《万有引力定律与航天-五年高考（2014-2018）三年模拟（2016-2018）物理---精校解析 Word版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《万有引力定律与航天-五年高考（2014-2018）三年模拟（2016-2018）物理---精校解析 Word版（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1【2014福建卷】若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的（ ）A. 倍 B.倍 C.倍 D.倍【答案】C【考点定位】本题考查天体运动2【2014江苏卷】已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为（ ）A3.5km/s B5.0km/s C17.7km/s D35.2km/s【答案】A【解析】试题分析：设航天器的质量为m，地球的质量为M1，半径为R1，火星的质量为M2，半径为R2，航天器在它们表面附近绕它们运动的速率分别为v1、v1，其向心力由它们对航天器
2、的万有引力提供，根据牛顿第二定律和万有引力定律有：，解得：，在地球表面附近做圆周运动的速度为第一宇宙速度，即：v17.9km/s，解得航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为：v1v13.5km/s，故选项A正确。【考点定位】本题主要考查了牛顿第二定律、万有引力定律的应用和第一宇宙速度的识记问题，属于中档题。3【2014天津卷】研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比A距地面的高度变大B向心加速度变大B线速度变大D角速度变大【答案】A【考点定位】万有引力定律及应用【应试技巧】
3、对单选题，若可以直接确定正确选项时，则无需再对其他选项进行分析，以节省答题时间；4.【2014新课标全国卷】假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常数为G，则地球的密度为：A. B. C. D. 【答案】B【解析】试题分析：由万有引力定律可知：，在地球的赤道上：，地球的质量：，联立三式可得:，选项B正确；【考点定位】万有引力定律及牛顿定律的应用。【知识拓展】要知道在地球表面上物体的重力等于物体对支持面的压力，也等于地面对物体的支持力的大小。5.【2014浙江卷】长期以来“卡戎星（Charon）”被认为是冥王星唯一
4、的卫星，它的公转轨道半径r1=19600km，公转周期T1=6.39天。2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2=48000km，则它的公转周期T2最接近于（ ）A.15天 B.25天 C.35天 D.45天【答案】B【解析】【试题分析】根据开普勒行星三定律的周期定律，代入数据可求T2最接近于25天，所以B选项正确；A、C、D错误。【考点定位】天体运动、开普勒定律【方法技巧】这类问题不需要计算出具体数值，只要大致估算一下就行6.【2014广东卷】如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动。星球相对飞行器的张角为。下列说法正确的是：A.轨道半径越大，周期越长B.
5、轨道半径越大，速度越大C.若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D.若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度【答案】AC【考点定位】本题考查万有引力定律7.【2014安徽卷】在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律。法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。已知单摆摆长为l，引力常量为G，地球质量为M，摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期T与距离r的关系式为（ ）A. B. C. D. 【答案】B【考点定位】万有引力定律、单摆周期公式8【2014山东卷】2
6、013年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程。某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图，将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球。设“玉兔”质量为，月球半径为，月面的重力加速度为。以月面为零势能面，“玉兔”在高度的引力势能可表示为，其中为引力常量，为月球质量。若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为A B C D【答案】D【解析】试题分析：在月球表面上，而在距离月球表面h高处时，在高h处玉兔的动能，而将玉兔发送到该处时，对它做的功应等于它在该处的机械能，即对它做
7、的功为W=，因此D正确，ABC错误。【考点定位】万有引力与航天，机械能守恒及其应用9.【2014新课标全国卷】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：地球火星木星土星天王星海王星轨道半径（AU）1.01.55.29.51930A各点外行星每年都会出现冲日现象B.在2015年内一
8、定会出现木星冲日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】BD【考点定位】万有引力与航天10【2014海南卷】设地球自转周期为T，质量为M。引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R。同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为A B C D【答案】A【解析】试题分析：假设物体质量为m，物体在南极受到的支持力为N1，则；假设物体在赤道受到的支持力为N2，则；联立可得，故选A。考点：万有引力定律、匀速圆周运动的向心力11.【2014上海卷】动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比，它们的角速度之比 ，质量之比 。【答
9、案】 考点：万有引力与航天12.【2014重庆卷】（15分）题7图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图.首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月球高度为处悬停（速度为0，远小于月球半径）；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为处的速度为，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面.已知探测器总质量为（不包括燃料），地球和月球的半径比为，质量比为，地球表面附近的重力加速度为，求：（1）月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小；（2）从开始竖直下降到刚接触月面时，探测器机械能的变化。【答案】（1），；（2）（2）设机械能变化量为，动能变化量为，重力势能变化量
10、为.由能量守恒定律：有解得：【考点定位】本题考查了万用引力定律及其应用、自由落体运动、能量守恒定律。【方法技巧】要求对每个知识点都非常清晰。13（22 分）【2014全国大纲卷】已知地球的自转周期和半径分别为T和R，地球同步卫星A的圆轨道半径为h。卫星B沿半径为r（rh）的圆轨道在地球赤道的正上方运行，其运行方向与地球自转方向相同。求：（1）卫星B做圆周运动的周期；（2）卫星A和B连续地不能直接通讯的最长时间间隔（信号传输时间可忽略）。【答案】 （1）；（2）（arcsinarcsin）T【解析】试题分析：（1）设卫星B绕地心转动的周期为T ，地球质量为M，卫星A、B的质量分别为m、m，根据万
11、有引力定律和圆周运动的规律有：mh mr 联立两式解得：T 【考点定位】本题主要考查了万有引力定律的应用和空间想象能力问题，属于中档偏高题。【2015上海22B】1两靠得较近的天体组成的系统成为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于由于引力作用而吸引在一起。设两天体的质量分布为和，则它们的轨道半径之比_；速度之比_。1【答案】 ；【解析】 双星角速度相同。向心力由万有引力提供，大小也相等，所以有：，所以，角速度一定，线速度与半径成正比，所以速度之比。【考点定位】 万有引力定律；圆周运动【名师点睛】 本题考查双星问题，要掌握双星问题的特点：双星角速度相同，向心力由万有引力提供
12、也相同，向心力大小也相等。【2015江苏3】2过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径为1/20，该中心恒星与太阳的质量比约为（ ）A1/10 B1 C5 D102【答案】B【解析】 由题意知，根据万有引力提供向心力，可得恒星质量与太阳质量之比为81:80，所以B正确。【考点】天体运动【名师点睛】本题主要是公式，在天体运动中，万有引力提供向心力可求中心天体的质量。【2015福建14】3如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动
13、，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2。则（ ） 3【答案】 A【考点定位】 天体运动【名师点睛】：本题主要是公式，卫星绕中心天体做圆周运动，万有引力提供向心力，由此得到线速度与轨道半径的关系【2015重庆2】4宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为，距地面高度为，地球质量为，半径为，引力常量为，则飞船所在处的重力加速度大小为A0 B C D4【答案】B【考点定位】万有引力定律的应用。【名师点睛】掌握万有引力定律求中心天体的质量和密度、环绕天体的线速度、角速度、周期、加速度；主要利用。【2015天津4
14、】5未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转仓”如图所示，当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，为达到目的，下列说法正确的是A旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小5【答案】B【解析】在外太空，宇航员处于完全失重状态，所以在旋转仓中我们不需要考虑地球引力作用；宇航员在旋转仓中做圆周运动所需要的向心力由侧壁支持力提供，根据题意有，故可知，与宇航员质量无关，所以选项CD错误； 旋转半径越大，转运角速度就越小，故选项A正确、B错误
