当前位置：文档之家 › 2015浙江省学业水平考试--万有引力与航天复习附答案

2015浙江省学业水平考试--万有引力与航天复习附答案

  • 格式：doc
  • 大小：171.00 KB
  • 文档页数：6

必修2：二、万有引力与航天一、考试要求1、行星的运动：①理解开普勒行星运动定律；②识记开普勒行星运动定律的科学价值。

2、太阳与行星间的引力：①识记行星绕太阳做圆周运动需要向心力； ①理解运用牛顿第三定律推知行星对太阳也有引力作用；③理解太阳与行星间引力的方向和表达式。

3、万有引力定律：①识记万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力；②识记万有引力定律公式的适用范围；③应用万有引力定律公式解决简单的引力计算问题。

4、万有引力理论的成就：①理解万有引力定律在天文学上的重要应用；②识记“称量地球质量”的基本思路；③理解万有引力定律计算天体质量。

5、宇宙航行：①理解人造地球卫星的受力和运动情况；②识记三个宇宙速度的含义和数值；③理解推导第一宇宙速度。

6、经典力学的局限性：①识记经典力学的发展历程和伟大成就；②识记经典力学的局限性和适用范围。

二、主要考点考点1开普勒行星运动定律1、所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，2、对于每一颗行星，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积，3、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。

考点2万有引力定律1、内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比．2、公式：F ＝G m 1m 2r 2，其中G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2，称为引力常量．3、适用条件：严格地说公式只适用于质点间的相互作用，当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也可近似使用，但此时r 应为两物体重心间的距离．对于均匀的球体，r 是两球心间的距离． 考点3万有引力定律的应用1、解决天体(卫星)运动问题的基本思路(1)把天体(或人造卫星)的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供，关系式：G Mm r 2＝m v 2r ＝m ω2r ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r (2)在地球表面或地面附近的物体所受的重力等于地球对物体的万有引力，即mg ＝G Mm R 2，gR 2＝GM 2、天体质量和密度的估算通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T ，轨道半径r ，由万有引力等于向心力，即G Mm r 2＝m 4π2T 2 r ，得出天体质量M ＝4π2r 3GT 2 (1)若已知天体的半径R ，则天体的密度ρ＝M V ＝M 43πR 3＝3πr 3GT 2R 3 (2)若天体的卫星环绕天体表面运动，其轨道半径r 等于天体半径R ，则天体密度ρ＝3πGT 2 可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期，就可求得天体的密度．3、发现未知天体考点3宇宙航行(1)研究人造卫星的基本方法把卫星的运动看成匀速圆周运动，其所需的向心力由万有引力提供．G Mm r 2＝m v 2r ＝mr ω2＝mr 4π2T 2＝ma (2)卫星的线速度、角速度、周期与半径的关系①由G Mm r 2＝m v 2r 得v ＝GM r，故r 越大，v 越小． ②由G Mm r 2＝mr ω2得ω＝GMr3，故r 越大，ω越小． ③由G Mm r 2＝mr 4π2T 2得T ＝4π2r 3GM ，故r 越大，T 越大 (3)人造卫星的超重与失重①人造卫星在发射升空时，有一段加速运动；在返回地面时，有一段减速运动，这两个过程加速度方向均向上，因而都是超重状态．②人造卫星在沿圆轨道运动时，由于万有引力提供向心力，所以处于完全失重状态．在这种情况下凡是与重力有关的力学现象都会停止发生．(4)三种宇宙速度①第一宇宙速度(环绕速度)v 1＝7.9 km/s.这是卫星绕地球做圆周运动的最大速度，也是卫星的最小发射速度．若7.9 km/s ≤v<11.2 km/s ，物体绕地球运行．②第二宇宙速度(脱离速度)v 2＝11.2 km/s.这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度．若11.2 km/s ≤v<16.7 km/s ，物体绕太阳运行。

③第三宇宙速度(逃逸速度)v3＝16.7 km/s 这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。

若v ≥16.7 km/s ，物体将脱离太阳系在宇宙空间运行。

考点4经典力学的局限性和适应范围：.经典力学只适用于解决低速运动问题，不能用来处理高速运动问题，经典力学只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子。

