2023新课标版物理高考第二轮复习--专题五 万有引力定律.pdf

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1、2023新课标版物理高考第二轮复习专题五万有引力定律高频考点考点一万有引力定律基础开普勒行星运动定律和万有引力定律的理解。重难开普勒行星运动定律和万有引力定律的应用。综合动力学和万有引力定律的综合等。限 时50分钟，正 答 率:/17o基础1.（2022全国乙,14,6分）2022年3月,中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400 km的“天宫二号”空间站上通过天地连线,为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们（）A.所受地球引力的大小近似为零B.所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零C.所受地球

2、引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等D.在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小答 案C2.（2017课标H,19,6分）（多选）如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为To0若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中（）海 王 星 半-、A.从P到M所用的时间等于To/4B.从Q到N阶段，机械能逐渐变大C.从P到Q阶段速率逐渐变小D.从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功答 案CD3 .（2 0 2 0课标1,15,6分）火星的质量约为地球质量的1/10,半径约为地球半

3、径的1/2,则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为（）A.0.2 B.0.4 C.2.0 D.2.5答 案B4 .（2 0 2 1山东,5,3分）从 玉兔 登月到 祝融 探火,我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。已知火星质量约为月球的9倍泮径约为月球的2倍，祝融 火星车的质量约为 玉兔 月球车的2倍。在着陆前，祝融 和 玉兔 都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时，祝融与 玉兔”所受着陆平台的作用力大小之比为（）A.9：1 B.9:2 C.3 6 ：1 D.7 2 :1答 案B5.（2 0 1 9课标H,14,6分）2 0 1 9年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月

4、球背面软着陆。在探测器 奔向月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力，能够描述F随h变化关系的图像是（）答 案 1）重难6.（2022湖南,8,5分）（多选）如图，火星与地球近似在同一平面内,绕太阳沿同一方向做匀速圆周运动，火星的轨道半径大约是地球的1.5倍。地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行;有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。当火星、地球、太阳三者在同一直线上，且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日。忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（）恒星背景东 西-为 也、:/地 球、:!o:太阳；：、/、-

5、A.火星的公转周期大约是地球的倍B.在冲日处,地球上的观测者观测到火星的运动为顺行C.在冲日处,地球上的观测者观测到火星的运动为逆行D.在冲日处,火星相对于地球的速度最小答 案 C D7.（2020课标11,15,6分）若一均匀球形星体的密度为p,引力常量为G,则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是（）答 案 A8.（2018课标n,16,6分）2018年 2 月，我国500 m 口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星J0318+0253”,其自转周期T=5.19ms。假设星体为质量均匀分布的球体，已知引力常量为6.67X10-U N m2/kg2o以周期T稳定自转的星体的密度最小值约

6、为（）A.5xl09 kg/m3B.5xl012 kg/m3C.5xlQi5 kg/m3D.5xl018 kg/m答 案 C9.（2019课标HI,15,6分）金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a 金、a 地、a 火，它们沿轨道运行的速率分别为v 金、v 地、v 火。已知它们的轨道半径R金 R地 R火，由此可以判定（）A.a金 a 地 a 火B.a火 2 地 a 金C.v地 v 火 v金D.v火 v地 v 金答 案 A10.（2021湖北,7,4分）2021年 5 月，天问一号 探测器软着陆火星取得成功，迈出了我国星际探测征程的重要一步。火星与地球公转

7、轨道近似为圆,两轨道平面近似重合，且火星与地球公转方向相同。火星与地球每隔约2 6个月相距最近，地球公转周期为12个月。由以上条件可以近似得出（）A.地球与火星的动能之比B.地球与火星的自转周期之比C.地球表面与火星表面重力加速度大小之比D.地球与火星绕太阳运动的向心加速度大小之比答 案 1）11.（2021全国乙,18,6分）科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为1 000 AU（太阳到地球的距离为1 AU）的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了 2020年诺贝尔物理学奖。

