2019年高考物理二輪復習專題強化五萬有引力與航天

1、專題強化五萬有引力與航天一、選擇題：本題共 10 小題，每小題 5 分，在每小題給出的四個選項中，有多項符合 題目要求的，全部選對的得5 分，選對但不全的得 3 分，有選錯的得 0 分.1. 2018 廣安市二次質(zhì)檢2018 年 1 月 12 日，我國以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第 26 顆、第27 顆北斗導航衛(wèi)星，這兩顆衛(wèi)星屬于中圓地球軌道衛(wèi)星（介于近地和同步之間的軌道）這兩顆衛(wèi)星（）A. 運行速度大于第一宇宙速度B. 運行速度小于同步軌道衛(wèi)星的運行速度C. 發(fā)射速度大于第一宇宙速度D. 發(fā)射速度小于同步軌道衛(wèi)星的運行速度2. （多選）2018 全國卷I2017 年，人類第一次直接探測到來自雙

2、中子星合并的引力波.根據(jù)科學家們復原的過程，在兩顆中子星合并前約100 s 時，它們相距約 400 km，繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12 圈。將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星（）A.質(zhì)量之積 B .質(zhì)量之和C.速率之和 D .各自的自轉(zhuǎn)角速度1 13.2018 洛陽市二模已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的自轉(zhuǎn)周期與地球相近， 公轉(zhuǎn)周期約為地球公轉(zhuǎn)周期的兩倍.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可推知（）2329C.D.火星橢圓軌道的半長軸約為地球橢圓軌道半長軸的在地面上發(fā)射航天器到火星，2018 黃岡中學第二次聯(lián)考速圓周運動.已知 比等于（）4

3、.N連線與MA.sin0B.sin0C.tan0D.tan0平面內(nèi)繞地心O做勻O連線間的夾角最大為0,則M N的運動線速度大小之/4 4 倍其發(fā)射速度至少達到地球的第三宇宙速度2A. 火星表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的B. 火星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比約為35. 2018 武漢模擬如圖為人造地球衛(wèi)星的軌道示意圖，LEO 是近地軌道，MEO 是中地 球軌道，GEO 是地球同步軌道，GTO 是地球同步轉(zhuǎn)移軌道已知地球的半徑R= 6 400 km , 該圖中 MEC 衛(wèi)星的周期約為（圖中數(shù)據(jù)為衛(wèi)星近地點、遠地點離地面的高度 ）（）6.2018 浙江模擬世界上沒有永不謝幕的傳奇

4、，NASA 的“卡西尼”號探測器進入土星探測任務的最后篇章.據(jù)NASAB道，“卡西尼”4月 26 日首次到達土星和土星內(nèi)環(huán)（碎冰塊、巖石塊、塵埃等組成）之間，并在近圓軌道做圓周運動在極其稀薄的大氣作用下，開啟土星探測之旅的最后階段一一“大結(jié)局”階段.這一階段將持續(xù)到九月中旬， 直至墜向土星的懷抱若“卡西尼”只受土星引力和稀薄氣體阻力的作用，則（）A. 4 月 26 日，“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的角速度小于內(nèi)環(huán)的角速度B. 4 月 28 日，“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的速率小于內(nèi)環(huán)的速率C. 5 月到 6 月間，“卡西尼”的動能越來越大D. 6 月到 8 月間，“卡西尼”的動能以及它與火星

5、的引力勢能之和保持不變7.（多選）2018 四川省棠湖中學第二次模擬2016 年 8 月 16 日凌晨，被命名為“墨子號”的中國首顆量子科學實驗衛(wèi)星開啟星際之旅，這是我國在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系.“墨子號”衛(wèi)星的工作高度約為 500 km,在軌道上繞地球做勻速圓周運動，經(jīng)過時間t（t小于其運動周期），運動的弧長為s，與地球中心連線掃過的角度為3（弧度），引力常量為G則下列關于“墨子號”的說法錯誤的是（）A.線速度大于第一宇宙速度D.向心加速度小于地球同步衛(wèi)星的向心加速度& 2018 炎德英才大聯(lián)考2018 年 1 月 31 號

