河南省安陽市洹北中學(xué)2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十單元 萬有引力與航天真題與模擬單元重組卷 新人教版

1、 中小學(xué)最新教育資料第十單元 萬有引力與航天測試時間：90 分鐘滿分：110 分第卷 (選擇題，共 48 分)一、選擇題(本題共 12 小題，共 48 分。在每小題給出的四個選項中，第 18 小題只有一個選項正確，第 912 小題有多個選項正確，全部選對的得 4 分，選對但不全的得 2 分，有選錯或不答的得 0 分)120186全國卷關(guān)于行星運動的規(guī)律，下列說法符合史實的是(a開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了行星運動的規(guī)律)b開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運動的規(guī)律c開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因d開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律答案

2、 b解析 開普勒在第谷的觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，b 項正確；牛頓在開普勒總結(jié)的行星運動規(guī)律的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，找出了行星運動的原因，a、c、d 項錯誤。220186懷化模擬如圖所示，飛行器 p 繞某星球做勻速圓周運動，星球相對飛行器的張角為 ，下列說法不正確的是(a軌道半徑越大，周期越長b張角越大，速度越大)c若測得周期和張角，則可得到星球的平均密度d若測得周期和軌道半徑，則可得到星球的平均密度答案 d解析 根據(jù)開普勒第三定律，可知軌道半徑越大，飛行器的周期越長，角速度越小， agmm vgm可知軌道半徑越小，速度越大，張2v正確；根據(jù)萬有引力提供向心力有， mr2r

3、r角越大半徑越小，故 b 正確；設(shè)星球的質(zhì)量為 m，半徑為 r，平均密度為 ，張角為 ，飛gmm行器的質(zhì)量為 m，軌道半徑為 r，周期為 t。對于飛行器，根據(jù)萬有引力提供向心力得： r2中小學(xué)最新教育資料 中小學(xué)最新教育資料4 r4 r2m223m得：m，由幾何關(guān)系有：rrsin ，星球的平均密度 ；由以上三式t2gt243r3知測得周期和張角，可得到星球的平均密度。若測得周期和軌道半徑，可得到星球的質(zhì)量，但是星球的半徑未知，不能求出星球的平均密度。故c 正確，d 錯誤。320186四川高考國務(wù)院批復(fù)，自 20186 年起將 4 月 24 日設(shè)立為“中國航天日”。1970 年 4 月 24 日

4、我國首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星東方紅一號，目前仍然在橢圓軌道上運行，其軌道近地點高度約為 440 km，遠地點高度約為 2060 km；1984 年 4 月 8 日成功發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星運行在赤道上空 35786 km 的地球同步軌道上。設(shè)東方紅一號在遠地點的加速度為a ，東方紅二號的加速度為 a ，固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為 a ，則 a 、1231a 、a 的大小關(guān)系為()23aa a aba a a213321ca a ada a a312123答案 d解析 固定在赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的周期與同步衛(wèi)星運行的周期相等，同步衛(wèi)星做2 t 圓周運動的半徑大，由 ar 可知，同步

5、衛(wèi)星做圓周運動的加速度大，即 ，b、ca a223mm項錯誤；由于東方紅二號與東方紅一號在各自軌道上運行時受到萬有引力，因此有 g ma，r2m即 ag ，由于東方紅二號距地面的高度比東方紅一號在遠地點時距地高度大，因此有 a a ，r212d 項正確。42019吉林乾安七中檢測20186 年 6 月 25 日晚，我國新一代運載火箭“長征七號”在海南文昌航天發(fā)射場點火升空，這將有效提升我國進出空間的能力。海南文昌航天發(fā)射場為低緯度濱海發(fā)射基地，將同型號的火箭從高緯度發(fā)射場移到低緯度發(fā)射場，推力可提升，這對人造衛(wèi)星的發(fā)射大有幫助，這是利用了緯度低(將地球當(dāng)作標準球體)(a物體所受地球的萬有引力小