8、若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为M,可以推测出该黑洞质量约为)A.4xlO4MC.4xlO8MB.4xlO6MD.4xl010M答 案B12.（2021辽宁,8,6分）（多选）2021年2月,我国首个火星探测器 天问一号 实现了对火星的环绕。若已知该探测器在近火星圆轨道与在近地球圆轨道运行的速率上次口周期比，则可求出火星与地球的（）A.半径比 B.质量比C.自转角速度比 D.公转轨道半径比答 案B D13.（2022山东,6,3分）羲和号 是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同

9、时刻、沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈。已知地球半径为R,自转周期为T,地球表面重力加速度为g,则“羲和号 卫星轨道距地面高度为（）A.蠕）皋答 案CB蠕）3D（离）14.（2022河南洛阳市级第一次统考）（多选）2021年11月7日18时51分，航天员翟志刚、王亚平从“天和 核心舱成功出舱并到达指定作业点，如图所示。假设核心舱绕地球运动的线速度为v,航天员出舱的总时间为t,已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,则根据以上信息可以估算出（）A.地球密度B.核心舱离地高度C.核心舱的加速度D.核心舱受到地球的万有引力答 案A B C15.（2022安徽马

10、鞍山二检）质量均为m的两个星球A和B,相距为L,它们围绕着连线中点做匀速圆周运动。观测到两星球的运行周期T小于按照双星模型计算出的周期To,且/=匕于是有人猜想在A、B1 0连线的中点有一未知天体C,假如猜想正确很！C的质量为（）A 1-k2A p m 1+fc2B mri-k2C.m1 +2D*答 案A综合16.（2019课标1,21,6分）（多选）在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上,把物体P轻放在弹簧上端,P由静止向下运动,物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a-x关系如图中虚线所示。假设两星球均为质量均匀

11、分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍，则（）A.M与N的密度相等B.Q的质量是P的3倍C.Q下落过程中的最大动能是P的4倍D.Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍答 案AC17.（2021福建,13,12分）一火星探测器着陆火星之前，需经历动力减速、悬停避障两个阶段。在动力减速阶段，探测器速度大小由96 m/s减小到0,历时80 so在悬停避障阶段，探测器启用最大推力为7500 N的变推力发动机，在距火星表面约百米高度处悬停，寻找着陆点。已知火星半径约为地球半径的今火星质量约为地球质量的白地球表面重力加速度大小取10 m/s，探测器在动力减速阶段的运动视为竖直向下的匀减速运动。求：在动

12、力减速阶段片采测器的加速度大小和下降距离；（2）在悬停避障阶段,能借助该变推力发动机实现悬停的探测器的最大质量。答 案(1)1.2 m/s2 3 840 m(2)1 875 kg考点二人造卫星与宇宙航行基础三个宇宙速度及卫星参量的匕碎交等问题.重难卫星变轨问题。综合 探月、探火、返回等综合问题。限时50分钟，正 答 率:/17o基础1.（2018课标m,15,6分）为了探测引力波，“天琴计划 预计发射地球卫星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.4:1 C.8:1 D.16:1答 案C2.（2021江苏,3,4分

13、俄国航天人发扬 两弹一星 精神砥砺前行，从 东方红T 到 北斗 不断创造奇迹。第49颗卫星的发射迈出组网的关键一步。该卫星绕地球做圆周运动,运动周期与地球自转周期相同，轨道平面与地球赤道平面成一定夹角。该卫星（）A.运动速度大于第一宇宙速度B.运动速度小于第一宇宙速度C.轨道半径大于 静止”在赤道上空的同步卫星D.轨道半径小于 静止 在赤道上空的同步卫星答 案B3.（2021海南,4,3分）2021年4月29日,我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行轨道距地面的高度为400 km左右，地球同步卫星距地面的高度接近36 000 km。则该核心舱的（）A.

