当前位置：文档之家 › 高考物理真题考点点拨精析(新课标)：考点5万有引力与航天

高考物理真题考点点拨精析(新课标)：考点5万有引力与航天

  • 格式：docx
  • 大小：133.71 KB
  • 文档页数：7

高中物理学习材料
金戈铁骑整理制作
考点5 万有引力与航天
一、选择题
1.（2011·江苏物理·T7）一行星绕恒星作圆周运动。由天文观测可得，其运
动周期为T，速度为v，引力常量为G，则

A．恒星的质量为32vTG B．行星的质量为2324vGT
C．行星运动的轨道半径为2vT D．行星运动的加速度为2vT
【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：


【精讲精析】选ACD.根据周期公式2rTv可得2vTr，C对，根据向心加速度公
式2avvT，D对，根据万有引力提供向心力2224MmGmrrT，可得32TMGv,A
对。
2.（2011·福建理综·T13）“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。
若测得“嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行

周期、加速
度公式
求得半

径周期
行星向心

力分析

中心天
体质量
的周期T，已知引力常量为G，半径为R的球体体积公式334VR，则可估算月
球的
A.密度 B.质量 C.半径 D.自转周期
【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：利用万有引力提供向心力列式并
结合隐含条件r=R和球体体积公式联立求解

【精讲精析】选A.由万有引力提供向心力有rTmrMmG2224，由于在月球表面
轨道有r=R，由球体体积公式334RV联立解得月球的密度23GT，故选A。
3.（2011·新课标全国卷·T19）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，则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
3.8×105km，运行周期约为27天，地球半径约为6400km，无线电信号的传播速
度为3×108m/s，）
A.0.1s B.0.25s C.0.5s D.1s
【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：
（1） 由开普勒第三定律求出同步卫星的轨道半径；
（2） 求出同步卫星距地面的距离；
（3） 求出无线电信号往返的时间.
【精讲精析】选B。根据开普勒第三定律可得：33rrTT月卫２２月卫，则同步卫星的轨道半

径为3TrrT２卫卫月月（），代入题设已知得，r卫=r月3272 =4.22×107m，因此同步卫星到
地面的最近距离为L= r卫－r=4.22×107m－6.4×106m=3.58×107m，从发出信号至
对方接收到信号所需最短时间∆t=2Lc =2.4s，即A、C、D错，B正确。
4.（2011·山东高考·T17）甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，
乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确
的是
A.甲的周期大于乙的周期 B.乙的速度大于第一宇宙速度
C.甲的加速度小于乙的加速度 D.甲在运行时能经过北极的正上方
【思路点拨】解答本题时应注意理解：（1）地球同步卫星周期以及轨道所处的
位置和高度。（2）地球卫星的周期、线速度、向心加速度和轨道半径的关系。
【精讲精析】选A、C。由题意知甲卫星的轨道半径比乙大，由万有引力提供向

心力可得rTmrMmG2224，得出周期和轨道半径的关系GMrT32，轨道半径越
大，卫星周期越长。可得出A选项正确。有由万有引力充当向心力的另一个表
达式rvmrMmG22可得线速度和轨道半径的关系rGMv，轨道半径越大，线速度
越小。可得出B项错误。又由marMmG2，得2MaGr，故轨道半径越大，向心加
速度越小。可得出C项正确。地球同步卫星的轨道应在赤道正上方，不可能经
过北极，D项错误。
5.（2011·天津理综·T8）质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞
行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面
重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的

A.线速度GMvR B.角速度gR
C.运行周期2RTg D.向心加速度2GmaR
【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：确定探月航天器在月球附近做匀
速圆周运动所需要的向心力来源，然后根据牛顿第二定律列方程，求航天器的
速度，角速度，周期等物理量。
【精讲精析】选AC．月球对探月航天器的万有引力提供探月航天器在月球附近
做匀速圆周运动所需要的向心力，根据牛顿第二定律列方程得

mamRRvmRMmG
2
2
2

，则探月航天器的线速度为RGMv,选项A正确，其加

速度2RGMa,选项D错误，又知，在月球附近满足mgRMmG2，因此探月航天器
的角速度Rg，其周期为gRT22，选项B错误，而选项C正确。
6.（2011·浙江理综·T19）为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星
球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1。随后登陆
舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2 的圆轨道上运动，此时登陆舱的质
量为m2则
A. X星球的质量为231214r=MGT

B. X星球表面的重力加速度为21x214rg=T
C. 登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为112221vmr=vmr
D. 登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为322131rrTT
【思路点拨】探测飞船和登陆舱绕星球运动时，均由万有引力充当向心力，满
足：222224MmmvGmrmrrrT.
【精讲精析】选AD.探测飞船绕星球运动时，由万有引力充当向心力，满足
2
1
22