6、，隨地球自轉(zhuǎn)的周期大b物體的重力加速度小，隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大c發(fā)射衛(wèi)星時的第一宇宙速度小，地理位置高d火箭和衛(wèi)星的慣性小)答案 b解析 同一物體處在不同的緯度受到的萬有引力相同，a 項錯誤；緯度越低，物體的重力加速度越小，由 v r 可知物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度越大，衛(wèi)星發(fā)射前具有較大初動能，這些都對發(fā)射衛(wèi)星有利，b 項正確；地球衛(wèi)星的第一宇宙速度與緯度無關(guān)，c 項錯誤；慣性由物體質(zhì)量決定，與物體所處緯度無關(guān)，d 項錯誤。中小學(xué)最新教育資料 中小學(xué)最新教育資料520186長春高三質(zhì)檢某國成功發(fā)射了一顆衛(wèi)星，該衛(wèi)星在近地點高度494.6公里、遠地點高度500公里的軌道上運行，它的運行軌道可視為圓

7、周，運行周期為94分24秒，關(guān)于該衛(wèi)星下列表述正確的是()a該衛(wèi)星軌道可以任意選擇，地心不必在軌道平面內(nèi)b該衛(wèi)星的發(fā)射速度不超過第一宇宙速度c該衛(wèi)星在軌道運行的速度大于地球同步衛(wèi)星運行速度d該衛(wèi)星只需加速，即可追上同軌道運行的其他衛(wèi)星答案 c解析 所有地球衛(wèi)星的軌道平面一定過地心，所以選項a錯誤；發(fā)射衛(wèi)星時速度一定超過第一宇宙速度，選項b錯誤；該衛(wèi)星軌道低于同步衛(wèi)星軌道，所以運行速度大于同步衛(wèi)星的運行速度，選項c正確；衛(wèi)星加速后將做離心運動，偏離原軌道，不能直接追上同軌道的衛(wèi)星，選項d錯誤。620186全國卷利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊。目前，地球同

8、步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍。假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為()a1 hc8 h答案 bb4 hd16 h解析 設(shè)地球半徑為 r，畫出僅用三顆地球同步衛(wèi)星使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊時同步衛(wèi)星的最小軌道半徑示意圖，如圖所示。由圖中幾何關(guān)系可得，同步衛(wèi)星的rr3最小軌道半徑r2r。設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期的最小值為t，則由開普勒第三定律可得，32，解得t4 h，選項b正確。t2中小學(xué)最新教育資料 中小學(xué)最新教育資料72019南昌模擬20186 年 10 月 17 日，“神舟十一號”載人飛船發(fā)射升空，運送兩名宇航員前往在 20186

9、 年 9 月 15 日發(fā)射的“天宮二號”空間實驗室，宇航員計劃在“天宮二號”駐留 30 天進行科學(xué)實驗?！吧裰凼惶枴迸c“天宮二號”的對接變軌過程如圖所示，ac是橢圓軌道的長軸。“神舟十一號”從圓軌道先變軌到橢圓軌道，再變軌到圓軌道，與在圓軌道運行的“天宮二號”實施對接。下列描述正確的是(a“神舟十一號”在變軌過程中機械能不變)b可讓“神舟十一號”先進入圓軌道，然后加速追趕“天宮二號”實現(xiàn)對接c“神舟十一號”從 a 到 c 的平均速率比“天宮二號”從 b 到 c 的平均速率大d“神舟十一號”在橢圓軌道上運動的周期與“天宮二號”運行周期相等答案 c解析 “神舟十一號”飛船變軌過程中軌道升高，機械

10、能增加，a 選項錯誤；若飛船在進入圓軌道后再加速，則將進入更高的軌道飛行，不能實現(xiàn)對接，選項b 錯誤；飛船軌道越低，速率越大，軌道比軌道的平均高度低，因此平均速率要大，選項c 正確；由開普勒第三定律可知，橢圓軌道上的運行周期比圓軌道上的運行周期要小，d 項錯誤。820186北京高考如圖所示，一顆人造衛(wèi)星原來在橢圓軌道 1 繞地球 e 運行，在 p點變軌后進入軌道 2 做勻速圓周運動。下列說法正確的是()a不論在軌道 1 還是軌道 2 運行，衛(wèi)星在 p 點的速度都相同b不論在軌道 1 還是軌道 2 運行，衛(wèi)星在 p 點的加速度都相同中小學(xué)最新教育資料 中小學(xué)最新教育資料c衛(wèi)星在軌道 1 的任何位

