高分五号 较小的是 A 周期 B 角速度 C 线速度 D 向心加速度
13、 答案 五A5 705km36000km A 万有引力定律及其应用 为相距遥远的两颗行星 距各自表面相同高度处各有一颗卫星做匀速圆 周运动 图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度 横坐标表 示物体到行星中心的距离 的平方 两条曲线分别表示周围的 与的反 比关系 它们左端点横坐标相同 则 A 的平均密度比的大 B 的第一宇宙速度比 的小 C 的向心加速度比的大 D 的公转周期比的大 答案 A 五A6 P P 12 s s 12 a rP P 12 ar2 P 1 P 2 P 1 P 2 s 1 s 2 s 1 s 2 填空题万有引力定律及其应用地球卫星 2018年2月2日 我国成
14、功将电磁监测试验卫星 张衡一号 发射升空 标志我国成为世界 上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一 通过观测可以得到卫星绕 地球运动的周期 并已知地球的半径和地球表面处的重力加速度 若将卫星绕地球的运 动看作是匀速圆周运动 且不考虑地球自转的影响 根据以上数据可以计算出卫星的 A 密度 B 向心力的大小 C 离地高度 D 线速度的大小 答案 C D 五A7 选择题万有引力理论的成就地球卫星 如图 若两颗人造卫星和均绕地球做匀速圆周运动 到地心的距离分别 为 线速度大小分别为 则 A B C D 答案 五A8 aba bO r r 12 v v 12 v 2 v 1 r 1 r 2
15、 v 2 v 1 r 2 r 1 v 2 v 1 r 1 r 2 2 v 2 v 1 r 2 r 1 2 A 选择题地球卫星 为了探测引力波 天琴计划 预计发射地球卫星 其轨道半径约为地球半径的 倍 另一地球卫星 的轨道半径约为地球半径的 倍 与 的周期之比约为 A B C D 答案 C 五B1 P16 Q4PQ 2 14 18 116 1 万有引力定律及其应用 假设地球可视为质量均匀分布的球体 已知地球表面重力加速度在两极的大小为 在赤道的大小为 地球自转的周期为 引力常量为 地球的密度为 A B C D 答案 B 五B2 g 0 gTG GT2 3 g 0 g g 0 GT2 3 g g
16、0 g 0 GT2 3 GT2 3 g g 0 地球卫星万有引力定律及其应用 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 A B C D 答案 B 五B3 6 6 1h 4h8h 16h 选择题万有引力定律及其应用 由于卫星的发射场不在赤道上 同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同 步轨道 当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时 发动机点火 给卫星一附加速度 使卫 星沿同步轨道运行 已知同步卫星的环绕速度约为 某次发射卫星飞经 赤道上空时的速度为 此时卫星的高度与同步轨道的高度相同 转移轨 道和同步轨道的夹角为 如图所示 发动机给卫星的附加速度的方向和大小为 A 西偏北方向 B 东偏南方向 C 西偏北方向 D 东偏南方向 答案 B 五B4 3 1 10 m s 3 1 55 10 m s 3 30 1 9 10 m s 3 1 9 10 m s 3 2 7 10 m s 3 2 7 10 m s 3 万有引力定律及其