11

4Mm
GmrrT，可得：213124GTrM，A正确； 又根据22131224RTrRMGg
（R为星球

半径），B错误；根据：22MmmvGrr，可得：1221rrvv，C错误；根据：rTrMG2224，
可得：313212rrTT，D正确.
7.（2011·广东理综·T20）已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地
球同步卫星质量为m，引力常量为G。有关同步卫星，下列表述正确的是

A.卫星距离地面的高度为2324GMT
B.卫星的运行速度小于第一宇宙速度
C.卫星运行时受到的向心力大小为2MmGR
D.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度
【思路点拨】：解答本题时注意把握以下两点：
（1） 卫星运行时万有引力提供向心力
（2） 第一宇宙速度与近地卫星的线速度相等
【精讲精析】选B.D.对同步卫星有万有引力提供向心力2224ThRmhRMmG,

所以RGMTh3224,故A错误；第一宇宙速度是最大的环绕速度，B正确；同步
卫星运动的向心力等于万有引力，应为:2hRGMmF,C错误；同步卫星的向心加
速度为2GMaRh同，地球表面的重力加速度2GMaR表,知aa同表，D正确。
二、非选择题
8.（2011·海南物理·T12）2011年4月10日，我国成功发射第8颗北斗导航
卫星，建成以后北斗导航卫星系统将包含多颗地球同步卫星，这有助于减少我
国对GPS导航系统的依赖，GPS由运行周期为12小时的卫星群组成，设北斗导
航系统的同步卫星和GPS导航卫星的轨道半径分别为1R和2R，向心加速度分别
为1a和2a，则12:RR=_______，12:aa=_____（可用根式表示）
【思路点拨】
【精讲精析】依据题意可知241Th，122Th，由开普勒第三定律22213231TTRR，所以

3
2
212
1
)(TTRR
3

4

；由万有引力提供向心力公式maRMmG2，可得212232122aRaR１.

答案：34 322１
9.（2011·安徽高考·T22）（1）开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运
动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即

kTa
2

3
，k是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动

处理，请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知引力常量为G，太阳的质量
为M太。
（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地
月系统）都成立。经测定月地距离为83.8410m，月球绕地球运动的周期为
6
2.3610
S，试计算地球的质量M地。（-1122G=6.6710Nm/kg，结果保留一位有效数

字）
【思路点拨】（1）明确太阳对行星的万有引力提供行星做圆周运动的向心力

（2）当r和T已知时，运用32rkT进行分析求解
【精讲精析】（1）因行星绕太阳作匀速圆周运动，于是轨道半长轴a即为轨道
半径r，根据万有引力定律和牛顿第二定律有rTmrmG22)2(M行太行 ①
于是有太MGTr2234 ②
即太MGk24
（2）在地月系统中，地月月MGTr2234

得2324月月地GTrM解得kgM24106地
答案（1）24GM太（2）24=610kgM太

合集下载

高考物理知识点专题之万有引力与航天 专题04 神州飞船(解析版)

高考物理知识点专题之万有引力与航天 专题04 神州飞船(解析版)

04 神州飞船—万有引力与航天神舟飞船是中国自行研制，具有完全自主知识产权，达到或优于国际第三代载入飞船技术的飞船。

神舟号飞船是采用三舱一段，即由返回舱、轨道舱、推进舱和附加段构成，由13个分系统组成。

神舟号飞船与国外第三代飞船相比，具有起点高、具备留轨利用能力等特点。

神舟系列载人飞船由专门为其研制的长征二号F火箭发射升空，发射基地是酒泉卫星发射中心，回收地点在内蒙古中部的四子王旗航天着陆场。

截至2019年4月24日，神舟飞船、天舟飞船正在进行正(试)样产品组批生产。

各型号概览1. 一质量为8.00×104 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面。

飞船在离地面高度1.60×105 m 处以7.5×103 m/s 的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s 时下落到地面。

取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s 2。

（结果保留2位有效数字） （1）分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；（2）求飞船从离地面高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。

【解析】（1）飞船着地前瞬间的机械能为20021mv E k =① 式中，m 和v 0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率。

由①式和题给数据得8kp 4.010J E =⨯②设地面附近的重力加速度大小为g ，飞船进入大气层时的机械能为212h h E m mgh =+③ 式中，v h 是飞船在高度1.6×105m 处的速度大小。

由③式和题给数据得122.410J h E =⨯④（2）飞船在高度h' =600 m 处的机械能为21 2.0()2100h h E m v mgh ''=+⑤由功能原理得k0h W E E '=-⑥式中，W 是飞船从高度600m 处至着地瞬间的过程中克服阻力所做的功。

高考物理新力学知识点之万有引力与航天全集汇编含答案(5)

高考物理新力学知识点之万有引力与航天全集汇编含答案(5)