11、置都具有相同加速度d衛(wèi)星在軌道 2 的任何位置都具有相同動量答案 b解析 衛(wèi)星由軌道 1 進入軌道 2，需 在 p 點加速做離心運動，故衛(wèi)星在軌道 2 運行經(jīng)過 pmm點時的速度較大，a 項錯誤；由 g ma 可知，不論在軌道 1 還是在軌道 2 運行，衛(wèi)星在 pr2點的加速度都相同，在軌道 1 運行時，衛(wèi)星在不同位置有不同的加速度，b 項正確，c 項錯誤；衛(wèi)星在軌道 2 的不同位置，速度方向一定不相同，故動量方向一定不相同，d 項錯誤。92019常州檢測納米材料的抗拉強度幾乎比鋼材還高出100 倍，使人們設(shè)想的太空電梯成為可能。其工作原理是從同步衛(wèi)星高度的太空站豎直放下由納米材料做成的太空電

12、梯，固定在赤道上，這樣太空電梯隨地球一起旋轉(zhuǎn)，如圖所示。當(dāng)太空電梯倉停在太空電梯中點p 時，下列對于太空電梯倉說法不正確的是(a處于平衡狀態(tài))b速度比同步衛(wèi)星大c向心加速度比同高度衛(wèi)星的小d處于完全失重狀態(tài)答案 abd解析 電梯做圓周運動，有加速度，受力不平衡，故 a 錯誤。根據(jù) v r 知速度比同步衛(wèi)星的小，故 b 錯誤。因與 p 點同高度的衛(wèi)星角速度大于同步衛(wèi)星角速度，根據(jù) a r 知2太空電梯倉向心加速度比同高度衛(wèi)星的小，故c 正確。完全失重時的重力充當(dāng)向心力，而電梯倉除重力外還受電梯作用，故 d 錯誤。1020186沈陽高三質(zhì)檢為了探測 x 星球，總質(zhì)量為 m 的探測飛船載著登陸艙在以

13、1該星球中心為圓心的圓軌道上運動，軌道半徑為r ，運動周期為 t 。隨后質(zhì)量為 m 的登陸艙112脫離飛船，變軌到離星球更近的半徑為 r 的圓軌道上運動，則()24 r2ax 星球表面的重力加速度 g 1t1214 r231bx 星球的質(zhì)量 mgt21c登陸艙在 r 與 r 軌道上運動時的速度大小之比12vvm r112m r2 12r32d登陸艙在半徑為 r 軌道上做圓周運動的周期 t t1r2231答案 bd中小學(xué)最新教育資料 中小學(xué)最新教育資料mm解析 研究飛船繞星球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式： g r214 r4 r4 r22312m1，得出：m，故 b 正確。根

14、據(jù)圓周運動知識，a1只能表示在半徑為 rt21gt21t211的圓軌道上向心加速度，而不等于 x 星球表面的重力加速度，故 a 錯誤。研究登陸艙繞星球gmm v2做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力有：在半徑為r 的圓軌道上運動： m 得出：r2rgm，表達式里 m 為中心體星球的質(zhì)量，r 為運動的軌道半徑。所以登陸艙在r 與 r 軌vr12rr道上運動時的速度大小之比為2，故c 錯誤。研究登陸艙繞星球做勻速圓周運動，根據(jù)萬1gmm m4 rr3gm2有引力提供向心力，列出等式：在半徑為 r 的圓軌道上運動： 得出：t2。rt22表達式里 m 為中心體星球的質(zhì)量，r 為運動的軌道半徑。所以登

