2019北京高考一模物理分類匯編—萬有引力

1、2019北京高考一模物理分類匯編一萬有引力1. （2019?西城區(qū)一模）如圖所示，一顆衛(wèi)星繞地球做橢圓運動，運動周期為T,圖中虛線為衛(wèi)星的運行軌跡，A,B, C, D是軌跡上的四個位置，其中 A距離地球最近，C距離地球最遠。B和D點是弧線ABC ADC的中點，下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星在C點的速度最大B.衛(wèi)星在C點的加速度最大C.衛(wèi)星從A經(jīng)D到C點的運動時間為-D.衛(wèi)星從B經(jīng)A至ij D點的運動時間為-2. （ 2019?石景山區(qū)模擬）2019年1月3日嫦娥四號月球探測器成功軟著陸在月球背面的南極-艾特肯盆地馮卡門撞擊坑，成為人類歷史上第一個在月球背面成功實施軟著陸的人類探測器。如圖所示，在

2、月球橢圓軌道上，已關(guān)閉動力的探月衛(wèi)星在月球引力作用下向月球靠近，并在B處變軌進入半徑為r、周期為T的環(huán)月圓軌道運行。已知引力常量為 G,下列說法正確的是（）A.圖中探月衛(wèi)星飛向B處的過程中速度越來越小B.圖中探月衛(wèi)星飛向B處的過程中加速度越來越小C.由題中條件可以計算出探月衛(wèi)星受到月球引力大小D.由題中條件可以計算出月球的質(zhì)量3. （ 2019?朝陽區(qū)一模）2018年5月21日，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號丙運載火箭，成功將嫦娥四號任務(wù)“鵲橋”號中繼星發(fā)射升空。6月14日，“鵲橋”號中繼星進入地月拉格朗日L2點的Halo使命軌道，以解決月球背面的通訊問題。如圖所示，地月拉格朗日L2點在地球

3、與月球的連線上。若衛(wèi)星在地月拉格朗日L2點上，受地球、月球兩大天體的引力作用，能保持相對靜止。已知地球質(zhì)量和地月距離，若要計算地月拉格朗日L2點與地球間的距離，只需要知道的物理量是（）1舞鬻"A.月球的質(zhì)量B. “鵲橋”號中繼星的質(zhì)量C.月球繞地球運行的周期D.引力常量4.（2019?豐臺區(qū)一模）如圖所示，海王星繞太陽沿橢圓軌道運動，P為近日點，Q為遠日點，M N為軌道短軸的兩個端點，運行的周期為 T0,若只考慮海王星和太陽之間的相互作用，則海王星在從 P經(jīng)過N、Q M回到P的 運動過程中，下列說法正確的是（）海EM.一'I-/ 尸產(chǎn) W '一曦 « -il

4、« « . * * U-frQ'太陽；/NA.從P到N階段，動能逐漸增大B.從N到Q階段，速度逐漸增大C.從Q到M階段，所用時間大于一D.從M到P階段，加速度逐漸減小5.（2019?豐臺區(qū)一模）地球上某處海水的周期性漲落稱為潮汐。潮汐主要是月球?qū)Ｋ囊υ斐傻?，太陽的引力也起一定的作用，但要弱得多。引起潮汐的力稱為引潮力，引潮力沿垂直海水表面向上（背離地心）最大處，海水形成高峰；反之，引潮力沿垂直海水表面向下（指向地心）最大處，海水出現(xiàn)低谷。為簡化研究，只在地-月系統(tǒng)分析問題，此時引潮力可稱為月潮力。假設(shè)地球表面全部被海水覆蓋，如圖所示，月地距離為r,地球半徑為R

5、,月球質(zhì)量為 M月，地球質(zhì)量為 M地；A為近月點，B為遠月點。如取直角坐標系的x軸沿月地聯(lián)線，0為地表某處的半徑與 x軸正方向的夾角。該處質(zhì)量為m的海水的月潮力在 x軸、y軸上的分力值Fx、Fy分別是Fx 一-RcosQ , Fy -一Rsin 0 ,依據(jù)已學的知識，結(jié)合上述公式，判斷下列說法正確的是（）A.月潮力就是地球?qū)Ｋ囊.月潮力就是月球?qū)Ｋ囊.近月點處的海水月潮力向下最大D.遠月點處的海水月潮力向上最大6. （ 2019?延慶區(qū)一模）2016年我國成功發(fā)射首顆微重力實驗衛(wèi)星-實踐十號，可以達到106g的微重力水平（106g其實指的是加速度），躋身世界先進行列。在太空中不

