2022年高考物理大一轮精准复习练习:专题五万有引力与航天+Word版含解析.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 专题五 万有引力与航天挖命题【考情探究】考点考向考题示例5 年考情关联考点素养要素猜测热度学业水平天体的运动2022 北京理综 ,16,6 分3万有引力定律及其2022 北京理综 ,17,6 分4运动与相互应用2022 北京理综 ,17,6 分3作用观念人造卫星和2022 北京理综 ,23,18 分5万有引力定律与人2022 北京理综 ,18,6 分4动量运动与相互造卫星作用观念宇宙速度宇宙速度分析解读万有引力定律是力学中一个重要的基本规律,万有引力定律在天体运动问题上的应用以及在人造卫星、 宇宙飞船、 航天飞机等航天技术上的应用是我国科学技术
2、成就较大的地方,是社会的热点 ,也是高考的热点;【真题典例】名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 破考点【考点集训】考点一 天体的运动1.万有引力定律是科学史上最宏大的定律之一 ,利用它我们可以进行很多分析和猜测;2022 年 3 月 8 日出现了 “ 木星冲日 ” ;当地球位于太阳和木星之间且三者几乎排成一条直线时 ,天文学家称之为“ 木星冲日 ” ;木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动阳距离的 5 倍;以下说法正确选项A.木星运行的加速度比地球的大 B.木星运行的周期比地球的小 C.下一次的
3、 “ 木星冲日 ” 时间确定在 2022 年 D.下一次的 “ 木星冲日 ” 时间确定在 2022 年 答案 C,木星到太阳的距离大约是地球到太2.为了验证拉住月球使它环绕地球运动的力与拉着苹果下落的力以及地球、众行星与太阳之间的作用力是同一性质的力 ,同样遵从平方反比定律 ,牛顿进行了闻名的“ 月 地检验 ” ;已知月地之间的距离为 60RR为地球半径 ,月球环绕地球公转的周期为 T,引力常量为 G;就以下说法中正确选项 1A.物体在月球轨道上受到的地球引力是其在地面邻近受到的地球引力的 603B.由题中信息可以运算出地球的密度为 . 21C.物体在月球轨道上绕地球公转的向心加速度是其在地面
4、邻近自由下落时的加速度的 3 6002 .D.由题中信息可以运算出月球绕地球公转的线速度为 .答案 C3.行星在太阳的引力作用下绕太阳公转 ,如把地球和水星绕太阳的运动轨迹都近似看做圆;已知地球绕太阳公转的半径大于水星绕太阳公转的半径 ,就以下判定正确选项 A.地球的线速度大于水星的线速度B.地球的角速度大于水星的角速度C.地球的公转周期大于水星的公转周期D.地球的向心加速度大于水星的向心加速度名师归纳总结 答案C第 2 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 4.由于地球自转的影响 ,地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同;已知地球表
5、面两极处的重力加速度大小为 g0,在赤道处的重力加速度大小为g,地球自转的周期为T,引力常量为G;假设地球可视为质量均匀分布的球体;求:;1质量为 m 的物体在地球北极所受地球对它的万有引力的大小2地球的半径 ;3地球的密度;答案 1质量为 m 的物体在两极所受地球的引力等于其所受的重力;即 F=mg02设地球的质量为M, 半径为 R,在赤道处随地球做圆周运动的物体的质量为m;物体在赤道处随地球自转做圆周运动的周期等于地球自转的周期依据万有引力定律和牛顿其次定律有.2 -mg=m42 .2 R,轨道半径等于地球半径;. .0-g.2在赤道处的物体所受地球的引力等于其在两极所受的重力 ,即 .2
6、 =mg 0,解得 R= 423由于在两极处有 G .2 =mg0,所以 M= .0.2.4 . 3 . 0又因地球的体积 V= 3 R3,所以 = .= . 2 .0 -g考点二 人造卫星和宇宙速度5.“ 北斗 ” 卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成;地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行 ,它们距地面的高度分别为 h1 和 h2,且 h1h2;就以下说法中正确选项 A.静止轨道卫星的周期比中轨道卫星的周期大B.静止轨道卫星的线速度比中轨道卫星的线速度大C.静止轨道卫星的角速度比中轨道卫星的角速度大D.静止轨道卫星的向心加速度比中轨道卫星的向心加速度大答案
