专题04 万有引力与航天（讲义）-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）含答案.pdf

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1、专题 04 万有引力与航天专题 04 万有引力与航天102 V02 V 103 03 2一、解决天体问题的两个基本思路 2二、卫星的变轨问题 2三、双星模型与拉格朗日问题 2四、三星、多星问题 336 考向 1：O同轨道上的卫星物理量的比较 4考向 2：卫星的发射P变轨问题 5考向 3：双星、多星模型 604 x|04 x|705 题05 题 11考点内容 要求 学习目标 解y体动的两种基本思路III 1.掌握处理y体动的两种基本思路2.掌握O轨道卫星物理量的比较和卫星的轨问3.掌握星和多星模型的处理方法卫星的轨问II 星模型P拉格朗日点II O星1多星问I 专题04 万有引力与航天（讲义）-

2、【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）一、一、解决天体问解决天体问题题的两个基本思路的两个基本思路 1将y体的动看作匀圆周动中心y体对它的万p引力作转动所需要的向心力即 GMmr2manmv2rm2rm42T2r2但星问和椭圆轨道问O符合m表达式2 2物体所力和万p引力的关系O考虑中心y体自转时在中心y体表面中心y体对物体的万p引力等于物体所的力即GMmR2mg 或 GMgR2(R1g 和 M V别是中心y体的半1表面力度和质量)关系式 GMgR2应用广泛被称黄金换式=2 二、二、卫星的变轨卫星的变轨问问题题 求航y器轨问的四点注意 1航y器经过O轨道相交的N

3、点时度相等在外轨道P的度大于在内轨道P的度2 2航y器在O轨道P行时机能O轨道半(或半长轴)越大机能越大2 3航y器在N中心y体的O圆轨道或椭圆轨道P的行周期均满足开普勒第O律a3T2k2 4航y器在N椭圆轨道P的度P到中心y体的距离r比即 v1r1v2r22 三、三、双星双星模型与模型与拉拉格朗日问题格朗日问题 1星模型及特点星模型及特点 模型 两个y体只在彼m的引力作用Q绕连线PN点做圆周动 动力学方程 Gm1m2L2m121r1Gm1m2L2m222r2 动关系 T1T212 轨道半关系 r1r2Lr2r1m1m2 周期和角度大小 T2 L3Gm1m2 Gm1m2L3 系统总质量 m1m

4、242L3GT2 2拉格朗日点问拉格朗日点问 处在地o拉格朗日点处的卫星w周期Po球转周期相向心力地球和o球对卫星的万p引力的合力处在日地拉格朗日点处的卫星w周期P地球转周期相向心力z阳和地球对卫星的万p引力的合力2 3.星模型和拉格朗日点问的解n骤 1确星球几个万p引力所万p引力的合力充当向心力2 2清楚y体之间的引力距离确y体动的轨道半2 3求出y体之间的万p引力列出牛顿第二律方程行计算2 四、三星、多星四、三星、多星问问题题 1.多星系统多星系统 1N般都在N面内绕N圆心做匀圆周动它们的周期都相等2 2星体所需的向心力uw他星体对它的万p引力的合力合力提供2 3.多星系模型问的解n骤 1

5、确星球几个万p引力所万p引力的合力充当向心力2 2清楚y体之间的引力距离确y体动的轨道半2 3求出y体之间的万p引力列出牛顿第二律方程行计算2 0y例0y例 1 11 1 2 20 02 23 3江江苏苏统考高统考高考真题考真题设想将来发射N人卫星能在o球绕地球动的轨道P稳行该轨道视圆轨道该卫星Po球相比N相等的是 A质量 B向心力大小 C向心度大小 D到地球的万p引力大小 0y例0y例 2 211 多选多选 2 20 02 20 0江苏江苏统考统考高考高考真题真题v1_两人卫星质量相等均绕地球做圆周动v的轨道半是_的 2 倍2Q列应用式行的论l确的p Au=知v的度是_的2倍 Bu=2知v的

6、向心度是_的 2 倍 Cu=2知v的向心力是_的14 Du32=知v的周期是_的22倍 0y例0y例 3 311 多选多选 2 20 02 23 3福建福建统考统考高考高考真题真题人类探索起源发射的韦伯z空望镜行在日地 延长线P的拉格朗日 L2点附L2点的O置如所示2在 L2点的航y器z阳和地球引力共作用始终Pz阳1地球保持相对静k2考虑到z阳系内w他y体的影响很小z阳和地球视相角度围绕日心和地心连线中的N点 O中未标出转动的星系统2若z阳和地球的质量V别 M 和 m航y器的质量小于z阳1地球的质量日心P地心的距离 R万p引力常数 GL2点到地心的距离记 rr R 在 L2点的航y器绕 O点转