三、题型题型1关于行星的运动1、关于日心说被人们所接受的原因是( )A ．观察到地球围绕太阳转B ．科学家演示了下列模拟实验：将两端连着一大一小两个球的“哑铃”状物体旋转后放在冰面上，发现是小物体围绕大物体旋转C ．以地球为中心来研究天体的运动有很多很难解释的问题D ．以太阳为中心，许多问题都可以解决，对行星运动的描述也变得简单了2、关于行星的运动以下说法正确的是（ ）A ．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长B ．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长C ．水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长D ．冥王星离太阳“最远”，公转周期就最长题型2太阳与行星间的引力3、太阳对地球有相当大的引力，这么长时间它们还不靠在一起的原因是（ ）A ．太阳对地球的引力还不够大B ．太阳对地球的引力与地球对太阳的引力，这两个力互相平衡C ．太阳对地球的引力和太阳系里其他星体对地球引力的合力为零D ．大阳对地球的引力不断改变地球的运动方向，使得地球绕太阳运行变式训练1：下列说法中正确的是( )A ．地球围绕太阳运转的向心力来源于太阳对地球的万有引力B ．地球围绕太阳运转的向心力来源于太阳对地球的强相互作用力C ．地球围绕太阳运转是由于太阳对地球有引力和向心力的作用D ．地球围绕太阳运转是由于地球对太阳的引力比太阳对地球的引力小得多考点3万有引力定律4、在绕地球做匀速圆周运动的同步人造地球卫星内，有一物体，这个物体的受力情况是( )A ．受到地球引力和重力的作用B ．受到地球引力和向心力的作用C ．物体不受任何力作用D ．只受到地球引力作用5、关于万有引力公式122m m F G r =，下列说法中正确的是( ) A ．该公式只适用于天体之间的引力计算B ．当两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋于无穷大C ．两物体间的万有引力也遵守牛顿第三定律D ．公式中引力常量G 是牛顿测得的变式训练2：陨石落向地球是因为( )A ．陨石的初速度为零，做落体运动B ．陨石受到了地球对它的引力C ．地球对陨石的引力大于其他天体对它的引力D ．地球对陨石的引力大于陨石绕地球运动所需的向心力考点4万有引力定律的成就6、若已知某行星绕太阳公转的半径为r ，公转的周期为T ，引力常量为G ，则由此可求出( )A ．某行星的质量B ．某行星的密度C ．太阳的质量D ．太阳的密度7、如图所示，我国“嫦娥一号”绕月探测卫星进入奔月轨道，在从a 点向b 点运动的过程中( )A ．地球对卫星的引力增大，月球对卫星的引力增大B ．地球对卫星的引力增大，月球对卫星的引力减小C ．地球对卫星的引力减小，月球对卫星的引力增大D ．地球对卫星的引力减小，月球对卫星的引力减小8、某星球正在收缩，若它的质量保持不变，则在收缩过程中该星球表面重力加速度值将( )A ．变大B ．变小C ．不变D ．先变大，后变小变式训练3:人造卫星绕地球做匀速圆周运动，已知下列哪一组数据可以求出地球的质量( )A ．卫星的轨道半径和质量B ．卫星的轨道半径和周期C ．卫星的质量和周期D ．卫星的质量和环绕速度考点5宇宙航行9、在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中，牛顿曾设想在高山上水平抛出物体．若速度一次比 一次大，落点就一次比一次远．当速度足够大时，物体就不会落回地面而成为人造卫星了，这个足够大的速度至少为（不计空气阻力）( )A ．0.34km/sB ．7.9km/sC ．11. 2km/sD ．16. 7km/s10、假设人造卫星进入轨道绕地球做匀速圆周运动，则卫星的轨道离地面越高，卫星的( )A ．线速度越小，周期越小B ．线速度越小，周期越大C ．线速度越大，周期越小D ．线速度越大，周期越大11、绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，其轨道半径增大到原来的2倍（仍做匀速圆周运动），则( )A ．根据公式v r w =可知，卫星运动的线速度将增大为原来的2倍B ．根据公式2mv F r=可知，卫星所需的向心力将减小到原来的12倍C ．根据公式2Mm F G r =可知，地球提供的向心力将减小到原来的14倍D ．根据公式2mv F r =和2Mm F G r = 变式训练4:两颗人造卫星A 、B 绕地球做匀速圆周运动，半径之比为1：4，则下列说法正确的是（ ）A ．周期之比T A ：TB =1：8，线速度之比1:2:=B A v vB ．周期之比T A ：T B =1：8，线速度之比2:1:=B A v vC ．向心加速度之比16:1:=B A a a ，角速度之比1:8:=B A ωωD ．向心加速度之比1:16:=B A a a ，角速度之比1:8:=B A ωω四、练习1、甲、乙两物体之间的万有引力的大小为F ，若保持乙物体的质量不变，而使甲物体的质量减小到原来的1／2，同时使它们之间的距离也减小一半，则甲、乙两物体之间的万有引力的大小变为( )A 、FB 、F ／2C 、F ／4D 、2F2、地球表面的重力加速度为g0，物体在距地面上方3R 处(R 为地球半径)的重力加速度为g ，那么两个加速度之比g ／g0等于 ( )A 、1:1B 、1:4C 、1:9D 、1:163、下列说法正确的是( )A 、行星绕太阳的椭圆轨道可以近似地看作圆轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力B 、太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力，所以行星绕太阳转而不是太阳绕行星转C 、万有引力定律适用于天体，不适用于地面上的物体D 、行星与卫星之间的引力．