201x高考物理二輪復(fù)習(xí)-專題二-力與曲線運(yùn)動(dòng)-1-2-4-萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用

第4講萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用.第4講萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用.11．(2018·課標(biāo)Ⅰ)(多選)2017年，人類第一次直接探測(cè)到來(lái)自雙中子星合并的引力波。根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過(guò)程，在兩顆中子星合并前約100s時(shí)，它們相距約400km，繞二者連線上的某點(diǎn)每秒轉(zhuǎn)動(dòng)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)、引力常量并利用牛頓力學(xué)知識(shí)，可以估算出這一時(shí)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．(2018·課標(biāo)Ⅰ)(多選)2017年，人類第一次直接探2[答案]BC.[答案]BC.32．(2018·課標(biāo)Ⅱ)2018年2月，我國(guó)500m口徑射電望遠(yuǎn)鏡(天眼)發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J0318＋0253”，其自轉(zhuǎn)周期T＝5.19ms。假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體，已知引力常量為6.67×10－11N·m2/kg2。以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為()A．5×109kg/m3B．5×1012kg/m3C．5×1015kg/m3D．5×1018kg/m3.2．(2018·課標(biāo)Ⅱ)2018年2月，我國(guó)500m口徑射4[答案]C.[答案]C.53．(2018·課標(biāo)Ⅲ)為了探測(cè)引力波，“天琴計(jì)劃”預(yù)計(jì)發(fā)射地球衛(wèi)星P，其軌道半徑約為地球半徑的16倍；另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍。P與Q的周期之比約為()A．2∶1B．4∶1C．8∶1D．16∶1.3．(2018·課標(biāo)Ⅲ)為了探測(cè)引力波，“天琴計(jì)劃”預(yù)計(jì)發(fā)射6[答案]C..74．(2018·北京理綜)若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下，需要驗(yàn)證()A．地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的1/602B．月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的1/602C．自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的1/6D．蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的1/60.4．(2018·北京理綜)若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與8[答案]B..9..10[例1](2018·湖南師大附中等四校聯(lián)考)(多選)某行星外圍有一圈厚度為d的發(fā)光帶(發(fā)光的物質(zhì))，簡(jiǎn)化為如圖甲所示模型，R為該行星除發(fā)光帶以外的半徑?，F(xiàn)不知發(fā)光帶是該行星的組成部分還是環(huán)繞該行星的衛(wèi)星群，某科學(xué)家做了精確地觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)發(fā)光帶繞行星中心的運(yùn)行速度v與到行星中心的距離r的關(guān)系如圖乙所示(圖中所標(biāo)為已知)，則下列說(shuō)法正確的是().[例1](2018·湖南師大附中等四校聯(lián)考)(多選)某行星外11[解析]若發(fā)光帶是該行星的組成部分，則其角速度與行星自轉(zhuǎn)角速度相同，應(yīng)有v＝ωr，v與r應(yīng)成正比，與圖像不符，因此發(fā)光帶不是該行星的組成部分，故A錯(cuò)誤；設(shè)發(fā)光帶是環(huán)繞該行星的衛(wèi)星群，由萬(wàn)有引力提供向心力，..12[答案]BC.[答案]BC.13[創(chuàng)新預(yù)測(cè)]1．(2018·內(nèi)蒙古赤峰二中第三模擬)假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體。已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0、在赤道的大小為g，地球自轉(zhuǎn)的周期為T。則地球的半徑為().[創(chuàng)新預(yù)測(cè)].14[答案]B..152．(2018·株洲質(zhì)檢)(多選)2016年10月19日凌晨“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”成功實(shí)施自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。如圖所示，已知“神舟十一號(hào)”“天宮二號(hào)”對(duì)接后，組合體在時(shí)間t內(nèi)沿圓周軌道繞地球轉(zhuǎn)過(guò)的角度為θ，組合體軌道半徑為r，地球表面重力加速度為g，引力常量為G，不考慮地球自轉(zhuǎn)。則().2．(2018·株洲質(zhì)檢)(多選)2016年10月19日凌晨16A．可求出地球的質(zhì)量B．可求出地球的平均密度C．可求出組合體的做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度D．可求出組合體受到地球的萬(wàn)有引力.A．可求出地球的質(zhì)量.17[答案]ABC..183．(2018·安徽省十校聯(lián)考)(多選)科學(xué)家們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，地球的自轉(zhuǎn)周期在逐漸增大，假設(shè)若干年后，地球自轉(zhuǎn)的周期為現(xiàn)在的k倍(k>1)，地球的質(zhì)量、半徑均不變，則下列說(shuō)法正確的是()A．相同質(zhì)量的物體，在地球赤道上受到的重力比現(xiàn)在的大B．相同質(zhì)量的物體，在地球赤道上受到的重力比現(xiàn)在的小C．地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為現(xiàn)在的k倍D．地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為現(xiàn)在的k倍.3．(2018·安徽省十校聯(lián)考)(多選)科學(xué)家們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)19[答案]AC..20..21[例2](2018·遼寧本溪市聯(lián)合模擬)如圖所示，A為置于地球赤道上的物體，B為繞地球做橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)，已知A、B、C繞地心運(yùn)動(dòng)的周期相同，相對(duì)地心，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是().[例2](2018·遼寧本溪市聯(lián)合模擬)如圖所示，A為置于22A．衛(wèi)星C的運(yùn)行速度大于物體A的速度B．物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的加速度C．衛(wèi)星B運(yùn)動(dòng)軌跡的半長(zhǎng)軸與衛(wèi)星C運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑相同D．衛(wèi)星B在P點(diǎn)的加速度大小與衛(wèi)星C在該點(diǎn)的加速度大小相等.A．衛(wèi)星C的運(yùn)行速度大于物體A的速度.23[答案]B..24..25[創(chuàng)新預(yù)測(cè)]4．2017年4月，我國(guó)成功發(fā)射的天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室完成了首次交會(huì)對(duì)接，對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來(lái)的軌道(可視為圓軌道)運(yùn)行。與天宮二號(hào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比，組合體運(yùn)行的()A．周期變大B．速率變大C．動(dòng)能變大