7、动的角度大小记 2 Q列关系式l确的是 能用到的似1(+)2j12(1 2)A=(+)2312 B=(+)312 C=33+13 D=3+13 0y例0y例 4 41 1 2 20 02 22 2浙浙江江统考高统考高考真题考真题y问N号=地球发射在如v所示的 P 点沿地火转移轨道到 Q 点再依次入如_所示的调相轨道和停泊轨道则y问N号 A发射度于 7.9km/s P 11.2km/s 之间 B P 点转移到 Q 点的时间小于 6 个o C在绕火星的停泊轨道行的周期比在调相轨道P小 D在地火转移轨道动时的度均大于地球绕z阳的度 考向考向 1：O同轨道上的卫：O同轨道上的卫星物理量的比较星物理量的

8、比较 1.1.2 20 02 24 4重重庆庆统统考一考一模模X斗系统要u离地面高度约 6RR 地球半的n轨道卫星和离地面高度约 3R 的中轨道卫星组r已知地球表面力度 g忽略地球自转2则 A中轨道卫星的向心度约16 B中轨道卫星的行周期 12 小时 Cn轨道卫星的角度大于中轨道卫星的角度 D因n轨道卫星的度小于中轨道卫星的度所卫星中轨道轨到n轨道需向前方喷气减 2.2.2 20 02 24 4广广东佛东佛山山统统考一模考一模中空间站l常绕地行的轨道视圆形轨道面P赤道面z角 42轨道离地高约400km每y绕地球约转 15.4 圈绕行方向自西向2地球半约6400kmQ列相关说法l确的是 A空间站

9、绕地行轨道的圆心P地球球心合 B空间站绕地行的度比o球绕地行的度小 C空间站绕地行的角度比地面P物体随地球自转的角度小 D空间站中航员所的力小O及w在地面所力的十V之N 考向考向 2：卫星的发射P变：卫星的发射P变轨问题轨问题 3.3.多多选选 2 20 02 23 3宁夏宁夏石嘴山石嘴山石嘴石嘴山市山市第三中第三中学校考学校考三模三模201912o27日长五号遥O载火箭在中文昌航y发射场点火升空 2000多 将质量达到8吨的实践二十号卫星准确送入地点192千米1地点6.8万千米的预转移轨道之卫星经七次轨道机动于20201o5日在地球n轨道r点2本次r发射对s大力载火箭和新N大型地球n卫星行了

10、验证2卫星点前的部V轨道简W如所示轨道112都椭圆轨道3地球n轨道2已知地球的半表面的力度自转周期Q说法l确的是 A卫星自轨道1转移至轨道2需在点 B卫星在轨道3Pl常行时在卫星内用y测量物体的质量 C11O个量之间的关系满足=2 D卫星在轨道3Pl常行时的向心度164243 4.4.2 20 02 24 4 四四川绵阳川绵阳 统考统考二模二模 2023 10 o 31 日 神舟十号飞船完r多项预作r返回地面2神舟十号载人飞船返回过程在 A点圆形轨道 I 入椭圆轨道 IIB 轨道 II P的N点如所示2已知飞船在轨道 I P飞行周期 T地球质量 M和半 R01万p引力常量 G2则Q列说法中l确

11、的是 A计算飞船的质量 B计算轨道 I 离地面的高度 C知飞船在轨道 I P的机能P在轨道 II 的机能相等 D知飞船在圆轨道 I P行的角度比在地球n轨道P的小 考向考向 3：双星、多星模型：双星、多星模型 5.5.2 20 02 23 3陕陕西西西西安安统统考模拟考模拟预测预测y玑星是X斗七星之N在y玑星周围pN伴星它们组r星系统各自绕二者连线P的某N点 O 做匀圆周动伴星距 O点较如所示2已知y玑星的质量 M二者之间连线的距离 L动周期均 T万p引力常量 G2Q列说法l确的是 A伴星的线度小于y玑星的线度 B伴星的质量大于y玑星的质量 Cy玑星的动半2422 Dy玑星和伴星的总质量423

12、2 6.6.多多选选 2 20 02 23 3河南河南郑郑统考模统考模拟预拟预测测中存在N个u四星组r的系统O质量均 m的星球 a1b1c恰好构rN个边长 L 的lO角形在它们的中心 O处pN质量也 m 的星球如所示2已知引力常量 G每个星球的半均小于 L2对于m系统则Q列说法l确的是 A中心 O处的星球到 a1b1c O星球总的万p引力零 Ba1b1cO星球的线度大小均(1+3)Ca1b1cO星球的度大小均(1+3)2 D若某时刻中心 O 处星球消失则 a1b1c O星球将按原轨道动且动周期O 1 2023河X校联考模拟预测如所示某卫星沿椭圆轨道绕地球动2已知地球的半 R地球表面的力度 g卫