14、角速度比地球同步卫星的小B.周期比地球同步卫星的长C.向心加速度比地球同步卫星的大D.线速度比地球同步卫星的小答 案 C4.（2021浙江1 月选考,7,3分）嫦娥五号探测器是我国首个实施月面采样返回的航天器，由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。为等待月面采集的样品，轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。已知引力常量G=6.67x 10-11 N-m2/kg2,地球质量mi=6.0 x 1024 kg,月球质量（7 12=7.3 x102 2kg月地距离ri=3.8xios km,月球半径r2=1.7x103 km。当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约 200 km 处做环月匀

15、速圆周运动时，其环绕速度约为（）A.16 m/s B.l.lxlO2 m/sC.1.6xl03 m/s D.1.4xl04 m/s答 案 C5.（2021河北,4,4分）“祝融号 火星车登陆火星之前，天问一号 探测器沿椭圆形的停泊轨道绕火星飞行，其周期为2 个火星日。假设某飞船沿圆轨道绕火星飞行，其周期也为2 个火星日。已知一个火星日的时长约为一个地球日，火星质量约为地球质量的0。倍很U 该飞船的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径的比值约为（）A 返 B.小 D*答 案I）6.（2021湖南,7,5分）（多选）2021年 4 月 29日，中国空间站天和核心舱发射升空，准确进入预定轨道。根据任务安

16、排，后续将发射问天实验舱和梦天实验舱，计划2022年完成空间站在轨建造。核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的亲。下列说法正确的是（）A.核心舱进入轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的（瑞丫倍B.核心舱在轨道上飞行的速度大于7.9 km/sC.核心舱在轨道上飞行的周期小于24 hD.后续加挂实验舱后,空间站由于质量增大，轨道半径将变小答 案A C7.（2021广东2,4分）2021年4月，我国自主研发的空间站 天和 核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动,已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（）A.核心舱的质量和绕地半径B

17、.核心舱的质量和绕地周期C.核心舱的绕地角速度和绕地周期D.核心舱的绕地线速度和绕地半径答 案1）8.（2020北京,5,3分）我国首次火星探测任务被命名为 天问一号。已知火星质量约为地球质量的10%,半径约为地球半径的50%,下列说法正确的是（）A.火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度B.火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间C.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度D.火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度答 案A9.（2021陕西宝鸡一模,4）如图所示，甲、乙为两颗轨道在同一平面内的地球人造卫星，其中甲卫星的轨道为圆形，乙卫星的轨道为椭圆形,M、N分别为椭

18、圆轨道的近地点和远地点,P点为两轨道的一个交点,圆形轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等。以下说法正确的是（）A.卫星乙在M点的线速度小于在N点的线速度B.卫星甲在P点的线速度小于卫星乙在N点的线速度C.卫星甲的周期等于卫星乙的周期D.卫星甲在P点的加速度大于卫星乙在P点的加速度答 案C重难10.（2 02 1天津,5,5分）2 02 1年5月15日，天问T探测器着陆火星取得成功，迈出了我国星际探测征程的重要一步，在火星上首次留下中国人的印迹。天问一号探测器成功发射后，顺利被火星捕获,成为我国第一颗人造火星卫星。经过轨道调整，探测器先沿椭圆轨道I运行，之后进入称为火星停泊轨道的椭圆轨道II运行，如图

19、所示,两轨道相切于近火点P,则天问一号探测器（）A.在轨道n上处于受力平衡状态B.在轨道I运行周期比在n时短c.从轨道I进入n在p处要加速D.沿轨道I向P飞近时速度增大答 案I）11.（2 02 2甘肃一诊）从 玉兔 登月到 祝融 探火,我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。祝融 火星车登陆火星之前，天问一号 探测器环绕火星变轨示意图如图所示。已知地球表面的重力加速度为g,火星的质量约为地球质量的2 火星的半径约为地球半径的白 祝融 火星车的质量为 m,引力常量为G o则下列说法正确的是（）轨道我加口,一一二，点A.天问一号 在圆轨道I 上的机械能大于在椭圆轨道n 上的机械能B.天问一

20、号 在椭圆轨道n 运行到p 点的速度大于在椭圆轨道m运行到p 点的速度c.若轨道I 为贴近火星表面的圆轨道，测得 天问一号 在轨道I 运动的角速度为。则火星的密度约M3 a）2为布D.祝融 火星车在火星表面所受的重力约为变2答 案 C12.（2021云南昆明一中七模,5）（多选）如图所示，一颗卫星被发射到近地轨道上,然后在某一点P 点火加速后进入椭圆轨道，下列说法正确的是（）pA.近地轨道的周期小于椭圆轨道的周期B.卫星在椭圆轨道上经过P 点的速度可能大于第一宇宙速度C.卫星在近地轨道上经过P 点时的加速度大于卫星在椭圆轨道上经过P 点时的加速度D.只需知道近地轨道的周期和引力常量就可估算出地