D．向心加速度變大.[創(chuàng)新預(yù)測(cè)].26[答案]C..275．(2018·天津和平區(qū)期末)中國(guó)航天局在2015年年底發(fā)射了高分四號(hào)衛(wèi)星，這是中國(guó)首顆地球同步軌道高時(shí)間分辨率對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，如圖所示，A是靜止在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體；B、C是同在赤道平面內(nèi)的兩顆人造衛(wèi)星，B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，C是高分四號(hào)衛(wèi)星。則下列關(guān)系正確的是().5．(2018·天津和平區(qū)期末)中國(guó)航天局在2015年年底發(fā)28A．物體A隨地球自轉(zhuǎn)的角速度大于衛(wèi)星B的角速度B．衛(wèi)星B的線速度小于衛(wèi)星C的線速度C．物體A隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度小于衛(wèi)星C的向心加速度D．物體A隨地球自轉(zhuǎn)的周期大于衛(wèi)星C的周期.A．物體A隨地球自轉(zhuǎn)的角速度大于衛(wèi)星B的角速度.29[答案]C..306．(2018·廣東佛山市一中段考)如圖所示，某極地軌道衛(wèi)星的運(yùn)行軌道平面通過(guò)地球的南北兩極，已知該衛(wèi)星從北緯60°的正上方，按圖示方向第一次運(yùn)行到南緯60°的正上方時(shí)所用時(shí)間為1h，則下列說(shuō)法正確的是().6．(2018·廣東佛山市一中段考)如圖所示，某極地軌道衛(wèi)星31A．該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行半徑之比為1∶4B．該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度之比為1∶2C．該衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定大于7.9km/sD．該衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于同步衛(wèi)星的機(jī)械能[解析]衛(wèi)星從北緯60°的正上方，按圖示方向第一次運(yùn)行到南緯60°的正上方時(shí)，偏轉(zhuǎn)的角度是120°，剛好為運(yùn)行周期的