13、星行的周期 T在地点时卫星离地面的高度 d则该卫星行至地点时离地面的高度 A223222gT RRd B22322gT RRd C22324gT Rd D22324gT R 2 2023广西南宁南宁O中校考模拟预测神舟十号是中神舟=系列飞船的第十次任也是中空间站营阶段的首次飞行任2如所示神舟十号载人飞船处于半 r1的圆轨道a1空间站组合体处于半 r3的圆轨道c两者都在w轨道P做匀圆周动2通过轨操作飞船 A 点沿椭圆轨道b动到B点P空间站组合体对接 已知地球的半R1 地球表面力度g2 Q列说法l确的是 A飞船在轨道aP的行度大于地球的第N度 B飞船沿轨道b行的周期大于空间站组合体沿轨道c行的周期

14、 C飞船在轨道aP A点的度小于在轨道bP A点的度 D空间站组合体在轨道c行的周期3332rTRg=3 2024广西贵港统考模拟预测2023 10 o 26 日神舟十七号载人飞船r发射精准入预轨道之Py宫空间站y和心舱r对接2发射神舟十七号飞船时先将飞船发送到N个椭圆轨道Pw地点M距地面约200km地点N距地面约363km2飞船在椭圆轨道l常行时通过M1N点时的率V别是1v12v2当某次飞船通过N点时地面指挥部发出指点燃飞船P的发动机使飞船在短时间内入离地面363km的圆形轨道开始绕地球做匀圆周动时飞船的率3v2比较飞船在M1N1PO点l常行时 O包括点火阶段的率大小 及在椭圆轨道l常行经过

15、N点O包括点火阶段的度大小a和在圆形轨道经过N点时度大小a2Q列结论l确的是 A13vv=B12vv Caa Daa 4 2024四甘孜统考N模2023 5 o 30 日 16 时 29 V神舟十号载人飞船入轨r对接于空间站y和心舱向端口形r了O舱O船组合体m次任将带去航y员驻留和消耗物资1修备件1剂和应用任载荷品并带回在轨废弃物2飞船发射会在停泊轨道aP行数据确认择机经转移轨道b完rP中空间站的交会对接w轨过程简W如Q所示已知停泊轨道半似地球半R中空间站轨道距地面的均高度h飞船在停泊轨道P的周期1T则 A飞船在停泊轨道aP的度大于7.9km/s B飞船在停泊轨道aP组合体在空间站轨道cP的率

16、之比():RhR+C飞船在转移轨道bPl常行的周期1312hTTR=+D飞船在转移轨道bPl常行时在Q点的机能和在空间站轨道cP在Q点的机能相 5 2023全校联考N模如所示v1_1丙O卫星V别在 11213 轨道P行113 是圆2 是椭圆2 P 1 相W于_的地点2 P 3 相W于_的地点已知地球的半0R地球表面的力度gQ列说法l确的是 A丙的向心度大于g Bv的角度小于丙的角度 C若 113 的半V别 1.5R12.5Rv的行周期 T则_的行周期 2T D若丙的质量 m3 的半r则丙的动量大小0gmRr 6 2023贵盘水统考模拟预测 如v所示 电影:流浪地球b;O于赤道处竖直向P直霄汉的

17、z空电=人十V震撼航员通过z空电=到达O于地球静k轨道卫星处的z空站P方某处2设航员到地心的距离r 地球半0R 地球引力对航员产生的度大小Pr的关系如_中曲线A所示航员u于地球自转而产生的向心度大小P r的关系如_中直线 B 所示2若航员将物体相对z空电=无初释放则 A当0rR=时物体将飘浮=在空中 B当1rR=时物体将飘浮=在空中 C当2rR=时物体将落=向y花板 D当3rR=时物体将落=向y花板 7 2023河X衡水河Xo邑中学校考O模X时间 2023 5 o 30 日 9 时 31 V搭载神舟十号载人飞船的长二号 F 遥十载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空在z空飞行数小时P空间站组合体

18、向交会对接P神舟十五号组行在轨轮换再 6 航y员z空会师=场面2中空间站的动视绕地心的匀圆周动动周期 T地球半 R地球表面的力 g则Q列说法l确的是 A空间站中的航y员在睡眠区睡眠时他们相对于地心处于衡状态 B空间站动的率2 RT C空间站动的轨道半22324gR T D空间站动的度大小2322gRT 8 2024河南郑统考N模2023 9 o 21 日y宫课堂=第四课l式开讲是中航y员首次在梦y实验舱内行授课若梦y实验舱绕地球的动视匀圆周动w轨道离地面的高度约地球半的116倍2 已知地球半 R 地球表面的力度 g 引力常量 G 忽略地球自转的影响 则 A漂浮在实验舱中的航员O地球引力 B实验

19、舱绕地球动的线度大小约1617gR C实验舱绕地球动的向心度大小约21716g D地球的密度约5164gGR 9 2023徽校联考二模2023 9 o 5 日傍晚 5 点 30 V右N命合肥高新N号=的卫星海P发射基地飞向z空 r中P轨卫星物联网的N部V2 假设m卫星在赤道面内绕地球做圆周动离地面高度等于地球半 R行方向P地球自转方向相2已知地球自转周期0T地球两极处力度 g万p引力常量用 G 表示2Q列说法l确的是 A地球的均密度203GT B卫星做圆周动的周期22Rg C赤道表面的力度2202gRT D若赤道PpN卫星测站忽略卫星信号传输时间卫星P测站能连续通信的最长时间 0024234R