高考物理新力学知识点之万有引力与航天全集汇编含答案(5)一、选择题1．若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T 和R ，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t 和r ，则太阳质量与地球质量之比为（ ）A ．3232R T r tB ．3232R t r TC ．3223R t r TD ．2323R T r t2．由于地球自转和离心运动，地球并不是一个绝对的球形（图中虚线所示），而是赤道部分凸起、两极凹下的椭球形（图中实线所示），A 点为地表上地理纬度为θ的一点，在A 点有一静止在水平地面上的物体m ，设地球对物体的万有引力仍然可看做是质量全部集中于地心O 处的质点对物体的引力，地球质量为M ，地球自转周期为T ，地心O 到A 点距离为R ，关于水平地面对该物体支持力的说法正确的是（ ）A ．支持力的方向沿OA 方向向上B ．支持力的方向垂直于水平地面向上C ．支持力的大小等于2GMmR D ．支持力的大小等于222cos GMm m R R T πθ⎛⎫- ⎪⎝⎭3．中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。

预计2020年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。

如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a 、b 、c 三颗卫星均做圆周运动，a 是地球同步卫星，则( )A ．卫星a 的角速度小于c 的角速度B ．卫星a 的加速度大于b 的加速度C ．卫星a 的运行速度大于第一宇宙速度D ．卫星b 的周期大于24 h4．太空——110轨道康复者”可以对卫星在太空中补充能源，使卫星的寿命延长10年或更长。

假设“轨道康复者”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运动，且轨道半径为地球同步卫星的15，且运行方向与地球自转方向相同。

下列说法正确的是A．“轨道康复者”运行的重力加速度等于其所在轨道处的向心加速度B．“轨道康复者”运行的速度等于同步卫星运行速度的5倍C．站在地球赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动D．“轨道康复者”可以从高轨道加速从而对低轨道上的卫星进行拯救5．如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火将卫星送入椭圆轨道2，然后再次点火，将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是( ).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上的角速度大于在轨道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点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度6．如图所示，“天舟一号”处于低轨道，“天宫二号”处于高轨道，则（）A．“天舟一号”的向心加速度小于“天宫二号”的向心加速度B．“天舟一号”的角速度等于“天宫二号”的角速度C．“天舟一号”的周期大于“天宫二号”的周期D．“天舟一号”和“天宫二号”的向心力都由万有引力提供7．因“光纤之父”高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。

高考物理试题分项解析：万有引力定律与航天(含解析)

高考物理试题分项解析：万有引力定律与航天(含解析)

万有引力定律与航天【2018高考真题】1．我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高．今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km，它们都绕地球做圆周运动．与“高分四号冶相比，下列物理量中“高分五号”较小的是（）A.周期B. 角速度C. 线速度D. 向心加速度【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】 A点睛：本题考查人造卫星运动特点，解题时要注意两类轨道问题分析方法：一类是圆形轨道问题，利用万有引力提供向心力，即求解；一类是椭圆形轨道问题，利用开普勒定律求解。

2．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，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【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 B【解析】A、设月球质量为，地球质量为M，苹果质量为则月球受到的万有引力为：苹果受到的万有引力为：由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故选项A错误；B、根据牛顿第二定律：，整理可以得到：，故选项B正确；C、在月球表面处：，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故选项C错误；D、苹果在月球表面受到引力为：，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系，故选项D错误。

点睛：本题考查万有引力相关知识，掌握万有引力公式，知道引力与距离的二次方成反比，即可求解。

3．2018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=5.19 ms，假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为。

高考物理新力学知识点之万有引力与航天全集汇编及答案(5)

高考物理新力学知识点之万有引力与航天全集汇编及答案(5)

高考物理新力学知识点之万有引力与航天全集汇编及答案(5)一、选择题1．一颗卫星绕地球沿椭圆轨道运动，A、B是卫星运动的远地点和近地点．下列说法中正确的是（）A．卫星在A点的角速度大于B点的角速度B．卫星在A点的加速度小于B点的加速度C．卫星由A运动到B过程中动能减小，势能增加D．卫星由A运动到B过程中引力做正功，机械能增大2．关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是（）A．它的轨道可以是椭圆B．各国发射的这种卫星轨道半径都一样C．它不一定在赤道上空运行D．它运行的线速度一定大于第一宇宙速度3．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道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．下列说法正确的是：（）A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同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(动量P=mv，v为瞬时速度)4．中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。

预计2020年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。

如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则()A．卫星a的角速度小于c的角速度B．卫星a的加速度大于b的加速度C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D．卫星b的周期大于24 h5．如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火将卫星送入椭圆轨道2，然后再次点火，将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是( ).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上的角速度大于在轨道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点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度6．一探月卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，已知月球的质量约为地球质量的1 81，月球半径约为地球半径的14，地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为（）A．0.4km/s B．1.8km/sC．11km/s D．36km/s7．“太空涂鸦”技术就是使低轨运行的攻击卫星在接近高轨侦查卫星时，准确计算轨道向其发射“漆雾”弹，并在临近侦查卫星时，压爆弹囊，让“漆雾”散开并喷向侦查卫星，喷散后强力吸附在侦查卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上，使之暂时失效。