T，所以衛(wèi)星運(yùn)行的周期為3h，同步衛(wèi)星的周期是24h，.A．該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行半徑之比為1∶4.32[答案]A.[答案]A.331．熟記變軌現(xiàn)象.1．熟記變軌現(xiàn)象.342．掌握衛(wèi)星變軌過(guò)程中的能量變化衛(wèi)星在同一軌道上穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中機(jī)械能守恒；在變軌過(guò)程中，點(diǎn)火加速，做離心運(yùn)動(dòng)，軌道升高，機(jī)械能增加，點(diǎn)火減速，做近心運(yùn)動(dòng)，軌道降低，機(jī)械能減少。.2．掌握衛(wèi)星變軌過(guò)程中的能量變化.35[例3](多選)我國(guó)成功實(shí)施了“神舟七號(hào)”載人航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343千米處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運(yùn)行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是().[例3](多選)我國(guó)成功實(shí)施了“神舟七號(hào)”載人航天飛行并實(shí)36A．飛船變軌前后的機(jī)械能相等B．飛船在圓軌道上時(shí)航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)C．飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度D．飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速度.A．飛船變軌前后的機(jī)械能相等.37[答案]BC..38[創(chuàng)新預(yù)測(cè)]7．(2018·北京燕博園聯(lián)考)(多選)“神舟十一號(hào)”與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。如圖所示為“神舟十一號(hào)”飛船(用A表示)與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室(用B表示)對(duì)接前在軌道上的運(yùn)行圖，若不計(jì)飛船發(fā)動(dòng)機(jī)噴出氣體的質(zhì)量。關(guān)于A和B的對(duì)接，下列說(shuō)法正確的是().[創(chuàng)新預(yù)測(cè)].39A．只減小A的質(zhì)量，減小地球?qū)的萬(wàn)有引力，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接B．打開(kāi)A的發(fā)動(dòng)機(jī)，使飛船A的速度增大，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)接C．在A與B對(duì)接的變軌過(guò)程中A的引力勢(shì)能逐漸增加D．在A與B對(duì)接的變軌過(guò)程中，合力對(duì)A做正功.A．只減小A的質(zhì)量，減小地球?qū)的萬(wàn)有引力，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接.40[答案]BC..418．(2018·合肥二模)(多選)中國(guó)首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號(hào)”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，由長(zhǎng)征運(yùn)載火箭送入近地點(diǎn)為A、遠(yuǎn)地點(diǎn)為B的橢圓軌道上，B點(diǎn)距離地面高度為h，地球的中心位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上?！疤鞂m一號(hào)”飛行幾周后進(jìn)行變軌，進(jìn)入預(yù)定圓軌道，如圖所示。已知“天宮一號(hào)”在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時(shí)間為t，萬(wàn)有引力常量為G，地球半徑為R。則下列說(shuō)法正確的是().8．(2018·合肥二模)(多選)中國(guó)首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一42A．“天宮一號(hào)”在橢圓軌道的B點(diǎn)的向心加速度等于在預(yù)定圓軌道的B點(diǎn)的向心加速度B．“天宮一號(hào)”從A點(diǎn)開(kāi)始沿橢圓軌道向B點(diǎn)運(yùn)行的過(guò)程中，機(jī)械能不守恒C．“天宮一號(hào)”從A點(diǎn)開(kāi)始沿橢圓軌道向B點(diǎn)運(yùn)行的過(guò)程中，動(dòng)能先減小后增大D．由題中給出的信息可以計(jì)算出地球的質(zhì)量M＝.A．“天宮一號(hào)”在橢圓軌道的B點(diǎn)的向心加速度等于在預(yù)定圓軌道43[答案]AD..449．(2018·山西第二次四校聯(lián)考)(多選)2013年12月2日1時(shí)30分，“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器由“長(zhǎng)征三號(hào)”乙運(yùn)載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，首次實(shí)現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察?！版隙鹑?hào)”的飛行軌道示意圖如圖所示。假設(shè)“嫦娥三號(hào)”在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受到月球的萬(wàn)有引力，則().9．(2018·山西第二次四校聯(lián)考)(多選)2013年12月45A．若已知“嫦娥三號(hào)”環(huán)月段圓軌道的半徑、運(yùn)動(dòng)周期和引力常量，則可算出月球的密度B．“嫦娥三號(hào)”由環(huán)月段圓軌道變軌進(jìn)入環(huán)月段橢圓軌道時(shí)，應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火使其減速C．“嫦娥三號(hào)”在環(huán)月段橢圓軌道上P點(diǎn)的速度大于Q點(diǎn)的速度D．“嫦娥三號(hào)”在動(dòng)力下降階段，其引力勢(shì)能減小.A．若已知“嫦娥三號(hào)”環(huán)月段圓軌道的半徑、運(yùn)動(dòng)周期和引力常量46[答案]BD..47近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的三種圓周運(yùn)動(dòng)的比較如圖所示，a為近地衛(wèi)星，半徑為r1；b為同步衛(wèi)星，半徑為r2；c為赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體，半徑為r3。.近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和赤道.48近地衛(wèi)星同步衛(wèi)星赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體向心力萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力的一個(gè)分力軌道半徑r1＜r2r2＞r3＝r1角速度由＝mrω2得ω＝，故ω1＞ω2同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同，故

ω1＝ω3ω1＞ω2＝ω3.近地衛(wèi)星同步衛(wèi)星赤道上隨地向心力萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力的一49線速度由

＝得v＝，故v1＞v2由v＝rω得v2＞v3v1＞v2＞v3向心加速度由＝ma得a＝，故a1＞a2由a＝rω2得a2＞a3a1＞a2＞a3.線速度v1＞v2＞v3向心加由＝ma得a50【典例】

(多選)如圖所示，a為地球赤道上的物體，b為沿地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星。則關(guān)于a、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是()A．角速度的大小關(guān)系是ωa＝ωc＜ωbB．向心加速度的大小關(guān)系是aa＞ab＞acC．線速度的大小關(guān)系是va＝vb＞vcD．周期的大小關(guān)系是Ta＝Tc＞Tb.【典例】(多選)如圖所示，a為地球赤道上的物體，b為沿地球51..52[答案]AD..53[拓展訓(xùn)練]1．北斗衛(wèi)星系統(tǒng)由地球同步軌道衛(wèi)星與低