20、TgRTg 10 2024陕西渭南统考N模中空间站在距离地面约 400km 的轨道P绕地球做匀圆周动2在空间站中利用匀圆周动测量小球质量2如所示O伸长的轻N端固于 O 点另N端系N测小球使w绕 O做匀圆周动用力传感器测得P的拉力 F用停表测得小球转过 n 圈所用的时间 t用刻度尺测得 O点到球心的距离圆周动的半 R2Q列说法l确的是 A圆周动轨道N要保持水 B小球的质量2224Ftmn R=C因空间站在距地面 400km 轨道P动所测得小球的质量比地球P小 D小球在空间站中做匀圆周动只子拉力地球对小球的万p引力几乎零 N1单选N1单选 1 1 2 20 02 24 4广东广东统考一统考一模模s

21、神舟十号=载人飞船的发射过程简W如所示先u长=载火箭将飞船送入地点 A1地点 B 的椭圆轨道a在地点 B 将飞船送入预圆轨道b2Q列说法l确的是 A飞船在轨道a和b行时均处于超状态 B飞船在轨道a和b行至 B 处时度相等 C飞船在轨道a和b行时机能相等 D飞船在轨道a经过 B 处时的度大于第N度 2 2 2 20 02 23 3四川四川乐山乐山统统考一模考一模N个小物体在两个大物体的引力作用Q在某O置相对于两个大物体基 本保持静kO置被称拉格朗日点s们似认中继卫星鹊桥=O于地o拉格朗日 L2点Po球n绕地球做匀圆周动如所示Q列V析l确的是 A中继星鹊桥=做圆周动的向心力仅u地球的引力提供 B中

22、继星鹊桥=圆周动的角度小于o球动的角度 C中继星鹊桥=圆周动的线度大于o球动的线度 D若鹊桥=和o球的转轨道半之比 n那么它们的转周期之比3 3 2 20 02 23 3四四川攀川攀枝花枝花统考一统考一模模新N地球n轨道通信卫星中星 6D 于 2022 4 o 15 日u长O号_增强型载火箭在中西昌卫星发射中心发射r在杭会P确保了开幕式直播保障作万无N失2关于中星 6D 卫星Q列说法中Ol确的是 A行轨道的高度是确的 B能出在X的lP方 C围绕地球转动的方向N是自西向 D行率小于第N度 4 4 2 20 02 24 4广广东中东中山山中中山市华山市华侨中学侨中学校考校考模拟预模拟预测测在高空行

23、的n卫星能失效会被送到n轨道P空几百处的墓地轨道=免影响w他在轨卫星并节省轨道资源如所示2022 1 o22日 s实践21号卫星在地球n轨道捕获=已失效的X斗二号G2卫星 r将w送入墓地轨道=已知转移轨道Pn轨道1墓地轨道V别相W于 P1Q点则X斗二号 G2 卫星 A在墓地轨道行时的度大于w在n轨道行的度 B在转移轨道P经过 P点的度大于在n轨道P经过 P点的度 C在墓地轨道P经过 Q点的度大于转移轨道P经过 Q点的度 D若要 Q点逃脱地球的引力束缚则在该处度必须大于 11.2km/s 5 5 2 20 02 23 3广西广西统考统考三三模模2023 10 o 5 号长二号O载火箭r将遥感O十

24、九号卫星送入预轨道2如所示假设卫星 B 是 B C BB C A CA B C DA=B=C 6 6 2 20 02 23 3山山东威东威海海统统考二模考二模如所示y问N号=在某阶段的动示意y问N号=在 P 点u椭圆轨道轨到火圆形轨道2已知火星半 R椭圆轨道P的火点 Q离火星表面的最距离 6R火星表面的力度g0 忽略火星自转的影响2 y问N号=在椭圆轨道PP点动到Q点的时间 A40 B80 C160 D320 7 7 2 20 02 24 4湖南湖南株株统统考一模考一模2023 12 o 9 日u湖南大学Py仪研究院联合研制的y仪 33卫星发射r该卫星绕地球转周期约 1.5h则它P地球n卫星的

25、轨道半之比约 A1632:1 B 1:1632 C1:1623 D1623:1 8 8 2 20 02 23 3云南云南昭通昭通统统考模拟考模拟预测预测X斗O号全球卫星导航系统u 24 中圆地球轨道卫星13 地球静k轨道卫星和 3 倾斜地球轨道卫星共 30 卫星组r2如所示a地球n卫星1b P地球自转周期相的卫星卫星 cP卫星 a 动轨迹在N面内2Q列说法l确的是 A卫星 b的角度大于卫星 c的角度 B卫星 b 的线度大于卫星 c的线度 C卫星 a P卫星 bxp相的线度 D卫星 a的周期大于卫星 c的周期 9 9 2 20 02 24 4陕西陕西安康安康校校联考模联考模拟预测拟预测中 FAS