地面上的物体所受的重力和太阳对行星的引力，性质相同，规律也相同.4、物体在月球表面上的重力加速度为地球表面上的重力加速度的1／6，说明了( )A 、地球的直径是月球的6倍B 、地球的质量是月球的6倍C 、物体在月球表面受的重力是在地球表面受的重力的1／6D 、月球吸引地球的力是地球吸引月球的1／65、火星和地球都可视为球体，火星的质量M 火和地球质量M 地之比M 火：M 火=P ，火星半径R 火和地球半径R 地之比R 火：R 地=q ，那么火星表面处的重力加速度g 火和地球表面处的重力加速度g 地之比g 火：：g 地等于( )A 、p ／q2B 、pq2C 、p ／qD 、pq6、一个半径比地球大2倍，质量是地球的36倍的行星，它的表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的( )A 、3倍B 、4倍C 、6倍D 、18倍7、关于开普勒第三定律R 3/T 2=K (R 为椭圆轨道的半长轴)中的常数k 的大小，下列说法中正确的是( )A 、与行星的质量有关B 、与中心天体的质量有关C 、与恒星及行星的质量有关D 、与中心天体的密度有关8、一个物体在地面所受重力为G 0，近似等于物体所受的万有引力，则以下说法中正确的是(地球半径为R)( )A 、离地面高度R 处所受引力为4 G 0B 、离地面高度为R 处所受引力为G 0/2C 、离地面高度为2R 处所受引力为G 0/9D 、离地心R/2处所受引力为4 G 09、发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是( )A 、开普勒；卡文迪许B 、牛顿；伽利略C 、牛顿；卡文迪许D 、开普勒；伽利略10、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是( )A 、所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B 、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处C 、离太阳越近的行星运动周期越长D 、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等11、苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果，下列论述中正确的是( )A 、是由于苹果质量小，对地球的引力较小，而地球质量大，对苹果的引力大造成的B 、是由于地球对苹果有引力，而苹果对地球没有引力造成的C 、苹果对地球的作用力和地球对苹果的作用力相等，由于地球质量极大，不可能产生明显加速度D 、以上说法都不正确12、卫星绕地球做匀速圆周运动，若从卫星中与卫星相对静止释放一个物体，关于物体的运动的下述说法中正确的是( )A 、物体做匀速直线运动B 、物体做平抛运动C 、物体做自由落体运动D 、物体做匀速圆周运动13、人造卫星在太空中运行，天线偶然折断，天线将( )A 、继续和卫星一起沿轨道运行B 、做平抛运动，落向地球C 、由于惯性，沿轨道切线方向做匀速直线运动，远离地球D 、做自由落体运动，落向地球14、地球半径为R ，质量为M ，地面附近的重力加速度为g ，万有引力常量为G ，则靠近地面运转的人造地球卫星环绕速度为()BCD 15、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点.如图所示,则卫星分别在1、2、3轨道上运行时，以下说法正确的是( )A 、卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B 、卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C 、卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度大于它在轨道2上经过Q 点时的加速度D 、卫星在轨道2上经过P 点的加速度等于它在轨道3上经过P 点时的加速度16、甲、乙两颗人造地球卫星，质量相同，它们的轨道是圆，若甲的运动周期比乙大，则 ( )A 、甲距地面高度一定比乙大B 、甲的速度一定比乙大C 、甲的加速度一定比乙小D 、甲的加速度一定比乙大17、如图所示，a 和b 是某天体M 的两个卫星，它们绕天体公转的周期为Ta 和Tb ，某一时刻两卫星呈如图所示位置，且公转方向相同，则下列说法中正确的是( )A 、.经a b b aT T T T -后，两卫星相距最近 B 、经a b 2()b a T T T T -后，两卫星相距最远 C 、经a b 2T T +后，两卫星相距最近 D 、经a b 2T T +后，两卫星相距最远18、宇宙飞船正在离地面高h R =地的轨道上做匀速圆周运动，飞船内一弹簧秤下悬挂一质量为m 的重物，g 为地面处重力加速度，则弹簧秤的读数为( )A 、mgB 、 mg/2C 、mg/4 D.、019、设两个行星A 和B 各有一个卫星a 和b ，且两卫星的圆轨道均很贴近行星表面.若两行星的质量比MA:MB=p,两行星的半径比RA:RB=q ，那么这两个卫星的运行周期之比Ta:Tb 应为( )12.A q p ⋅12.(/)B q q p ⋅ 12.(/)C p p q ⋅12.()D p q ⋅ 20、关于人造地球卫星的运行速度和发射速度，以下说法中正确的是( )A 、低轨道卫星的运行速度大，发射速度也大B 、低轨道卫星的运行速度大，但发射速度小C 、高轨道卫星的运行速度小，发射速度也小D 、高轨道卫星的运行速度小，但发射速度大21、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为R ，地面的重力加速度为g ，则人造卫星( )A 、绕行的最大速度为B 、绕行的最小周期为2πC 、在距地面高RD 、在距地面高R 处的周期为222、一人造地球卫星的高度是地球半径的15倍，试估算此卫星的线速度.已知地球半径R=6400km( )A 、1.0km ／sB 、2.0km ／sC 、3.0km ／sD 、4.0km ／s23、人造卫星环绕地球运转的速率V =g 为地面处的重力加速度，R 为地球半径，r 为卫星离地球中心的距离，下面哪些说法是正确的( )A 、从公式可见，环绕速度与轨道半径的平方根成反比B 、从公式可见，把人造卫星发射到越远的地方越容易C 、上面环绕速度的表达式是错误的D 、以上说法都错误题型：CD 、BD 、D 、A 、D 、C 、D 、C 、C 、A 、B 、B 、B 、CD 、AD练习：D 、D 、AD 、C 、A 、B 、B 、C 、C 、D 、C 、D 、A 、AD 、BD 、AC 、AB 、D 、B 、BD 、ABC 、B 、A。