21、球的平均密度答 案ABD综合13.（2022浙江1 月选考,8,3分）“天问一号 从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（）A.发射速度介于7.9 km/s与 1L2 km/s之间B.从 P点转移到Q 点的时间小于6 个月C.在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小D.在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度答 案 C14.（2021浙江6 月选考,10,3分）空间站在地球外层的稀薄大气中绕行，因气体阻力的影响，轨道高度会发生变化。空间站安装有发动机，可对轨道进行修正。图中给出了国际空间站在2020.02-202

22、0.08期间离地高度随时间变化的曲线，则空间站（）A.绕地运行速度约为2.0 km/sB.绕地运行速度约为8.0 km/sC.在4 月份绕行的任意两小时内机械能可视为守恒D.在 5 月份绕行的任意两小时内机械能可视为守恒答 案 I）15.（2 02 1北京,6,3 分）2 02 1年 5 月，天问一号 探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现 绕、落、巡”三项任务的国家。“天问一号 在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8x102 k m、远火点距离火星表面5.9x105 km,则 天问一号（）A.在近火点的加速度比远火点的小B.在近火点的运行速度比远火点的小C.在

23、近火点的机械能比远火点的小D.在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动答 案 D16.（2 02 0山东,7,3 分）我国将在今年择机执行 天问T 火星探测任务。质量为m 的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为to、速度由V。减速到零的过程。已知火星的质量约为地球的 0。倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g,忽略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为（）A.m（0.4 g-n B.m0.4 +p-jC m（02 若）D.m（0.2 g+9答 案 B17.（2 02 2 江苏淮安期中,6）回收嫦娥五号返回器

24、采用了“太空水漂”技术。先让返回器高速进入大气层,再借助大气提供的升力跃出大气层，然后再扎入大气层，返回地面。如图为其示意图，虚线大圆为大气层的边界，已知地球半径为R,d点到地心的距离为r,地球表面重力加速度为go下列说法正确的是（）A.返回器从a到b运动过程中处于完全失重状态B.返回器从b到d点的过程机械能一直减小C.返回器运动到d点时的加速度为哆D.返回器在c点和e点的速度相同答 案C易混易错1.卫星速度、发射速度、宇宙速度1（2 02 2山西吕梁一模）（多选）2 02 1年6月17日，神舟十二号载人飞船成功与天和核心舱对接,3名航天员顺利进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。

25、空间站绕地球做圆周运动的运行周期约为1.5 h,则下列说法正确的是（）A.神舟十二号的发射速度应大于地球的第二宇宙速度B.空间站绕地球做圆周运动的运行速度小于7.9 km/sC.宇航员站在天和核心舱地板上时对地板的压力等于零D.神舟十二号可以通过先进入天和核心舱运行轨道，再从后面加速以实现与天和核心舱又推答 案BC2.万有引力和重力的关系1（2 02 1山东济南模拟）航天员在某星球上为了探测其自转周期做了如下实验:在该星球两极点，用弹簧测力计测得质量为m的磋码所受重力为F,在赤道测得该祛码所受重力为F；他还发现探测器绕该星球表面做匀速圆周运动的周期为兀假设该星球可视为质量分布均匀的球体，则其自

26、转周期为（）A瑞 B.T器 C.T厚 D.T居答 案I）3.同步卫星、近地卫星与地面上的物体1（2 02 1四川巴中模拟）2 02 0年6月2 3日，北斗三号系统第55颗卫星即 收官之星”在西昌卫星发射中心发射成功，这是一颗地球同步卫星。若该卫星先在近地圆轨道上运行，线速度为VI、周期为T1、加速度为a i；经转移轨道变到地球同步轨道，在同步轨道上运行的线速度为V2、周期为丁2、加速度为a 2；卫星发射前在发射架上跟随地球自转的线速度为V3、周期为T3、向心加速度为a%地球表面的重力加速度为g,下列说法正确的是（）A.T1T2 V2V3C.a 2 a ia s D.a 3=g答 案B4.比较圆