26、T 是目前全球最大且最灵敏的射电望镜利用 FAST灵敏度高1监测脉星数目多1测量精度更高的优势发了xp纳赫兹引力波特的四极相关信号的证据2 利用引力波观测 能够捕捉到黑暗=的蛛_马迹 探测中最大质量的y体即超大质量黑洞的增长1 演W及合并过程2若v1_两个恒星组r的星系统在合并前稳行时绕N点做圆周动测得v1_两恒星到绕行中心的距离之比1:2则v1_两恒星 A质量之比1:2 B线度之比2:1 C周期之比2:1 D动能之比1:2 二1多选二1多选 1010 2 20 02 24 4四川四川内江内江统考一统考一模模2023 4 o 14 日s首z阳探测卫星y父N号=准时观测了部V数据 实了数据共2

27、如 y父N号=卫星和另N卫星V别沿圆轨道1 椭圆轨道绕地球沿逆时针动圆的半P椭圆的半长轴相等两轨道相交于 A1B两点某时刻两卫星P地球在N直线PQ列说法中l确的是 A两卫星的动周期相等 B两卫星在示O置的度 v1v2 C两卫星在 A处到的万p引力大小N相等 D两卫星在 A 或 B点处O能相遇 1111 2 20 02 22 2河河南郑南郑郑中郑中学统考学统考三模三模第移动通信术6G将在 2030 右实商用实万物互联到万物智联的跃迁2P前五移动通信地面通信O6G 时卫星网络将担要角色2s已经r发射了全球首 6G试验地球卫星卫星轨道半的O次方Pw周期的二次方关系如所示卫星的动是地心圆心的匀圆周动2

28、已知地球半 R引力常量 GQ列说法l确的是 A地球的质量42 B地球表面的力度422 C绕地球表面行的卫星线度2 D地球的密度33 1212 2 20 02 23 3 重重庆万庆万 重重庆市万庆市万第二第二高级高级中学校中学校联考模联考模拟预测拟预测 如所示是中存在的某O星系统忽略w他星体的万p引力O个星体 A1B1C在边长 d 的等边O角形的O个顶点P绕N圆心 O 做匀圆周动2已知 A1B1C的质量V别 2m13m13m引力常量 G则Q列说法l确的是 AO个星体组r的系统动量恒 BA的周期小于 B1C 的周期 CA所万p引力的大小3322 D若 B 的角度则 A P圆心 O 的距离3322

29、1313 2 20 02 23 3山东青山东青岛岛统考模拟预统考模拟预测测QO个y体动模型中星球转动半均 R质量及动轨迹如所示Q列说法l确的是 Av1_两个模型的动周期之比 B_模型中某星球的动能P丙模型中某星球的动能之比36 Cv的角度大小大于丙的角度大小 D_模型中某星球的度P丙模型中某星球的度之比34 专题专题 0404 万有万有引引力与力与航天航天 1 0202 VV 1 0303 2 一1解决天体问题的两个基本思路 2 二1卫星的变轨问题 2 三1双星模型与拉格朗日问题 2 四1三星1多星问题 3 3 6 考向 1：O同轨道上的卫星物理量的比较 6 考向 2：卫星的发射P变轨问题 7

30、 考向 3：双星、多星模型 9 0404 xx|11 0505 题题 18 考点内容 要求 学习目标 解y体动的两种基本思路 III 1.掌握处理y体动的两种基本思路 2.掌握O轨道卫星物理量的比较和卫星的轨问 3.掌握星和多星模型的处理方法 卫星的轨问 II 星模型P拉格朗日点 II O星1多星问 I 一1一1解决天体问解决天体问题题的两个基本思路的两个基本思路 1将y体的动看作匀圆周动中心y体对它的万p引力作转动所需要的向心力即 GMmr2manmv2rm2rm42T2r2但星问和椭圆轨道问O符合m表达式2 2物体所力和万p引力的关系O考虑中心y体自转时在中心y体表面中心y体对物体的万p引

31、力等于物体所的力即GMmR2mg 或 GMgR2(R1g 和 M 分别是中心y体的半1表面力度和质量)关系式 GMgR2用广泛被黄金换式=2 二1二1卫星的变轨卫星的变轨问问题题 求航y器轨问的四点注意 1航y器经过O轨道相交的N点时度相等在外轨道P的度大于在内轨道P的度2 2航y器在O轨道P行时机能O轨道半(或半长轴)越大机能越大2 3航y器在N中心y体的O圆轨道或椭圆轨道P的行周期均满足开普勒第O律a3T2k2 4航y器在N椭圆轨道P的度P到中心y体的距离r比即 v1r1v2r22 三1三1双星双星模型与模型与拉拉格朗日问题格朗日问题 1星模型及特点星模型及特点 模型 两个y体只在彼m的引