合集下载

2015年1月浙江省普通高中物理学业水平考试(试题含答案)

2015年1月浙江省普通高中物理学业水平考试(试题含答案)

机密★考试结束前2015年1月浙江省普通高中学业水平考试物理试题考生须知：1、本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间80分钟。

2、考生答题前，务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸上。

3、选择题的答案须用2B 铅笔将答题纸上对应题目的答案标号涂黑，如要改动，须将原填涂处用橡皮擦净。

4、非选择题的答案须用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时可先使用2B 铅笔，确定后须用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑，答案写在本试题卷上无效。

5、本卷计算中，g 均取10m/s 2。

选择题部分一、选择题I （全体考生必做。

本大题共22小题，每小题2分，共44分。

每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1．在国际单位制中，速度单位的符号是A 、kg N •B 、N kg /C 、s m /D 、2/s m2．平常所说的“地球在公转”“太阳东升西落”，所指的参考系分别为A 、地球、地球B 、地球、太阳C 、太阳、地球D 、太阳、太阳3．如图所示是正在飞行的无人机，一无人机在某次测试中往返飞行了850km ，用时72min ，这两个数据分别指A 、位移值、时间B 、路程、时间C 、位移值、时刻D 、路程、时刻4．如图所示，一位杂技演员在高空钢丝上匀速前行，若图中钢丝可视为水平，则他受到的支持力与重力的关系是A 、平衡力B 、作用力和反作用力C 、支持力小于重力D 、支持力大于重力5．如图所示，小锐同学正在荡秋千，他经过最低点P 时的速度方向是A 、a 方向B 、b 方向C 、c 方向D 、d 方向6．如图所示，在做“验证机械能守恒定律”实验时，下列实验器材需要的是A 、秒表B 、量角器C 、打点计时器D 、弹簧7．1971年，美国宇航员大卫•斯科特在登上月球后，从同一高度同时由静止释放锤子和羽毛（如图所示），则下落过程中A、锤子比羽毛速度变化大B、羽毛比锤子速度变化大C、锤子比羽毛加速度大D、锤子和羽毛加速度一样大8．如图所示，小孙同学用力传感器A和B做“探究作用力与反作用力的关系”实验，当用A匀速拉动固定在滑块上的B时A、A对应示数比B大B、B对应示数比A大C、A和B对应示数有时不相等D、A和B对应示数任何时刻都相等9．如图所示，舱外的宇航员手握工具随空间站绕地球运动，若某一时刻宇航员将手中的工具释放，则释放瞬间工具的运动方向是A、指向地心方向B、背离地心方向C、与原运动方向相同D、与原运动方向相反10．如图所示，小文同学在电梯中体验加速上升和加速下降的过程，这两个过程A、都是超重过程B、都是失重过程C、加速上升是失重过程，加速下降是超重过程D、加速上升是超重过程，加速下降是失重过程11．质量为m的小陶同学助跑跳起后，手指刚好能摸到篮球架的球框。

万有引力与航天习题含答案

万有引力与航天习题含答案

.万有引力与航天43 个必须掌握的习题模型1. 若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（）A．卫星的轨道半径越大，它的运行速度越大B．卫星的轨道半径越大，它的运行速度越小C．卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越大D．卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越小2．甲、乙两颗人造地球卫星，质量相等，它们的轨道都是圆，若甲的运动周期比乙小，则（）A．甲距地面的高度比乙小B．甲的加速度一定比乙小C．甲的加速度一定比乙大D．甲的速度一定比乙大3．下面是金星、地球、火星的有关情况比较。

星球金星地球火星公转半径 1.0 108 km 1.5 108 km 2.25 108 km自转周期243 日23时56分24时 37分表面温度480℃15℃—100℃~0℃大气主要成约 95%的 CO278%的 N2，的约 95%的 CO2 21%分O2根据以上信息，关于地球及地球的两个邻居金星和火星（行星的运动可看作圆周运动），下列判断正确的是（）A．金星运行的线速度最小，火星运行的线速度最大B．金星公转的向心加速度大于地球公转的向心加速度C．金星的公转周期一定比地球的公转周期小D．金星的主要大气成分是由CO2组成的，所以可以判断气压一定很大 A B C 4．如图 1-4-1 所示，在同一轨道平面上，有绕地球做匀速圆周运动的卫星 A、 B、 C 某时刻在同一条直线上，则（）A. 经过一段时间，它们将同时回到原位置1-4-1B. 卫星 C 受到的向心力最小C.卫星 B 的周期比 C 小D. 卫星 A 的角速度最大5．