27、轨道卫星与椭圆轨道卫星的速度|（20 20河南郑州二测,4）宇宙中有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示。中心天体质量远大于行星质量,不考虑行星之间的万有引力，三颗行星的运行轨道中，有两个为圆轨道，半径分别为、臼,一个为椭圆轨道泮长轴为a,a=0在A t时间内，行星n、行星田与中心天体连线扫过的面积分别为S2、S工行星I的速率为VI、行星H在B点的速率为V2 B、行星n在E点的速率为V2 E、行星m的速率为V3,下列说法正确的是（）A.S2 =S3B彳 亍 星n与行星in的运行周期相等c行星n与行星ni在P点时的向心加速度大小相等DY3 V1V2 EVbVcVdC.在相同时间内d 转过

28、的弧长最长D.d的运动周期可能是30 h答 案 D4.变式|（2021浙江乐清期末,7）已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为vi,向心加速度大小为 ai,近地卫星速度大小为V2,向心加速度大小为az地球同步卫星线速度大小为V3,向心加速度大小为a，设近地卫星距地面高度不计，地球同步卫星距地面高度约为地球半径的6 倍,则以下结论正确的是（）A.吆=：C半=D半 二l?3 1 也 a3ai B.a2aia3C.a3aia2 D.a3a2ai答 案 D题型二双星模型典型模型模型特征:双星模型的动力学规律:各自所需的向心力由彼此间的万有引力相互提供，即写”=m w 匕，笔 也 m2 必两颗星的

29、周期及角速度都相同，即 T1=T2,3 1=3 2。两颗星的轨道半径与它们之间的距离关系为:ri+r2=L。两颗星到轨道圆心的距离ri、上与星体质量成反比，即3=强女四1.（2 018课标1,2 0,6 分）（多选）2 017 年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根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4 00 km,绕二者连线上的某点每秒转动1 2 圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体,由这些数据、引力常量并利用牛顿力学知识，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 BC2.（2 02

30、 2 山东烟台期中,15）两个靠得很近的天体绕着它们连线上的一点做圆周运动，构成稳定的双星系统，双星系统运动时，其轨道平面存在着一些特殊的点，在这些点处，质量极小的物体（例如人造卫星）可以与两星体保持相对静止，这样的点被称为 拉格朗日点。一般一个双星系统有五个拉格朗日点。如图所示,一双星系统由质量为M 的天体A 和质量为m 的天体B 构成,它们共同绕连线上的。点做匀速圆周运动，在天体A 和天体B 的连线之间有一个拉格朗日点P,已知双星间的距离为L,引力常量为G。（1）求天体A 做圆周运动的角速度及半径；（2）若 P 点与天体A 的距离为r=|L,求 M 与 m 之比。答 案(1)(2)104

31、：193.(2 02 2 福建厦门期中,14)宇宙空间有两颗相距较远、中心距离为d 的星球A 和星球B。在星球A 上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上才巴物体P 轻放在弹簧上端，如图(a)所示,P 由静止向下运动，其加速度a 与弹簧的压缩量x 间的关系如图(b)中实线所示。在星球B 上用完全相同的弹簧和物体P 完成同样的过程，其 a-x关系如图(b)中虚线所示。已知两星球密度相等。星球A 的质量为mo,引力常量为G。假设两星球均为质量均匀分布的球体。(1)求星球A 和星球B 的表面重力加速度的比值；(2)若将星球A 看成是以星球B 为中心天体的一颗卫星,求星球A 的运行周期%;(3)若将星球A 和

32、星球B 看成是远离其他星球的双星模型，这样算得的两星球做匀速圆周运动的周期为T2O求此情形中的周期T2与第(2)问中的周期TI的比值。答 案(畴(2)出原竽Z yl 2 Gmo 3变式题型题型特征:变式1：等质量三星系统。变式2:不等质量三星系统。4.变式1|(2 02 1河北衡水模拟,4)宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统。其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为M 的星体位于等边三角形的三个顶点上，任意两颗星的距离均为R,并绕其中心0做匀速圆周运动。如果忽略其他星体对它们的引力作用，引力常量为G,以下对该三星系统的说法中正确的是()Q，I /、R1、，人、;,/、/J、O-.二 七A.