32、力作用Q绕连线PN点做圆周动 动力学方程 Gm1m2L2m121r1Gm1m2L2m222r2 动关系 T1T212 轨道半关系 r1r2Lr2r1m1m2 周期和角度大小 T2 L3Gm1m2 Gm1m2L3 系统总质量 m1m242L3GT2 2拉格朗日点问拉格朗日点问 处在地o拉格朗日点处的卫星w周期Po球转周期相向心力地球和o球对卫星的万p引力的合力处在日地拉格朗日点处的卫星w周期P地球转周期相向心力z阳和地球对卫星的万p引力的合力2 3.星模型和拉格朗日点问的解n 1确星球几个万p引力所万p引力的合力充当向心力2 2清楚y体之间的引力距离确y体动的轨道半2 3求出y体之间的万p引力列

33、出牛顿第二律方程行计算2 四1三星1多星四1三星1多星问问题题 1.多星系统多星系统 1N般都在N面内绕N圆心做匀圆周动它们的周期都相等2 2星体所需的向心力uw他星体对它的万p引力的合力合力提供2 3.多星系模型问的解n 1确星球几个万p引力所万p引力的合力充当向心力2 2清楚y体之间的引力距离确y体动的轨道半2 3求出y体之间的万p引力列出牛顿第二律方程行计算2 0y例0y例 1 11 1 2 20 02 23 3江江苏苏统考高统考高考真题考真题设想将来发射N人卫星能在o球绕地球动的轨道P稳行轨道视圆轨道卫星Po球相比N相等的是 A质量 B向心力大小 C向心度大小 D到地球的万p引力大小

34、0答案1C 0解1据2=得=2 因卫星Po球的轨道半相知向心度相因卫星的质量Po球质量O则向心力大小及地球的万p引力大小均O相2 故选 C2 0y例0y例 2 211 多选多选 2 20 02 20 0江苏江苏统考统考高考高考真题真题v1_两人卫星质量相等均绕地球做圆周动v的轨道半是_的 2 倍2Q列用式行的论l确的p Au=知v的度是_的2倍 Bu=2知v的向心度是_的 2 倍 Cu=2知v的向心力是_的14 Du32=知v的周期是_的22倍 0答案1CD 0解1卫星绕地球做圆周动万p引力提供向心力则 向=2=2=2=422=A 因在O轨道P g是ON的 故O能据=得出v_度的关系 卫星的行

35、线度=:入数据得v_=:_v=22故 A 错误 B因在O轨道P两卫星的角度ON故O能据=2得出两卫星度的关系卫星的行度=2 入数据得v_=_2v2=14故 B 错误 C据向=2两人卫星质量相等得向v向_=_2v2=14故 C l确 D两卫星均绕地球做圆周动据开普勒第O律32=得v_=:v3_3=22 故 D l确2 故选 CD2 0y例0y例 3 311 多选多选 2 20 02 23 3福建福建统考统考高考高考真题真题人类探索起源发射的韦伯z空望镜行在日地延长线P的拉格朗日 L2点附L2点的O置如所示2在 L2点的航y器z阳和地球引力共作用始终Pz阳1地球保持相对静k2考虑到z阳系内w他y体

36、的影响很小z阳和地球视相角度围绕日心和地心连线中的N点 O中未标出转动的星系统2若z阳和地球的质量分别 M 和 m航y器的质量小于z阳1地球的质量日心P地心的距离 R万p引力常数 GL2点到地心的距离 rr R 在 L2点的航y器绕 O点转动的角度大小 2 Q列关系式l确的是 能用到的似1(+)2j12(1 2 2)A=(+)2312 B=(+)312 C=33+13 D=3+13 0答案1BD 0解1ABu知z阳和地球视相角度围绕日心和地心连线中的N点 O中未标出转动的星系统则p 2=21 2=22 r1r2=R 联立解得=(+)312 故 A 错误1故 B l确 CDu知在 L2点的航y器

37、z阳和地球引力共作用始终Pz阳1地球保持相对静k则p 2(+)2+22=22(+2)再据选项 AB 分析知 Mr1=mr2r1r2=R=(+)312 联立解得=3+13 故 C 错误1故 D l确2 故选 BD2 0y例0y例 4 41 1 2 20 02 22 2浙浙江江统考高统考高考真题考真题 得 故 D 错误2 故选 AB2 1 2023河X校联考模拟预测如所示某卫星沿椭圆轨道绕地球动2已知地球的半 R地球表面的力度 g卫星行的周期 T在地点时卫星离地面的高度 d则卫星行地点时离地面的高度 A223222gT RRd B22322gT RRd C22324gT Rd D22324gT R