6、晚上，月亮女神上演 全食血月+超級月亮+藍月”三景合一的天文奇觀超級月亮首要條件是月亮距地球最近，月亮繞地球運動實際是橢圓軌道，距離地球的距離在近地點時為36.3 萬千米，而位于遠地點時，距離為 40.6 萬千米，兩者相差達到10.41%，運行周期為 27.3 天，那么以下說法正確的是（）A. 月球在遠地點時繞行的線速度最大B. 每次月球在近地點時，地球上同一位置的人都將看到月食C. 有一種說法，月球的近地點越來離地球越遠，如果一旦變成半徑大小等于遠地點距 離 40.6 萬千米的圓軌道時，那么月球繞地球的周期將變大B.C.環(huán)繞周期為質(zhì)量為Gt23152 年一次的A. 3 hB. 8 hC. 1

7、5 hD. 20 h4D. 月球是地球的衛(wèi)星，它在遠地點時的機械能大于在近地點的機械能9. 2018 銀川一中高三一模我國于 2017 年 11 月發(fā)射“嫦娥五號”探月衛(wèi)星，計劃 執(zhí)行月面取樣返回任務.“嫦娥五號”從月球返回地球的過程可以簡單分成四步，如圖所示第一步將“嫦娥五號”發(fā)射至月球表面附近的環(huán)月圓軌道I,第二步在環(huán)月軌道的A處進行變軌進入月地轉(zhuǎn)移軌道n,第三步當接近地球表面附近時，又一次變軌，從B點進入繞地圓5將“嫦娥五號“嫦娥五號”從環(huán)月軌道I進入月地轉(zhuǎn)移軌道n需要加速“嫦娥五號”從A沿月地轉(zhuǎn)移軌道n到達B點的過程中其動能一直增加“嫦娥五號”在第四步變軌時需要加速（多選）2018 安

8、徽六校教育研究會第二次聯(lián)考 如圖所示，在某行星表面上有一傾30,盤面上離轉(zhuǎn)軸距離為L處有小物體與圓盤保3時，小物塊剛要12. （12 分）2018 惠州模擬某赤道平面內(nèi)的衛(wèi)星自西向東飛行繞地球做圓周運動， 該衛(wèi)星離地高度為h（h的高度小于地球同步衛(wèi)星的高度），赤道上某人通過觀測，前后兩次出現(xiàn)在人的正上方最小時間間隔為t，已知地球的自轉(zhuǎn)周期為T。，地球的質(zhì)量為M引力常A.B.C.D.10.斜的勻質(zhì)圓盤，盤面與水平面的夾角為 持相對靜止，繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定角速度轉(zhuǎn)動，角速度為滑動，物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），該星球的半徑、一432包這個行星的質(zhì)量 M=G這

9、個行星的第一宇宙速度vi= 23LRnR3L離行星表面距離為R的地方的重力加速度為232L、計算題：本題共 4 小題，共 50 分.11. （12 分）2018 廣西模擬為了方便研究物體與地球間的萬有引力問題，通常將地球視為質(zhì)量分布均勻的球體.已知地球質(zhì)量M= 6.0X1024kg，地球半徑R= 6 400 km，其自轉(zhuǎn)周期T= 24 h，引力常量 G= 6.67X10 一11N m2/kg2.在赤道處地面有一質(zhì)量為m的物體A,用W表示物體A在赤道處地面上所受的重力，F(xiàn)0表示其在赤道處地面上所受的萬有引力.請F。一W求出的值（結(jié)果保留 1 位有效數(shù)字），并以此為依據(jù)說明在處理萬有引力和重力的關

10、系A.B.C.D.這個行星的同步衛(wèi)星的周期是Fo時，為什么經(jīng)?？梢院雎缘厍蜃赞D(zhuǎn)的影響.軌道川，第四步再次變軌道后降落至地面，下列說法正確的是()為R引力常量為G6量為 G,求：地球的半徑.13.（12 分）2018 孝義市一模所謂“深空探測”是指航天器脫離地球引力場，進入太陽系空間或更遠的宇宙空間進行探測，現(xiàn)在世界范圍內(nèi)的深空探測主要包括對月球、金星、火星、木星等太陽系星體的探測繼對月球進行深空探測后，2018 年左右我國將進行第一次火星探測.圖示為探測器在火星上著陸最后階段的模擬示意圖.首先在發(fā)動機作用下，探測器受到推力作用在距火星表面一定高度處（遠小于火星半徑）懸停；此后發(fā)動機突然關閉，探