15、陸艙在r 與 r 軌道上運12rr331動時的周期大小之比為：，所以 t t ，故 d 正確。12rr322311120186武漢調(diào)研水星或金星運行到地球和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)稱為“行星凌日”。已知地球的公轉(zhuǎn)周期為365 天，若將水星、金星和地球的公轉(zhuǎn)軌道視為同一平面內(nèi)的圓軌道，理論計算得到水星相鄰兩次凌日的時間間隔為116 天，金星相鄰兩次凌日的時間間隔為 584 天，則下列判斷合理的是(a地球的公轉(zhuǎn)周期大約是水星的 2 倍)b地球的公轉(zhuǎn)周期大約是金星的 1.6 倍c金星的軌道半徑大約是水星的 3 倍d實際上水星、金星和地球的公轉(zhuǎn)軌道平面存在一定的夾角，所以水星或金

16、星相鄰兩次凌日的實際時間間隔均大于題干所給數(shù)據(jù)答案 bd解析 設(shè)水星、地球、金星公轉(zhuǎn)周期分別為t 、t 和 t ，水星兩次凌日時間差為t ，水地t t金水t t金星兩次凌日時間差為 t ，由題意可知， 1， 1，解得 t 88 天，t 225水水金金t tt t金水金水地金地天，所以地球公轉(zhuǎn)周期大約是水星公轉(zhuǎn)周期的 4 倍，大約是金星公轉(zhuǎn)周期的 1.6 倍，a 項錯3r rrr22528823 6.53，c 項錯誤；理3金3水誤，b 項正確；由開普勒第三定律可知， ，解得 金t t2金2水水論上發(fā)生凌日時，金星(或水星)、地球、太陽三者共線，如果金星(或水星)公轉(zhuǎn)軌道與地球公轉(zhuǎn)軌道存在一定夾角

17、，此時并不能產(chǎn)生凌日現(xiàn)象，所以金星(或水星)相鄰兩次凌日的實際時間間隔應(yīng)大于理論上的時間間隔，d 項正確。1220186武漢高三調(diào)研太空中存在一些離其它恒星很遠的、由三顆星組成的三星系統(tǒng)，可忽略其它星體對它們的引力作用。已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是直線三星系統(tǒng)三顆星始終在一條直線上；另一種是三角形三星系統(tǒng)三顆星位于等邊三角形的三個頂點上。已知某直線三星系統(tǒng) a 每顆星體的質(zhì)量均為 m，相鄰兩顆星中心間的距離都為 r；某三角形三星系統(tǒng) b 的每顆星體的質(zhì)量恰好也均為 m，且三星系統(tǒng) a 外側(cè)中小學(xué)最新教育資料 中小學(xué)最新教育資料的兩顆星作勻速圓周運動的周期和三星系統(tǒng) b

18、每顆星作勻速圓周運動的周期相等。引力常量為 g，則()gmra三星系統(tǒng) a 外側(cè)兩顆星運動的線速度大小為 v15gmrb三星系統(tǒng) a 外側(cè)兩顆星運動的角速度大小為 2rr5gmc三星系統(tǒng) b 的運動周期為 t4 r312d三星系統(tǒng) b 任意兩顆星體中心間的距離為 lr5答案 bcd解析 在第一種形式下：三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為r 的圓軌道上運行，如圖所示。其中邊上的一顆星受中央星和另一顆邊上星的萬有引力提供向心mm2rv5gm4r2 rr5gm12r5gmr22力。g gm 解之得：v，t4 r， ，故選r2rv2項 b 正確，選項 a 錯誤；另一種形式是三顆星位于等

19、邊三角形的三個頂點上，并沿外接于等gmll2邊三角形的圓形軌道運行， 由萬有引力定律和牛頓第二定律得：2 cos30m2cos30232 t r5gm1252，由于兩種系統(tǒng)的運動周期相同，即 t4 r，故解得：lr，故 c、d正確。第卷 (非選擇題，共 62 分)二、填空題(本題共 2 小題，共 12 分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答)1320186佛岡一中二模(6 分)宇宙飛船繞地心做半徑為 r 的勻速圓周運動，飛船艙內(nèi)有一質(zhì)量為 m 的人站在可稱體重的臺秤上，用 r 表示地球的半徑，g 表示地球表面處的重力加速度，g 表示宇宙飛船所在處的地球引力加速度，n 表示人對秤的壓力，則