38、 0答案1A 0解1设绕地球表面行的卫星的周期0T据万p引力提供向心力p22204MmGmRRT=又2MmGRmg=解得2204RTg=设卫星的椭圆轨道半长轴 r据开普勒第O律p32203TTRr=解得22324gT Rr=u几何关系知卫星行地点时距地面的高度22322222gT RsrRdRd=故选 A2 2 2023广西南宁南宁O中校考模拟预测神舟十号是中神舟=系列飞船的第十次任也是中空间站营阶段的首次飞行任2如所示神舟十号载人飞船处于半 r1的圆轨道a1空间站组合体处于半 r3的圆轨道c两者都在w轨道P做匀圆周动2通过轨操作飞船 A 点沿椭圆轨道b动到B点P空间站组合体对接 已知地球的半

39、R1 地球表面力度g2 Q列说法l确的是 A飞船在轨道aP的行度大于地球的第N度 B飞船沿轨道b行的周期大于空间站组合体沿轨道c行的周期 C飞船在轨道aP A点的度小于在轨道bP A点的度 D空间站组合体在轨道c行的周期3332rTRg=0答案1D 0解1A据万p引力提供向心力22MmvGmrr=解得GMvr=因1rR所飞船在轨道aP的行度小于地球的第N度故 A 错误 B飞船在轨道bP动的半长轴小于在轨道cP动的轨道半据开普勒第O律知卫星在轨道bP动的周期小于在轨道cP行的周期故 B 错误 C据万p引力提供向心力2MmGmar=解得2MaGr=知飞船在轨道aP A 点的度等于飞船在轨道bP A

40、 点的度故 C 错误 D空间站组合体在轨道c时满足2322334GMmmrrT=且2GMmmgR=解得3332rTRg=故 D l确2 故选 D2 3 2024广西港统考模拟预测2023 10 o 26 日神舟十七号载人飞船r发射精准入预轨道之Py宫空间站y和心舱r对接2发射神舟十七号飞船时先将飞船发送到N个椭圆轨道Pw地点M距地面约200km地点N距地面约363km2飞船在椭圆轨道l常行时通过M1N点时的率分别是1v12v2当某次飞船通过N点时地面指挥部发出指点燃飞船P的发动机使飞船在短时间内入离地面363km的圆形轨道开始绕地球做匀圆周动时飞船的率3v2比较飞船在M1N1PO点l常行时 O

41、包括点火阶段的率大小 及在椭圆轨道l常行经过N点O包括点火阶段的度大小a和在圆形轨道经过N点时度大小a2Q列结论l确的是 A13vv=B12vv Caa Daa 0答案1B 0解1 A P点1 M点O在N轨道 且 M点在P轨道的椭圆轨道地点 所对的1v和3v率O相等故 A 错误 B1v在地点2v在地点所1v度大故 B l确 CDN 点点火前的度都是u处的万p引力产生所度大小N故 C D 错误2 故选 B2 4 2024四甘孜统考N模2023 5 o 30 日 16 时 29 分神舟十号载人飞船入轨r对接于空间站y和心舱向端口形r了O舱O船组合体m次任将带去航y员驻留和消耗物资1修备件1剂和用任

42、载荷品并带回在轨废弃物2飞船发射会在停轨道aP行数据确认择机经转移轨道b完rP中空间站的交会对接w轨过程简W如Q所示已知停轨道半似地球半R中空间站轨道距地面的均高度h飞船在停轨道P的周期1T则 A飞船在停轨道aP的度大于7.9km/s B飞船在停轨道aP组合体在空间站轨道cP的率之比():RhR+C飞船在转移轨道bPl常行的周期1312hTTR=+D飞船在转移轨道bPl常行时在Q点的机能和在空间站轨道cP在Q点的机能相 0答案1C 0解1A设飞船在停轨道P度vp22MmvGmRR=解得7.9km/sGMvR=故 A 错误 Bu万p引力提供向心力p22MmvGmrr=解得GMvr=所飞船在停轨道

43、P组合体在空间轨道的 率之比13vRhvR+=故 B 错误 Cu开普勒第O律p飞船在停轨道和转移轨道p332212()2RhRTT+=解得1312hTTR=+故 C l确 D飞船在转移轨道P Q 点经点火能入空间站轨道P行所飞船在转移轨道Pl常行时在 Q点的机能小于在空间站轨道P在 Q点机能故 D 错误2 故选 C2 5 2023全校联考N模如所示v1_1丙O卫星分别在 11213 轨道P行113 是圆2 是椭圆2 P 1 相切于_的地点2 P 3 相切于_的地点已知地球的半0R地球表面的力度gQ列说法l确的是 A丙的向心度大于g Bv的角度小于丙的角度 C若 113 的半分别 1.5R12.