11、測器僅受重力下落 2to時間（未著地），然后重新開啟發(fā)動機使探測器勻減速下降，經(jīng)過時 間to,速度為 0 時探測器恰好到達火星表面已知探測器總質(zhì)量為m（不計燃料燃燒引起的質(zhì)量變化），地球和火星的半徑的比值為ki，質(zhì)量的比值為k2,地球表面附近的重力加速度為g,求：（1）探測器懸停時發(fā)動機對探測器施加的力.（2）探測器懸停時的高度.火星表面7（2）已知物體繞地球表面做勻速圓周運動的速度為v= 7.9 km/s，萬有引力常量G=6.67x10一m kg_s_，光速c= 3x10 ms一；（3）大約 200 年前法國數(shù)學家兼天文學家拉普拉斯曾預言一個密度如地球，直徑為太陽250 倍的發(fā)光星體由于其引

12、力作用將不允許任何光線離開它，其逃逸速度大于等于真空中的光速（逃逸速度為第一宇宙速度的2 倍），這一奇怪的星體就叫作黑洞.在下列問題中，把星體（包括黑洞）看作是一個質(zhì)量分布均勻的球體.（的計算結(jié)果用科學記數(shù)法表達，且保留1 位有效數(shù)字；的推導結(jié)論用字母表達）1試估算地球的質(zhì)量；2試估算太陽表面的重力加速度；3已知某星體演變?yōu)楹诙磿r的質(zhì)量為M求該星體演變?yōu)楹诙磿r的臨界半徑R專題強化五萬有引力與航天1.C 第一宇宙速度是地球衛(wèi)星最大的運行速度，故北斗導航衛(wèi)星的運行速度小于第一/GM宇宙速度，A 選項錯誤；根據(jù)運行速度公式可知，運行速度大于同步軌道衛(wèi)星的太陽的半徑R日=7X10 km=110R地1

13、1 太陽的質(zhì)量MB=2X1030kg=3.33x105MM平均密度331p日=1.4x10 kg/m=4p地1 1 自傳周期赤道附近 26 天，兩極附近長于 30 天14. （14 分）2018 遼寧期末閱讀如下資料，并根據(jù)資料中有關信息回答問題.（1）以下是地球和太陽的有關數(shù)據(jù)8運行速度，B 選項錯誤；第一宇宙速度是最小的發(fā)射速度，故北斗導航衛(wèi)星的發(fā)射速度大于9rOM=0，解得 sin0=，根據(jù)衛(wèi)星運行線速度公式可知,rOM3r中5. A 研究地球同步衛(wèi)星和中地球軌道衛(wèi)星，根據(jù)開普勒第三定律可知， *同=戸，解得I同I中=-n=n-,B 選項正確；“墨子號”衛(wèi)星是環(huán)繞天體，根據(jù)萬有引力提供向

14、心力無法求3出“墨子號”的質(zhì)量， C 選項錯誤；萬有引力提供向心力，GM巴ma解得a=宰，“墨子號”衛(wèi)星的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，“墨子號”衛(wèi)星的向心加速度大于同步衛(wèi)星的向心加速度，D 選項錯誤.& C 根據(jù)開普勒第二定律可知，月球在遠地點線速度最小，A 選項錯誤；地球不停地自轉(zhuǎn)，地球同一位置的人不一定都能看到月食，B 選項錯誤；月球的近地點越來離地球越遠，遠地點不變，長半軸變大，根據(jù)開普勒第三定律可知，周期變大，C 選項正確；衛(wèi)星在同一第一宇宙速度，C 選項正確，D 選項錯誤.2. BC 雙星系統(tǒng)靠相互間的萬有引力提供向心力，根據(jù)萬有引力提供向心力可知：mm2 n -22 n