33、每颗星做圆周运动的角速度为3件B.每颗星做圆周运动的向心加速度与三星的质量无关C.若距离R 和每颗星的质量M 都变为原来的2倍,则角速度变为原来的2 倍D.若距离R 和每颗星的质量M 都变为原来的2倍很I J 线速度大/不变答 案 D5.变式2|(2 015安徽理综,2 4,2 0分)由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的作用,存在着一种运动形式:三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动(图示为A、B、C 三颗星体质量不相同时的一般情况)。若 A 星体质量为2 m,B、C 两星体的质量均为m,三角形的边

34、长为a,求：(D A 星体所受合力大小FA；(2)B星体所受合力大小FB；(3)C星体的轨道半径Rc；三星体做圆周运动的周期兀答 案(1)2 V3 G(2)V7 G(3)?a (4)n K实践应用6.（2021山东邹城期中,16）如图，质量分别为m和M的两个星球A、B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L。已知A、B的中心和。三点始终共线,A和B分别在。的两侧。引力常量为G。（1）求A、O之间的距离；（2）两星球做圆周运动的周期T;在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行的周期记为Ti,但在近似处理问题时，常常认

35、为月球是绕地 做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T2O已知地球和月球的质量分别为5.98x1024 k g和7.35x1022 kgo求与心两者二次方之比（结果保留3位小数）。答 案 点L(2)2nJ嬴1.012情境应用简单熟悉1.物理科技|（2022陕西西安西工大附中第七次适应练）卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话很!从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据月球绕地球运动的轨道半径约为3.8x105 km,运行周期约为2 7天,地球半径约为6 400km,无线电信号的传播速度为3x 108 m/s）（）A.0.1 sB.0.25

36、 sC.0.5 s答 案BD.l s2.物理科技1（2022吉林松原联考）2021年 2 月,我国首个火星探测器 天问一号 实现了对火星的环绕。若 天问一号 绕火星做匀速圆周运动的线速度大小为v,周期为T,引力常量为G则火星的质量为（）A 察 B.2271G2nGC也 D也2TTG 4nG答 案 A3.物理科技|（2022贵州新高考联盟第一次测试）神舟八号 与“天宫一号 成功实现了对接。对接前，它们在离地面三百多千米的同一轨道上一前一后绕地球做匀速圆周运动，则（）A.它们的运行速度相同B.它们的加速度小于9.8 m/s2C.运行的周期可能大于24小时D.若神舟八号点火加速，即可与天宫一号实现对

37、接答 案 B4.物理科技|（2022安徽合肥第一次质检）（多选）2021年 10月 16日,神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三位航天员送入太空。航天员进驻天和核心舱，开启了为期半年的在轨驻留,将开展机械臂操作、出舱活动、舱段转移等工作,进一步验证航天员长期在轨驻留、再生生保等一系列关键技术。天和核心舱距离地面的高度约400 km,绕地球的运动可近似为圆周运动，运动一周约1.5 h0已知引力常量为6.67x10-11 N-m2/kg2,地球半径约6 400 kmo根据以上信息可估算出（）A.地球的质量B.核心舱的运行速度C核心舱所受地球的引力D.核心舱所处位置的重

38、力加速度答 案ABD5启 然 现 象Q022甘肃武威凉州质检）2021年,某杂志上的一篇文章中描述了一颗质量达到木星级别的气态行星，绕银河系内的一颗白矮星做匀速圆周运动。已知地球绕太阳做圆周运动的轨道半径为r,若该白矮星的质量约为太阳的一半，气态行星绕白矮星做圆周运动的轨道半径约为3ro取1年=3.14x107s,遥=2.5,n=3.14厕可估算出该气态行星绕白矮星做匀速圆周运动的角速度约为（）A.8xl0 8 rad/s B.8xl0 6 rad/sC.3xl0 8 rad/s D.3xl0 6 rad/s答 案C复杂熟悉6.物理科技|（2022贵州贵阳五校联考）侈 选）2021年5月15日