44、5Rv的行周期 T则_的行周期 2T D若丙的质量 m3 的半r则丙的动量大小0gmRr 0答案1D 0解1A据万p引力提供向心力p22MmMGmaaGrr=知轨道半大向心度小地卫星的向心度似等于 g所卫星丙的向心度小于 g故A 错误 B据万p引力提供向心力p223MmGMGmrrr=知轨道半大角度小所v的角度大于丙的角度故 B 错误 C据开普勒第O律p3231232322(2)2(1.5)aTRTTTaTR=故 C 错误 D若丙的质量 m3 的半r据万p引力提供向心力p220220gRMmMmmvGmgGvRrrr=丙的动量大小0gpmvmRr=故 D l确2 故选 D2 6 2023盘水统

45、考模拟预测 如v所示 电影:流浪地球b;O于赤道处竖直向P直霄汉的z空电=人十分震撼航员通过z空电=到达O于地球静k轨道卫星处的z空站P方某处2设航员到地心的距离r 地球半0R 地球引力对航员产生的度大小Pr的关系如_中曲线A所示航员u于地球自转而产生的向心度大小P r的关系如_中直线 B 所示2若航员将物体相对z空电=无初释放则 A当0rR=时物体将飘浮=在空中 B当1rR=时物体将飘浮=在空中 C当2rR=时物体将落=向y花板 D当3rR=时物体将落=向y花板 0答案1D 0解1A当0rR=时即将物体放置在地面处则物体O会飘浮=在空中选项 A 错误 BCDu像知当2rR=时知 A1B的像相

46、交引力度l好等于航员做圆周动的向心度即万p引力提供做圆周动的向心力所m时航员的角度跟地球的自转角度N看作是地球的n卫星即 R2地球n卫星的轨道半物体将飘浮=在空中当12rRR=时引力度大于航员做圆周动的向心度则物体将做向心动即物体将落向板当32rRR=时引力度小于航员做圆周动的向心度则物体将做离心动即物体将落=向y花板故 BC 错误Dl确2 故选 D2 7 2023河X衡水河Xo邑中学校考O模X时间 2023 5 o 30 日 9 时 31 分搭载神舟十号载人飞船的长二号 F 遥十载火箭在酒卫星发射中心点火发射升空在z空飞行数小时P空间站组合体向交会对接P神舟十五号组行在轨轮换再 6 航y员z

47、空会师=场面2中空间站的动视绕地心的匀圆周动动周期 T地球半 R地球表面的力 g则Q列说法l确的是 A空间站中的航y员在睡眠区睡眠时他们相对于地心处于衡状态 B空间站动的率2 RT C空间站动的轨道半22324gR T D空间站动的度大小2322gRT 0答案1C 0解1A空间站中的航y员在睡眠区睡眠时绕地球似做匀圆周动处于完全失状态u万p引力提供向心力度O 0他们相对于地心O处于衡状态故 A 错误 B空间站的轨道半大于地球半空间站距离地表的高度 h故空间站的行率()22RhRTT+故 B 错误 C设空间站的轨道半 r则p2224MmGmrrT=地球表面的物体万p引力似等于力则p2MmGmgR

48、=解得22324gR Tr=故 C l确 Du向心度表达式知222224rarrTT=结合P述解得2322 gRaTT=故 D 错误2 故选 C2 8 2024河南郑统考N模2023 9 o 21 日y宫课堂=第四课l式开讲是中航y员首次在梦y实验舱内行授课若梦y实验舱绕地球的动视匀圆周动w轨道离地面的高度约地球半的116倍2 已知地球半 R 地球表面的力度 g 引力常量 G 忽略地球自转的影响 则 A漂浮在实验舱中的航员O地球引力 B实验舱绕地球动的线度大小约1617gR C实验舱绕地球动的向心度大小约21716g D地球的密度约5164gGR 0答案1B 0解1A漂浮在空间站中的航员依然地

49、球的引力所引力提供做匀圆周动的向心力故 A错误 BC设空间站的质量 mw所万p引力提供向心力p2217171616MmvGm amRR=2GMgR=解得1617gRv=21617ag=故 B l确1C 错误 D地球的均密度约233344433gRMgGGRRR=故 D 错误2 故选 B2 9 2023徽校联考二模2023 9 o 5 日傍晚 5 点 30 分右N命合肥高新N号=的卫星海P发射基地飞向z空 r中P轨卫星物联网的N部分2 假设m卫星在赤道面内绕地球做圆周动离地面高度等于地球半 R行方向P地球自转方向相2已知地球自转周期0T地球两极处力度 g万p引力常量用 G 表示2Q列说法l确的是

50、 A地球的均密度203GT B卫星做圆周动的周期22Rg C赤道表面的力度2202gRT D若赤道PpN卫星测站忽略卫星信号传输时间卫星P测站能连续通信的最长时间0024234RTgRTg 0答案1D 0解1A23GT=中周期 T 地面行卫星的周期而非地球自转周期0T故 A 错误 B设地球质量 M卫星 A 的质量 m据万p引力提供向心力p()22222MmGmRTRp=?桫 002Mmm gGR=解得24RTg=故 B 错误 C两极处p002Mmm gGR=赤道处p20002204Mmm gGmRRT=解得2204ggRT=故 C 错误 D如所示卫星的通信号视沿直线传播u于地球遮挡使卫星 A