某天体半径是地球半径的 K 倍，密度是地球的 P 倍，则该天体表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（）A．K倍 B ．K倍 C ．KP倍D．P2倍P 2P K6．A、B 两颗行星，质量之比MA p ，半径之比RA q ，则两行星表面的重力加MB R B速度之比为（）p B.pq2 C.p D.A. q q 2pq7．人造卫星离地球表面距离等于地球半径R，卫星以速度 v 沿圆轨道运动，.设地面上的重力加速度为g ，则（）A. v 4gRB. v2gR C.vgRD.vgR 2则赤道8．已知地球半径为 R ，地面重力加速度为g假设地球的自转加快，.上的物体就可能克服地球引力而飘浮起来，则此时地球的自转周期为（）A.R B.2R C.2g D.1 RggR 2g9．组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率 . 如果超过了该速率， 星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动 . 由此能得到半径为 R 、密度为 ρ 、质量为 M 且均匀分布的星球的最小自转周期 T.下列表达式中正确的是（ ）A ．T=2π R 3 / GMB ．T=2π 3R 3 / GMC ．T= / GD ．T= 3 /G 10．若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T ，引力常 数为 G ，那么该行星的平均密度为（ ）A. GT 2B. 3C.GT 2D. 43 GT 2 4GT 211．地球公转的轨道半径是 R 1，周期是 T 1 ，月球绕地球运转的轨道半径是 R 2，周期是 T 2，则太阳质量与地球质量之比是 （ ）A. R 13T 12B. R 13T 22C. R 12 T 22D. R 12T 13R 23T 22 R 23T 12 R 22 T 12 R 22T 2312．地球表面重力加速度 g 地 、地球的半径 R 地 ，地球的质量 M 地 ，某飞船飞到火星上测得火星表面的重力加速度 g 火 、火星的半径 R 火、由此可得火星的质量为（ ）A.gR 2M 地B.gR 2M 地C.g 火2Rg 火 R火 火 地地 g 地2火M 地D.火M 地g 地 R 地2 g 火 R 火2R 地g 地 R 地13．设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为 k （均不计阻力），且已知地球与该天体的半径之比也为 k ，则地球与此天体的质 量之比为 （ ）A. 1B. kC. k 2D. 1/ k 14．某星球的质量约为地球的 9 倍，半径约为地球的一半， 若从地球上高 h 处平抛一物体，射程为 60m ，则在该星球上， 从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为 A ．10mB ．15mC ．90mD ．360m15 以下说法正确的是（ ）A 、第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运的速度B 、第一宇宙速度是使物体成为一颗人造卫星理论上最小发射速度C 、在地面附近发射卫星，如果发射速度大于 7.9km/s ，而小于 11.2km/s ，它绕地球运行的轨迹就是椭圆D 、紫金山天文台发现的 “吴健雄星 ”直径为 32km ，密度与地球相同，则该小行星的第一宇宙速度大小约为 20m/s测量环中各层的线速度 a 与该 l 层到土星中心的距离R 之间的关系来判断：()A．若 v∝ R，则该层是土星的一部分；B．若 v2∝R，则该层是土星的卫星群C．若 v∝１／ R，则该层是土星的一部分D．若 v2∝１／ R，该层是土星的卫星群17 设月球绕地球转动的周期为27 天，则同步卫星到地心的距离r 同与月地球心间距 r 月的比值 r 同 : r 月 =18 可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其轨道面（）A、与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同心圆；B、与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆；C、与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面静止；D、与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面运动；E、以地心为焦点的椭圆轨道19两颗靠得较近的天体称为双星，它们以连线上某点为圆心作匀速圆周运动，因而不至于由于引力作用而吸引在一起，以下说法中正确的是（）A．它们作圆周运动的角速度之比与其质量成反比B．它们作圆周运动的线速度之比与其质量成反比C．它们所受向心力之比与其质量成反比D．它们作圆周运动的半径与其质量成反比。