7、 A6.宇航员在月球表面邻近高 h 处释放一个物体 ,经时间 t 后落到月球表面 ,月球半径为 R;在月球表面邻近绕月球做匀速圆周运动的宇宙飞船速率为 A.2. B. .C.2. D. 2.答案 C7.“ 天舟一号 ” 货运飞船在海南文昌航天发射中心胜利发射升空 ,与天宫二号空间试验室交会对接;已知地球质量为 M, 引力常量为 G,将地球视为半径为 R、质量匀称分布的球体;1求飞船在距地面高度为 h 的圆轨道上运行时线速度的大小 v;2已知地球的自转周期为 T,求将质量为 m 的飞船停放在赤道上时飞船受到重力的大小 G 船;3海南文昌航天发射场是我国的低纬度滨海发射基地 ,相比高纬度发射基地
8、,发射相同的同步轨道静止卫星可节约燃料 ,请你从能量的角度说明可能的缘由是什么 写出一条即可 ;答案 1依据万有引力定律和牛顿其次定律有. .2G .+.2=m .+.解得 v=.+. 422依据万有引力定律及向心力公式 ,有 F 引=G .2 及 F 向=m .2 RF 引=F 向+G 船名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解得 G 船=G.2 -m42 .2 R3在任何地点发射卫星 ,需要达到的环绕速度是相同的;卫星在地球表面上的不同纬度 ,随地球自转 ,由于角速度相同 ,依据 v0= r,由于低纬度 r 大,所
9、以由地球自转获得的 v0大 ,卫星具有的初动能就较大 ,因此可以节约燃料;炼技法【方法集训】方法 1重力和重力加速度的运算方法1.关于静止在地球表面两极除外 随地球自转的物体,以下说法正确选项A.物体所受重力等于地球对它的万有引力B.物体的加速度方向可能不指向地球中心C.物体所受合外力等于地球对它的万有引力D.物体在地球表面不同处角速度可能不同答案 B2.假设地球可视为质量匀称分布的球体;已知地球质量为 M,半径为 R,自转的周期为 T,引力常量为 G;求 :1地球同步卫星距离地面的高度 H;2地球表面在两极的重力加速度 g;3地球表面在赤道的重力加速度 g0;答案 1. 42 2-R 2 .
10、2 3 .2 -42R.2方法 2 卫星变轨道问题3.一人造卫星绕地球运动 ,由于受到淡薄气体阻力的作用 ,其轨道半径会缓慢发生变化;如卫星绕地球运动一周的过程都可近似看做圆周运动 ,就经过足够长的时间后 ,卫星绕地球运行的 A.半径变大 ,角速度变大 ,速率变大B.半径变小 ,角速度变大 ,速率变大C.半径变大 ,角速度变小 ,速率变小D.半径变小 ,角速度变小 ,速率变小答案 B4.多项 2022 年 12 月 6 日,“ 嫦娥三号 ” 携带月球车 “ 玉兔号 ” 运动到地月转移轨道的 P 点时做近月制动后被月球俘获 ,胜利进入环月圆形轨道 上运行 ,如下列图;在 “ 嫦娥三号 ” 沿轨道
11、 经过 P 点时 ,通过调整速度使其进入椭圆轨道 ,在沿轨道 经过 Q 点时 ,再次调整速度后又经过一系列帮助动作 ,胜利实现了其在月球上的“ 软着陆 ” ;对于 “ 嫦娥三号 ” 沿轨道 和轨道 运动的过程 ,如以月球为参考系 ,且只考虑月球对它的引力作用 ,以下说法中正确选项 A.沿轨道 经过 P 点时的速度小于经过 Q 点时的速度名师归纳总结 B.沿轨道 经过 P 点时的机械能小于经过Q 点时的机械能第 4 页,共 12 页C.沿轨道 经过 P 点时的速度大于沿轨道 经过 P 点时的速度D.沿轨道 经过 P 点时的加速度大于沿轨道 经过 P 点时的加速度答案AC- - - - - - -
12、精选学习资料 - - - - - - - - - 过专题【五年高考】A 组 基础题组1.2022 北京理综 ,16,6 分假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动的距离 ,那么A.地球公转周期大于火星的公转周期 B.地球公转的线速度小于火星公转的线速度 C.地球公转的加速度小于火星公转的加速度 D.地球公转的角速度大于火星公转的角速度答案 D,已知地球到太阳的距离小于火星到太阳2.2022 课标 ,15,6 分为了探测引力波 ,“ 天琴方案 ” 估计发射地球卫星 P,其轨道半径约为地球半径的 16倍;另一地球卫星 Q 的轨道半径约为地球半径的 4 倍; P 与 Q 的周期之比约为 A.2 1 B.
