2020屆二輪復(fù)習(xí)萬有引力與航天作業(yè)

1、2020屆二輪復(fù)習(xí)萬有引力與航天作業(yè)（建議用時(shí)：40分鐘）專題通關(guān)練1.（多選）（2019河北省保定市高三質(zhì)檢）一顆人造衛(wèi)星在地球赤道平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向跟地球自轉(zhuǎn)方向相同，每6天經(jīng)過赤道上同一地點(diǎn)上空一次，已知地球同步衛(wèi)星軌道半徑為r,下列有關(guān)該衛(wèi)星的說法正確的有（）A,周期可能為6天,軌道半徑為336rB,周期可能為1.2天,軌道半徑為患6rc,周期可能為6天,軌道半徑為便7,49D.周期可能為5天,軌道半徑為3/25rBC如果該人造衛(wèi)星的周期T小于地球同步衛(wèi)星的周期T0=1大，則由。一T0=1,t=6大，解得T*大，由開普勒第三定律有=解得R=調(diào)r,C正確；如果該人造衛(wèi)星的周期

2、T大于地球同步衛(wèi)星的周期To=1大，則由我一t=1,t=6冗解得T=6天=1.2天，由開普勒第三定律有T2=&解得R=l6T5|0r25r,B正確。2.（2019貴陽市高三期末檢測）“風(fēng)云四號(hào)”是我國新一代地球同步衛(wèi)星中首顆定量遙感氣象衛(wèi)星，它實(shí)現(xiàn)了我國靜止軌道氣象衛(wèi)星的升級換代和技術(shù)跨越。下列關(guān)于“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星在軌運(yùn)行的敘述正確的是（）A. “風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星與地心連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等B. “風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星可以定位在任何城市上空C. “風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星運(yùn)行的線速度等于第一宇宙速度D. “風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的運(yùn)行周期大于地球的自轉(zhuǎn)周期A根據(jù)開普勒第二定律，可知“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星與地心

3、連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等，選項(xiàng)A正確；“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星是我國新一代地球同步衛(wèi)星中首顆定量遙感氣象衛(wèi)星，只能定位在赤道上空，運(yùn)行的線速度小于第一宇宙速度，運(yùn)行周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。3 .（易錯(cuò)題）同步衛(wèi)星離地心的距離為r,運(yùn)行速度為v1,向心加速度大小為aio地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小為32,第一宇宙速度為v2,地球半徑為R,則ai:32=r：R,ai:a2=R2：r2,vi:v2=R2:r2,v1:v2=Rr,下列選項(xiàng)正確的是（）A.B.C.D.C同步衛(wèi)星、赤道上的物體的角速度都與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，則由a=2r得ai:a2=r：R,正確，錯(cuò)誤；第

4、一宇宙速度為近地衛(wèi)星的最大環(huán)繞2速度，則由一J得v=,vi:v2=VR:Vr,錯(cuò)誤，正確。故C正確。易錯(cuò)點(diǎn)評：本題由于物理量較多，造成物理量對應(yīng)關(guān)系混淆。4 .（20i9北京高考）20i9年5月i7日，我國成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）。該衛(wèi)星（）A.入軌后可以位于北京正上方B.入軌后的速度大于第一宇宙速度C.發(fā)射速度大于第二宇宙速度D.若發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少D同步衛(wèi)星只能位于赤道正上方,-2GMmmv狂A項(xiàng)錯(cuò)誤；由p=I知，衛(wèi)星的軌道半徑越大，衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度越小，因此入軌后的速度小于第一宇宙速度（近地衛(wèi)星的速度），B項(xiàng)錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星的

5、發(fā)射速度大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若發(fā)射到近地圓軌道，所需發(fā)射速度較小，所需能量較小，D項(xiàng)正確。5 .（2019黃岡市高三調(diào)研）據(jù)報(bào)道，2020年我國首顆“人造月亮”將完成從發(fā)射、入軌、展開到照明的整體系統(tǒng)演示驗(yàn)證?！叭嗽煸铝痢笔且环N攜帶大型空間反射鏡的人造空間照明衛(wèi)星，將部署在距離地球500km以內(nèi)的低地球軌道上，其亮度是月球亮度的8倍，可為城市提供夜間照明。假設(shè)“人造月亮”繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A. “人造月亮”的線速度等于第一宇宙速度B. “人造月亮”的角速度大于月球繞地球運(yùn)行的角速度C. “人造月亮”的向心加速度大于地球表面的重力加速度D. “人造月