6、是應該引力提供向心力而完全失重嗎？微重力的來源之一是“引潮力”。引潮力較為復雜，簡單說來是由于衛(wèi)星實驗艙不能被看作質(zhì)點造成的，只有在衛(wèi)星的質(zhì)心位置引力才恰好等于向心力。假設(shè)衛(wèi)星實驗艙中各點繞地球運動的角速度相同，請根據(jù)所學知識判斷下列說法中正確的是（）A.在衛(wèi)星質(zhì)心位置下方（靠近地心一側(cè)）的物體微重力方向向上（遠離地心一側(cè)）B.在衛(wèi)星質(zhì)心位置上方的物體微重力方向向上C.處在衛(wèi)星質(zhì)心位置的物體所受合力為零D.在衛(wèi)星質(zhì)心位置上方的物體所受引力大于向心力7. （2019?懷柔區(qū)模擬）為紀念中國航天事業(yè)的成就，發(fā)揚航天精神，自 2016年起，將每年的4月24日設(shè)立為“中國航天日”。在 46年前的這一天

7、，中國第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功。至今中國已發(fā)射了逾百顆人造地球衛(wèi)星。衛(wèi)星環(huán)繞地球運動近似為圓周運動。下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星的環(huán)繞周期一定等于24hB.衛(wèi)星的環(huán)繞周期可能等于24hC.衛(wèi)星的第一宇宙速度小于7.9km/sD.衛(wèi)星的第一宇宙速度可能是3km/s8. （2019?海淀區(qū)校級模擬）2011年8月，“嫦娥二號”成功進入了繞“日地拉格朗日點”的軌道，我國成為世界上第三個造訪該點的國家，如圖所示，該拉格朗日點位于太陽與地球連線的延長線上，一飛行器位于該點，在幾乎不消耗燃料的情況下與地球同步繞太陽做圓周運動，則此飛行器的（）/ J地球外、 / % Q太陽© ：;I Ii * %/

8、干% % > /A.線速度大于地球的線速度B.向心力僅由地球的引力提供C.向心力僅由太陽的引力提供D.向心加速度小于地球的向心加速度9 / 8物理試題答案1 .【分析】衛(wèi)星繞地球做橢圓運動，與地球繞太陽做橢圓運動類似，可借助于開普勒第二定律：行星與太陽的連 線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等，進行分析?！窘獯稹拷猓篈衛(wèi)星繞地球做橢圓運動，類似于行星繞太陽運轉(zhuǎn)，根據(jù)開普勒第二定律：行星與太陽的連線 在相等時間內(nèi)掃過的面積相等，則知衛(wèi)星與地球的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等，所以衛(wèi)星在距離地球最 近的A點速度最大，在距離地球最遠的C點速度最小，衛(wèi)星在 日D兩點的速度大小相等。故 A正確,B、加速度

9、a則距離小的加速度大，即 A點加速最大，故 B錯誤C、衛(wèi)星從A經(jīng)D到C點與由C經(jīng)B到A為關(guān)于地球?qū)ΨQ的兩段距離，用時相同都為 故C正確D、衛(wèi)星從B經(jīng)A至ij D點的運動時間要小于-，故D錯誤故選：C。【點評】 本題采用類比的方法，運用開普勒定律進行分析，也可以萬有引力進行分析，掌握牛頓第二定律的應 用。2 .【分析】探月衛(wèi)星靠近月球時，受月球的萬有引力占主導，知道衛(wèi)星在月球軌道上變軌時的操作，根據(jù)萬有引 力提供圓周運動向心力可以計算中心天體的質(zhì)量。【解答】 解：A在橢圓軌道上，探月衛(wèi)星向月球靠近過程，萬有引力做正功，根據(jù)動能定理，衛(wèi)星的速度要 增加，故A錯誤；B、探月衛(wèi)星飛向B處的過程中受到地

10、球的引力越來越小，受到月球的引力越來越大，合外力越來越大，所以 加速度越來越大，故 B錯誤；C、探月衛(wèi)星質(zhì)量未知，故由題設(shè)條件無法計算探月衛(wèi)星受到月球引力大小，故C錯誤；D、在環(huán)月軌道，萬有引力提供圓周運動向心力，有：mr ,可得中心天體質(zhì)量：M ,故D正確；故選：Do【點評】知道衛(wèi)星變軌原理，環(huán)繞天體繞中心天體做圓周運動時萬有引力提供圓周運動向心力，據(jù)此可以分析 衛(wèi)星軌道問題及計算中心天體質(zhì)量問題，掌握相關(guān)規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵。3 .【分析】“鵲橋”號中繼星繞地球做圓周運動，其向心力是地球和月球的引力的合力提供，由萬有引力定律可列方程求解；“鵲橋”號中繼星做圓周運動的周期和月球繞地周期相同；