万有引力与航天-三年高考(2015-2017)物理试题分项版解析+Word版含解析

万有引力与航天-三年高考(2015-2017)物理试题分项版解析+Word版含解析

三年（2015-2017）高考物理试题分项版解析一、选择题1．【2017·卷】利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是A．地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转）B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离【答案】D【考点定位】万有引力定律的应用【名师点睛】利用万有引力定律求天体质量时，只能求“中心天体”的质量，无法求“环绕天体”的质量。

2．【2017·新课标Ⅲ卷】2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行。

与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的A．周期变大 B．速率变大C．动能变大 D．向心加速度变大【答案】C【解析】根据万有引力提供向心力有2222π()GMm mvm r mar T r===，可得周期32GMTr=，速率GMvR=2GMar=，对接前后，轨道半径不变，则周期、速率、向心加速度均不变，质量变大，则动能变大，C正确，ABD错误。

【考点定位】万有引力定律的应用、动能【名师点睛】万有引力与航天试题，涉及的公式和物理量非常多，理解万有引力提供做圆周运动的向心力，适当选用公式22222π()GMm mvm r m r mar T rω====，是解题的关键。

要知道周期、线速度、角速度、向心加速度只与轨道半径有关，但动能还与卫星的质量有关。

3．【2017·卷】“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在航天发射中心成功发射升空，与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距离地面约380 km的圆轨道上飞行，则其（A）角速度小于地球自转角速度（B）线速度小于第一宇宙速度（C）周期小于地球自转周期（D）向心加速度小于地面的重力加速度【答案】BCD【考点定位】天体运动【名师点睛】卫星绕地球做圆周运动，考查万有引力提供向心力．与地球自转角速度、周期的比较，要借助同步卫星，天舟一号与同步卫星有相同的规律，而同步卫星与地球自转的角速度相同．4．【2017·新课标Ⅱ卷】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T。