6、亮”的公轉(zhuǎn)周期大于月球繞地球運(yùn)行的周期B第一宇宙速度是衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，“人造月亮”的線速度要小于第一宇宙速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)萬有引力提供向心力有GMTm1=ma=mw2r=m，2r,可得向心加速度a=G¥,角速度a=鐫晅，周期T=2/JG總，軌道半徑越大，向心加速度和角速度越小，周期越大，由于“人造月亮”的軌道半徑小于月球的軌道半徑，因此，“人造月亮”的角速度大于月球的角速度，周期小于月球繞地球的運(yùn)行周期，且“人造月亮”的向心加速度小于地球表面的重力加速度，選項(xiàng)B正確，C、D錯(cuò)誤。6.（原創(chuàng)題）環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星是用于環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測的對地觀測衛(wèi)星，利用三顆軌道相同的監(jiān)測衛(wèi)星可組成一個(gè)

7、監(jiān)測系統(tǒng)，它們的圓形軌道與地球赤道在同一平面內(nèi)，當(dāng)衛(wèi)星高度合適時(shí)，該系統(tǒng)的監(jiān)測范圍恰好覆蓋地球的全部赤道表面且無重疊區(qū)域。已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于7.9km/sB.衛(wèi)星的加速度大小為C.衛(wèi)星的周期為42-rD.這三顆衛(wèi)星的質(zhì)量必須相等C由題意，三顆監(jiān)測衛(wèi)星應(yīng)恰好構(gòu)成等邊三角形，且兩衛(wèi)星連線恰好與地R球赤道相切，如圖所小，則衛(wèi)星軌道半徑r=豆30M2R>R,可知衛(wèi)星的運(yùn)行速-+、l匚_Mmo_Mm4言,口g_度小于7.9km/s,A錯(cuò)塊；根據(jù)G-R2-=mog,G'T-Mma：m"",得a=4，T4曾，

8、故B錯(cuò)誤，C正確;三顆衛(wèi)星的質(zhì)量不用必須相等，D錯(cuò)誤。7.假定太陽系一顆質(zhì)量均勻、現(xiàn)若該星球自轉(zhuǎn)加快，角速度為可看成球體的小行星，自轉(zhuǎn)原來可以忽略。時(shí)，該星球表面的“赤道”上物體對星球的,，一，2，,，一壓力減為原來的$已知引力常量3G,則該星球密度為（）也2A.871G03c/C.271GD建D.471GCl)B、T,D忽略該星球自轉(zhuǎn)的影響時(shí)：GM2=mg；該星球自轉(zhuǎn)加快，角速度為2時(shí)：G"j?=mg+mw2R,星球密度p=2,解得P=*,故D正確，A、R34_34T1GRR3C錯(cuò)誤；故選Do8.已知某衛(wèi)星在赤道上空軌道半徑為ri的圓形軌道上繞地運(yùn)行的周期為衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方

9、向相同，赤道上某城市的人每三天恰好五次看到衛(wèi)星掠過其正上方，假設(shè)某時(shí)刻，該衛(wèi)星在A點(diǎn)變軌進(jìn)入橢圓軌道（如圖），近地點(diǎn)B到地心的距離為r2。設(shè)衛(wèi)星由A到B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,地球自轉(zhuǎn)周期為To,不計(jì)空氣阻力，則（）OT3-8-Tri+r22riC.衛(wèi)星在圖中橢圓軌道由A到B時(shí)，機(jī)械能增大D.衛(wèi)星由圖中圓軌道進(jìn)入橢圓軌道過程中，機(jī)械能不變2- 2-3A根據(jù)題意有3To-T03T0=52,兀彳3T=0To,所以A正確；由開普/門+2勒第三定律有L2i=F得弋=4ri2r,所以B錯(cuò)誤；衛(wèi)2星在橢圓軌道中運(yùn)行時(shí)，機(jī)械能是守恒的，所以C錯(cuò)誤；衛(wèi)星從圓軌道進(jìn)入橢圓軌道過程中在A點(diǎn)需點(diǎn)火減速，衛(wèi)星的機(jī)械能減小，所