20、g _，00中小學(xué)最新教育資料 中小學(xué)最新教育資料n_。r2答案r2g(3 分) 0(3 分)解析 忽略地球的自轉(zhuǎn)，根據(jù)萬有引力等于重力列出等式：mm宇宙飛船所在處，有：mg g ，r20mmr2在地球表面處：mgg ，解得：g g。r2r20宇宙飛船繞地心做勻速圓周運動，飛船艙內(nèi)物體處于完全失重狀態(tài)，即人只受重力，所以人對臺秤的壓力為 0。1420186延邊州質(zhì)檢(6 分)“神九”載人飛船與“天宮一號”成功對接及“蛟龍”號下潛突破 7000 米入選 20182 年中國十大科技進展新聞。若地球半徑為 r，把地球看做質(zhì)量分布均勻的球體(質(zhì)量分布均勻的球殼對球內(nèi)任一質(zhì)點的萬有引力為零)。“蛟龍”號

21、下潛深度為 d，“天宮一號”軌道距離地面高度為 h，“蛟龍”號所在處與“天宮一號”所在處的重力加速度之比為_。rdrh2答案(6 分)r3gm解析 令地球的密度為 ，則在地球表面，重力和地球的萬有引力大小相等，有：g ，r24由于地球的質(zhì)量為：m r ，334所以重力加速度的表達式可寫成：g g r。3根據(jù)題意有，質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零，固在深度為d 的地球內(nèi)部，受到地球的萬有引力即為半徑等于(rd)的球體在其表面產(chǎn)生的萬有引力，故深度為 d 處的4重力加速度為：g g (rd)，3g rd所以有：。grmmrh根據(jù)萬有引力提供向心力為：g“天宮一號”的加速度為：ama，22g

22、mrh，agr2rh所以有： ，2gardrh2。得：r3三、計算題(本題共 4 小題，共 50 分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)1520186衡水中學(xué)周測(10 分)在勇氣號火星探測器著陸的最后階段，著陸器降落到火星表面上，再經(jīng)過多次彈跳才停下來。假設(shè)著陸器第一次落到火星表面彈起后，到達最中小學(xué)最新教育資料 中小學(xué)最新教育資料高點時高度為 h，速度方向是水平的，速度大小為 v ，求它第二次落到火星表面時速度的大0小，計算時不計火星大氣阻力。已知火星的一個衛(wèi)星的圓軌道的半徑為 r，周期為 t，火星可視為半徑為

23、 r 的均勻球體。0解 以 g表示火星表面附近的重力加速度，m 表示火星的質(zhì)量，m 表示火星的衛(wèi)星的質(zhì)量，m表示火星表面處某一物體的質(zhì)量，由萬有引力定律和牛頓第二定律，有mmgmg(2 分)r20mm 4 rr22g m(2 分)t2設(shè) v 表示著陸器第二次落到火星表面時的速度，它的豎直分量為v ，水平分量仍為 v ，10有 v 2gh(2 分)21v v v (2 分)21208 hr23由以上各式解得：vv (2 分)20t r2201620186煙臺測試(12 分)一航天儀器在地面上重為 f ，被宇航員帶到月球表面上1時重為 f 。已知月球半徑為 r，引力常量為 g，地球表面的重力加速度大小為 g ，求：20(1)月球的密度；(2)月球的第一宇宙速度和近月衛(wèi)星(貼近月球表面)的周期。解 (1)在地面上 f mg (1 分)10gmm在月球表面上 f (2 分)r2243月球的質(zhì)量 m r (1 分)33g f4 grf解得月球密度 (1 分)021(2)設(shè)月球的第一宇宙速度為 v，近月衛(wèi)星的周期為 t，則mv2f (2 分)r2f mg102 rvt(2 分)f rg解得 v2 r0(1 分)2f1rfg ft2(2 分)1v02172019東北三省四市聯(lián)考(14 分)已知地球的半徑為 r，地球衛(wèi)星 a