高考物理万有引力与航天答题技巧及练习题(含答案)含解析

高考物理万有引力与航天答题技巧及练习题(含答案)含解析

高考物理万有引力与航天答题技巧及练习题 ( 含答案 ) 含分析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1． 如下图，返回式月球软着陆器在达成了对月球表面的观察任务后，由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱．已知月球表面的重力加快度为 g ，月球的半径为月球中心的距离为 r ，引力常量为 G ，不考虑月球的自转．求：R ，轨道舱到（ 1）月球的质量 M ；（ 2）轨道舱绕月飞翔的周期 T ．22 r r【答案】 （1） MgR（ 2） T gGR【分析】【剖析】月球表面上质量为m 1 的物体 ，依据万有引力等于重力可得月球的质量；轨道舱绕月球做圆周运动，由万有引力等于向心力可得轨道舱绕月飞翔的周期 ；【详解】解： (1)设月球表面上质量为m 1 的物体 ，其在月球表面有 ： GMm1m 1g GMm 1m 1gR 2R 2gR 2月球质量 ： MG(2)轨道舱绕月球做圆周运动，设轨道舱的质量为m2Mm2 2由牛顿运动定律得：G Mmm2πr Gm(rr 2)r 2TT2 r r解得： TgR2．2018年是中国航天里程碑式的高速发展年，是属于中国航天的“超级2018 ”．比如，我国将进行北斗组网卫星的高密度发射，整年发射18 颗北斗三号卫星，为 “一带一路 ”沿线及周边国家供给服务．北斗三号卫星导航系统由静止轨道卫星（同步卫星）、中轨道卫星和 倾斜同步卫星构成．图为此中一颗静止轨道卫星绕地球飞翔的表示图．已知该卫星做匀速圆周运动的周期为 T ，地球质量为 M 、半径为 R ，引力常量为 G ．（1）求静止轨道卫星的角速度ω；（2）求静止轨道卫星距离地面的高度h1；（3）北斗系统中的倾斜同步卫星，其运行轨道面与地球赤道面有必定夹角，它的周期也是T，距离地面的高度为h2．视地球为质量散布均匀的正球体，请比较h1和 h2的大小，并说出你的原因．2πGMT 2R（ 3）h1= h2【答案】（ 1）=；（ 2）h1=3T 4 2【分析】【剖析】（1）依据角速度与周期的关系能够求出静止轨道的角速度；（2）依据万有引力供给向心力能够求出静止轨道到地面的高度；（3）依据万有引力供给向心力能够求出倾斜轨道到地面的高度；【详解】（1）依据角速度和周期之间的关系可知：静止轨道卫星的角速度= 2πTMm2π2（2）静止轨道卫星做圆周运动，由牛顿运动定律有：G2= m( R h1 )( )(R h1 )T解得：h1= 3GMT22R 4π（3）如下图，同步卫星的运行轨道面与地球赤道共面，倾斜同步轨道卫星的运行轨道面与地球赤道面有夹角，可是都绕地球做圆周运动，轨道的圆心均为地心．因为它的周期也是 T，依据牛顿运动定律，GMm2 =m(R h2 )(2) 2 ( R h2 )T解得：h2= 3GMT 2R 42所以 h1= h2．1） =2π GMT 2R （3） h 1= h 2故此题答案是：（ ；（ 2） h 1 =3T4 2【点睛】关于环绕中心天体做圆周运动的卫星来说，都借助于万有引力供给向心力即可求出要求的物理量．3． 据报导，一法国拍照师拍到 “ ” “ ”天宫一号 空间站飞过太阳的瞬时．照片中， 天宫一号 的太阳帆板轮廓清楚可见．如下图，假定“天宫一号 ”正以速度 v =7.7km/s 绕地球做匀速圆 周运动，运动方向与太阳帆板两头 M 、 N 的连线垂直， M 、 N 间的距离 L =20m ，地磁场的磁感觉强度垂直于 v ，MN 所在平面的重量5﹣B=1.0 ×10T ，将太阳帆板视为导体．（1）求 M 、 N 间感觉电动势的大小 E ；（2）在太阳帆板大将一只 “ 1.5V 、 0.3W ”的小灯泡与 M 、 N 相连构成闭合电路，不计太阳帆 板和导线的电阻．试判断小灯泡可否发光，并说明原因；（3）取地球半径 R=6.4 ×3 10km ，地球表面的重力加快度 g = 9.8 m/s 2，试估量 “天宫一号 ”距 离地球表面的高度h （计算结果保存一位有效数字）．