13、41C.81 D.16 1答案 C3.2022 北京理综 ,17,6 分如想检验 “ 使月球绕地球运动的力知月地距离约为地球半径 60 倍的情形下 ,需要验证 A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 1/602B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 1/602C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 1/6D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 1/60答案 B” 与“ 使苹果落地的力 ” 遵循同样的规律 ,在已B 组 提升题组1.2022 北京理综 ,18,6 分如下列图 ,一颗人造卫星原先在椭圆轨道 1 绕地球 E 运行 ,在 P 点变轨后进入轨道 2做匀速圆周运动;以
14、下说法正确选项 A.不论在轨道 1 仍是轨道 2 运行 ,卫星在 P 点的速度都相同名师归纳总结 B.不论在轨道1 仍是轨道 2 运行 ,卫星在 P 点的加速度都相同第 5 页,共 12 页C.卫星在轨道1 的任何位置都具有相同加速度D.卫星在轨道2 的任何位置都具有相同动量答案B2.2022 江苏单科 ,7,4 分 多项 如下列图 ,两质量相等的卫星A 、B 绕地球做匀速圆周运动,用 R、T、 Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、 动能、 与地心连线在单位时间内扫过的面积;以下关系式正确的有- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A.TATBB.EkAE
15、kBC.SA=SBD.3 . 2 = .3 .2 .答案 AD3.2022 课标 ,16,6 分2022 年 2 月 ,我国 500 m 口径射电望远镜 天眼 发觉毫秒脉冲星 “ J0318+0253” ,其自转周期 T=5.19 ms;假设星体为质量匀称分布的球体 ,已知引力常量为 6.6710-11Nm2/kg 2;以周期 T 稳固自转的星体的密度最小值约为 A.5 109 kg/m3 B.51012kg/m3C.51015 kg/m3 D.5 1018 kg/m3答案 C4.2022 天津理综 ,3,6 分 我国即将发射 “ 天宫二号 ” 空间试验室 ,之后发射 “ 神舟十一号 ” 飞船
16、与 “ 天宫二号” 对接;假设 “ 天宫二号 ” 与“ 神舟十一号 ” 都环绕地球做匀速圆周运动对接 ,以下措施可行的是,为了实现飞船与空间试验室的A.使飞船与空间试验室在同一轨道上运行 ,然后飞船加速追上空间试验室实现对接B.使飞船与空间试验室在同一轨道上运行 ,然后空间试验室减速等待飞船实现对接C.飞船先在比空间试验室半径小的轨道上加速 ,加速后飞船逐步靠近空间试验室 ,两者速度接近时实现对接D.飞船先在比空间试验室半径小的轨道上减速 ,减速后飞船逐步靠近空间试验室 ,两者速度接近时实现对接答案 C5.2022 课标 ,20,6 分多项 2022 年 ,人类第一次直接探测到来自双中子星合并
17、的引力波;依据科学家们复原的过程 ,在两颗中子星合并前约 100 s时 ,它们相距约 400 km,绕二者连线上的某点每秒转动 12 圈;将两颗中子星都看做是质量匀称分布的球体 ,由这些数据、 引力常量并利用牛顿力学学问 ,可以估算出这一时刻两颗中子星 A.质量之积 B.质量之和C.速率之和 D.各自的自转角速度答案 BC6.2022 北京理综 ,23,18 分万有引力定律揭示了天体运行规律与地上物体运动规律具有内在的一样性;1用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量 ,随称量位置的变化可能会有不同的结果;已知地球质量为 M, 自转周期为 T,引力常量为 G;将地球视为半径为 R、质量匀称
18、分布的球体 ,不考虑空气的影响;设在地球北极地面称量时 ,弹簧秤的读数是 F0;a.如在北极上空高出地面 h 处称量 ,弹簧秤读数为 F1,求比值 F1/F0 的表达式 ,并就 h=1.0%R 的情形算出具体数值 运算结果保留两位有效数字 ;b.如在赤道地面称量 ,弹簧秤读数为 F2,求比值 F2/F0 的表达式;2设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径 r、太阳的半径 RS和地球的半径 R 三者均减小为现在的 1.0%,而太阳和地球的密度匀称且不变;仅考虑太阳和地球之间的相互作用 ,以现实地球的 1 年为标准 ,运算 “ 设想地球 ” 的 1 年将变为多长 .名师归纳总结 答案1a.1 .0=.2
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