39、，中国首次火星探测任务 天问一号探测器的着陆巡视器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆，在火星上首次留下中国印迹,迈出了中国星际探测征程的重要一步。天问T 探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发射到火星，地球轨道和火星轨道近似看成圆形轨道，霍曼转移轨道是一个在近日点M和远日点P分别与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示），在近日点短暂点火后 天向一号”进入霍曼转移轨道，接 着“天问T沿着这个轨道运行直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知引力常量为G,太阳质量为m,地球轨道和火星轨道半径分别为r和R,地球、火星、天向一号”运行方向都为逆时针方向。若只考虑太 阳 对“天问一号”的作用力

40、，下列说法正确的是（）P曼移道霍转轨太阳球道地M星道火轨A.两次点火喷射方向都与速度方向相反B.天问一号”运行中，在霍曼转移轨道上P 点的加速度比在火星轨道上P 点的加速度小C.两次点火之间的时间间隔为泰岳gD.天问一号”在地球轨道上的角速度小于在火星轨道上的角速度答 案 AC7.物理生活|（2022江西重点中学盟校一联）某兴趣小组想利用小孔成像实验估测太阳的密度。设计如图所示的装置，不透明的圆筒一端密封，中央有一小孔,另一端为半透明纸。将圆筒轴线正对太阳方向，可观察到太阳的像的直径为5 已知圆筒长为L,地球绕太阳公转周期为T,引力常量为G。则估测太阳密度的表达式为（）A.P二 舞 B.p二瑞

41、L 24m?c 247rd3P-GT2d3答 案 c复杂陌生8.自然现象1（2022东北三省三校二联）我国火星探测器 祝融号”在 2021年 9 月中旬到10月下旬约一个月的时间内发生短暂 失联，原因是发生“火星合日 现象，太阳干扰无线电，影响通讯。火星合日”是指当火星和地球分别位于太阳两侧与太阳共线的天文现象。已知火星公转的周期为Ti,地球公转的周期为丁2,地球与火星绕太阳做圆周运动的方向相同。结合以上信息，下列说法正确的是（）A.火星公转的周期T i小于地球公转的周期T2B.祝融号 火星探测器失联过程中火星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积C.相邻两次火星合日的时间间隔为普U

42、 1-2|D.相邻两次火星合日的时间间隔为普TrT2答 案C审题解题1.（2015天津理综,8,6分）（多选）Pi、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星si、S2做匀速圆周运动。图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a,横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示Pi、P2周围的a与M的反比关系,它们左端点横坐标相同。贝！1（）A.P1的平均密度比P2的大B.Pi的 第一宇宙速度 比P2的小C.S1的向心加速度比S2的大D.S1的公转周期比S2的大补充设问审题方法设问比较两图线可以获取什么直观信息？设问两图线左端点横坐标相同说明了什么信息？解题

43、思路 设问行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a与物体到行星中心的距离H的反比关系式是什么？设问由图像可知，物体到行星中心的距离r相同时，行 星Pi对物体的引力产生的加速度a大,这说明了什么？答 案AC2.(2014四川理综,9,15分)石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作超级缆绳，人 类 搭 建“太空电梯 的梦想有望在本世纪实现。科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换。(1)

44、若 太 空 电 梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h i的同步轨道站，求轨道站内质量为m i的货物相对地心运动的动能。设地球自转角速度为3,地球半径为R。(2)当电梯仓停在距地面高度h2=4 R的站点时，求仓内质量m2=50 kg 的人对水平地板的压力大小。取地面附近重力加速度g=10 m/s，地球自转角速度3=7.3 x10-5 ra d/s,地球半径R=6.4 xl03 k m。补充设问审题方法设问通读题干，你能获取哪些直观信息？设问再次审读题干，你发现了哪些隐藏信息？解题思路设问第(2)问中，电梯仓所在高度的加速度还是地面附近的重力加速度吗?可以求解吗？设问在引力常量和地球质量未知的情况下，如何表示人受到的万有引力？答 案(1)如 iU)2(R+hi)2 (2)11.5 N