【答案】（ 1） 1.54V （ 2）不可以（ 3）4105 m【分析】 【剖析】【详解】（1）法拉第电磁感觉定律E=BLv代入数据得E=1.54V（ 2）不可以，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感觉电流．（ 3）在地球表面有GMmmgR 2匀速圆周运动G Mm= m v 2( R + h)2 R + h解得gR2hv2R代入数据得h≈ 4×510m【方法技巧】此题旨在观察对电磁感觉现象的理解，第一问很简单，问题在第二问，学生在第一问的基础上很简单答不可以发光，却不知闭合电路的磁通量不变，没有感觉电流产生．此题难度不大，但第二问很简单犯错，要求考生心细，考虑问题全面．4．已知地球同步卫星到地面的距离为地球半径的 6 倍，地球半径为R，地球视为均匀球体，两极的重力加快度为g，引力常量为G，求：（1）地球的质量；（2）地球同步卫星的线速度大小．【答案】 (1)gR2gR M(2)vG7【分析】【详解】（1）两极的物体遇到的重力等于万有引力，则GMmR2解得mgM gR2；G（2）地球同步卫星到地心的距离等于地球半径的7 倍，即为7R，则GMm v22m7R7R而 GM gR2，解得gRv.75．2016 年 2 月 11 日，美国“激光干预引力波天文台”（LIGO）团队向全球宣告发现了引力波，这个引力波来自于距离地球13 亿光年以外一个双黑洞系统的归并．已知光在真空中流传的速度为c，太阳的质量为M0，万有引力常量为G．（1）两个黑洞的质量分别为太阳质量的26 倍和 39 倍，归并后为太阳质量的62 倍．利用所学知识，求此次归并所开释的能量．（2）黑洞密度极大，质量极大，半径很小，以最迅速度流传的光都不可以逃离它的引力，所以我们没法经过光学观察直接确立黑洞的存在．假定黑洞为一个质量散布均匀的球形天体．a．因为黑洞对其余天体拥有强盛的引力影响，我们能够经过其余天体的运动来推断黑洞的存在．天文学家观察到，有一质量很小的恒星单独在宇宙中做周期为T，半径为 r 0的匀速圆周运动．由此推断，圆周轨道的中心可能有个黑洞．利用所学知识求此黑洞的质量M；b．严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识，但早在相对论提出以前就有人利用牛顿力学系统预知过黑洞的存在．我们知道，在牛顿系统中，当两个质量分别为m1、 m2的质点相距为 r 时也会拥有势能，称之为引力势能，其大小为E p G m1m2（规定无量远处r势能为零）．请你利用所学知识，推断质量为M′的黑洞，之所以能够成为“黑”洞，其半径R 最大不可以超出多少？24 2r032GM【答案】（ 1） 3M 0c（2）M GT 2； R＝c2【分析】【剖析】【详解】（1）归并后的质量损失m (26 39)M 062M 03M 0依据爱因斯坦质能方程E mc2得归并所开释的能量E3M 0c2（2） a．小恒星绕黑洞做匀速圆周运动，设小恒星质量为m依据万有引力定律和牛顿第二定律Mm22r0G mr02T解得4 2 r03M2GTb．设质量为m 的物体，从黑洞表面至无量远处；依据能量守恒定律1 mv2G Mm02R解得2GMRv2因为连光都不可以逃离，有v =c 所以黑洞的半径最大不可以超出2GMRc26．假定在月球上的“玉兔号”探测器，以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t 小球落回抛出点，已知月球半径为R，引力常数为G．(1)求月球的密度．(2)若将该小球水平抛出后，小球永不落回月面，则抛出的初速度起码为多大？3v0（ 2）2Rv0【答案】（1）GRt t2【分析】【详解】(1) 由匀变速直线运动规律：v0gt 2所以月球表面的重力加快度g 2v0 t由月球表面，万有引力等于重力得GMmmg R2gR 2 MG月球的密度 =M23v0V GRt(2) 由月球表面，万有引力等于重力供给向心力：v2 mg mR2Rv0可得： vt7．2019 年 4 月，人类史上首张黑洞照片问世，如图，黑洞是一种密度极大的星球。