15、牛丁 =m汁丿r1=葉2 32n，善2n- .2,質(zhì)量之和m+m=4nI12nGT，其中周期T=12S,A 選項錯誤，B 選項正確；中子星公轉(zhuǎn)角速度3=T T= 24nrad/s , D 選項錯誤；根據(jù)線速度公式可知，vi+V2= (ri+r2)3=Lw= 9.6n x10 m/s , C 選項正確.GMm _十. -RT =mg解得表面的重力加速3. C 物體在火星表面受到的重力近似等于萬有引力,度g=GRM比較可知，火星表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的49 9, A 選項錯誤；火火星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比約為32，B3r選項錯誤；根據(jù)開普勒第三定律可知，T=k，火星

16、橢圓軌道的半長軸約為地球橢圓軌道半芋倍，C 選項正確；根據(jù)宇宙速度的定義可知，在地面上發(fā)射航天器到火星，其發(fā) 射速度至少達到地球的第二宇宙速度，D 選項錯誤.sin /OMNsin /ONMt,，當/ON= 90 時，/長軸的4. A 在AOMN中，根據(jù)正弦定理可知,rOrOrOsin0, A 選項正確.中地球軌道衛(wèi)星的周期，T中r中3T同6. C 根據(jù)衛(wèi)星運行角速度公式可知，w4 200 + 6 40036 000 + 6 400GM軌道半徑小的角速度大，“卡西尼”3x24 h= 3 h,A選項正確.在近圓軌道上繞土星的角速度大于內(nèi)環(huán)的角速度,A 選項錯誤；運行速度半徑小的速率大，“卡西尼”

17、在近圓軌道上繞土星的速率大于內(nèi)環(huán)的速率， 到 6月間，稀薄氣體阻力做負功，衛(wèi)星速度減小，做向心運動，動能增加， 月到 8 月間，稀薄氣體阻力做負功，根據(jù)功能關系可知，機械能減小，“卡西尼 以及它與火星的引力勢能之和減小，D 選項錯誤.7. ACD 第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最大運行速度，GM州、苦v=，軌道B 選項錯誤；C 選項正確；的動能、度小于第一宇宙速度， A 選項錯誤；根據(jù)角速度的定義可知，衛(wèi)星的角速度故“墨子號”的線速3=；，周期2r2，解得,J星的第一宇宙速度v=則M N的運動線速v=度大小之比VM10軌道上(不論是圓軌道還是橢圓軌道)運行時，機械能守恒， D 選項錯誤.

18、119.B 月球的質(zhì)量和半徑均比地球小，故月球的第一宇宙速度比地球的要小，A 選項錯誤；“嫦娥五號”從環(huán)月軌道I進入月地轉(zhuǎn)移軌道n的過程中，做離心運動，根據(jù)萬有引力提供向心力可知，需要加速， B 選項正確；“嫦娥五號”從A沿月地轉(zhuǎn)移軌道n到達B點的 過程中，開始時月球?qū)Α版隙鹞逄枴钡囊Υ笥诘厍驅(qū)Α版隙鹞逄枴钡囊?，動能要減小，之后當?shù)厍虻囊Υ笥谠虑虻囊r，衛(wèi)星的動能就開始增加，C 選項錯誤；“嫦娥五號”降落至地面的運動為向心運動，需要減速，D 選項錯誤.10.AB 物體在圓盤上以恒定的角速度轉(zhuǎn)動，合力提供向心力，當物體轉(zhuǎn)到圓盤的最低點，靜摩擦力沿斜面向上達到最大時，角速度最大，根據(jù)牛頓第

19、二定律可知，卩mgcos30mgsin30 = mo2L,解得g= 4w2L.物體在行星表面受到的萬有引力近似等于重力,2占mg解得行星的質(zhì)量M=4GL,A 選項正確；這個行星的第一宇宙速度11.見解析解析：物體A在赤道處地面上所受的萬有引力物體A在赤道處，隨地球自轉(zhuǎn)，根據(jù)牛頓第二定律可知,由于地球自轉(zhuǎn)對地球赤道面上靜止的物體所受重力與所受地球引力大小差別的影響很 小， 所以通常情況下可以忽略地球自轉(zhuǎn)造成的地球引力與重力大小的區(qū)別.解析：衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，GR?m2= 分析題意可知，t時間內(nèi)，衛(wèi)星多轉(zhuǎn)一圈運動到觀察者的正上方.11_ 一= 1T To解析：（1）物體在火星表面受到的重力近似等于萬有引力.