11、“鵲橋”號中繼星的質(zhì)量在計算過程 中可以消去。【解答】解：“鵲橋”號中繼星繞地球做圓周運動，其向心力是地球和月球的引力的合力提供的，由萬有引力 定律可得：地月月地此方程中，“鵲橋”號中繼星的質(zhì)量可以消去，“鵲橋”號中繼星的周期等于月球繞地周期，所以只要知道月 球的質(zhì)量，就可此計算出地月拉格朗日L2點與地球間的距離。故A正確，BCD昔誤。故選：A?！军c評】本題考查了萬有引力定律及應用。關(guān)鍵點一：“鵲橋”號中繼星繞地球做圓周運動，其向心力是地球和月球的引力的合力提供；關(guān)鍵點二：“鵲橋”號中繼星做圓周運動的周期和月球繞地周期相同。4 .【分析】根據(jù)海王星在PM段和MQ能的速率大小比較兩段過程中的運動

12、時間，從而得出Q到M所用時間與周期的關(guān)系；抓住海王星只有萬有引力做功，得出機械能守恒；根據(jù)萬有引力做功確定速率的變化【解答】 解：A從P至UN階段，萬有引力對它做負功，動能逐漸減小，故 A錯誤；B、從N到Q階段，萬有引力做負功，速率減小，故 B錯誤；C、海王星在 MP的速度大小大于 QM段的速度大小，則 MP段的時間小于 QM段的時間，所以 Q到M所用的時 間大于一，故C正確；D、從M到P階段，離太陽越來越近，萬有引力增大，加速度逐漸增大，故D錯誤；故選：C?！军c評】 解決本題的關(guān)鍵知道近日點的速度比較大，遠日點的速度比較小，從 P到Q和Q到P的運動是對稱的, 但是M到P和Q到M不是對稱的。5

13、 .【分析】潮汐現(xiàn)象是沿海地區(qū)的一種自然現(xiàn)象，指海水在天體（主要是月球和太陽）引潮力作用下所產(chǎn)生的周 期性運動，月球引力和地球離心力是兩種對立的力，兩者結(jié)合起來產(chǎn)生的合力（矢量和），就是月球使海水發(fā) 生潮汐現(xiàn)象的力量，稱為月球引潮力?！窘獯稹?解：A月潮力是月球引力和地球離心力兩者結(jié)合起來產(chǎn)生的合力，故AB錯誤；C、月潮力在 x軸、y軸上的分力值 Fx、Fy分別是Fx 一一RcosQ , Fy -Rsin 0 ,近月點處對應的夾 角是180。，F(xiàn)x最大，方向指向月心，所以近月點處的海水月潮力向上最大，故 C錯誤；D、遠月點處對應的夾角是 0。，F(xiàn)x最大，方向背向月心，遠月點處的海水月潮力向上最

14、大，故D正確；故選：Do【點評】 潮汐是一種自然現(xiàn)象，可以根據(jù)物理規(guī)律進行分析；潮汐形成有多種原因，但主要是因為月球的引力， 同時還要注意地球的自轉(zhuǎn)的影響。6 .【分析】衛(wèi)星實驗艙若地球做勻速圓周運動，地球?qū)嶒炁摰娜f有引力提供向心力，同時實驗艙內(nèi)的各點受到 實驗艙各部分的萬有引力（微重力），結(jié)合受力特點與運動的特點，然后分析即可?！窘獯稹拷猓篈根據(jù)萬有引力提供向心力可知，衛(wèi)星質(zhì)點下方的物體，需要的向心力小于萬有引力，多余的萬有引力由向外的支持力抵消，“潮引力”向內(nèi)，指向地心，故 A錯誤；B、D根據(jù)萬有引力提供向心力可知，衛(wèi)星質(zhì)點上方的物體受到的萬有引力比質(zhì)心的小，上方物體需要的向心 力比質(zhì)心

15、的大，此時引力不足以提供向心力；此時需要支持力來彌補引力來提供向心力，“潮引力”是支持力 的反方向，所以此時“潮引力”向上，故 B正確，D錯誤；C、處于質(zhì)心位置的物體，萬有引力提供向心力，合力不為零，故 C錯誤。故選：Bo【點評】該題考查學生的知識遷移能力，解答的關(guān)鍵是要根據(jù)題目的表述，正確結(jié)合實驗艙做勻速圓周運動分 析。7 .【分析】 衛(wèi)星繞地球做圓周運動，萬有引力提供向心力，同步衛(wèi)星的周期是24小時，地球衛(wèi)星的第一宇宙速度是 7.9Km/s ,【解答】 解：AB同步衛(wèi)星的周期為 24小時，若不是同步衛(wèi)星則周期不是24小時，故A錯誤，B正確CD地球衛(wèi)星的第一宇宙速度是 7.9Km/s ,故CD錯誤故選：Bo【點評】明確第一宇宙速度是圍繞地球做勻圓圓周運動的最大速度，同時也是近地軌道圓周運動的速度；它是 發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度。8 .【分析】飛行器與地球同步繞太陽