10、以D錯(cuò)誤。能力提升練9 .（多選）宇宙中組成雙星系統(tǒng)的甲、乙兩顆恒星的質(zhì)量分別為m、km,甲繞兩恒星連線上一點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,根據(jù)宇宙大爆炸理論，兩恒星間的距離會(huì)緩慢增大，若干年后，甲做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑增大為nr,設(shè)甲、乙兩恒星的質(zhì)量保持不變，引力常量為G,則若干年后，下列說法正確的是（）km2A.恒星甲做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為G藩不B.恒星甲做圓周運(yùn)動(dòng)的周期變大c.恒星乙做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為nk1D.恒星乙做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為恒星甲做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度的kkBCD雙星間的萬有引力提供它們做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，故甲、乙受到的向心力大小相等，又甲、乙的角速度相等，由F=mo2r知，甲、乙的軌道半徑

11、與質(zhì)量成反比，因若干年后，該雙星系統(tǒng)中甲做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑增大為nrmkm則乙做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑增大為k,若干年后，根據(jù)萬有引力定律知F=GfnrL=nr+k,解得恒星甲做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力Gkm,mkmmkm（nr2（k+12,A錯(cuò)誤，C正確；若干年后，對恒星甲，由F=G>G工丁=F,知甲受到的萬有引力變小，又由F=mTr知，當(dāng)F變小，r變大時(shí)，T變大，B正確；恒星甲、乙的角速度相等，恒星乙做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為恒星甲做1圓周運(yùn)動(dòng)的半徑的k倍，由v=r知，恒星乙做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小為恒星甲1做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小的k,D正確。10 .（多選）（2019湖北四地七校聯(lián)考）如圖所示，飛行器在距月球

12、表面高度為3R的圓形軌道I上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)軌道的A點(diǎn)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道H,到達(dá)軌道的近月點(diǎn)B點(diǎn)再次點(diǎn)火進(jìn)入近月圓形軌道m(xù)繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)。假設(shè)月球半徑為R,月球表面的重力加速度為g,則（）A.飛行器在B點(diǎn)點(diǎn)火后，動(dòng)能增加11 由已知條件可求出飛行器在軌道n上的運(yùn)行周期約為5八屆C,只有萬有引力作用的情況下，飛行器在軌道n上通過B點(diǎn)的加速度大于在軌道加上通過B點(diǎn)的加速度D.飛行器在軌道加上繞月球運(yùn)行一周所需的時(shí)間約為2GMrBD飛行器在B點(diǎn)減速變軌進(jìn)入低軌道運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能減小，A錯(cuò)誤；由r2GMmGMm=ma知飛行器在同一位置，加速度相同，C錯(cuò)誤；由一=加（?。〢,一守=mg,解得飛行器在軌道加上的運(yùn)

13、動(dòng)周期Ti=2?/1,D正確；飛行器在軌道5R上運(yùn)動(dòng)時(shí)，半長軸的大小用a表示，則有2a=R+4R,得a=2七由開普勒第-33Ra5R三定律知森=T1解得丁2=5入/石，b正確。ii.宇宙間存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng)，其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，三角形邊長為1,忽略其他星體對它們的引力作用，三星在同一平面內(nèi)繞三角形中心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，引力常量為G,下列說法正確的是（）mQ“1d、金、f、/i/*oJIJ、F、帆6二OmA,每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為:笄B.每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度與三星的質(zhì)量無關(guān)C.若距離1和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則周

14、期變?yōu)樵瓉淼?倍D.若距離1和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則線速度變?yōu)樵瓉淼?倍2C任意兩星問白萬有引力F=G乎，對任一星受力分析，如圖所示。由圖中幾何關(guān)系和牛頓第二定律可得43F=ma=me?古，聯(lián)立可得='/爺，a=2右=#凱選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由周期公式可得T=§=23,當(dāng)l和m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則周期T=2選項(xiàng)C正確；由速度公式可得：v=電=Gm當(dāng)l和m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則線速度v'=v，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。m12.（多選）2017年11月8日，“雪龍?zhí)枴睒O地考察船駛離碼頭，開始了第34次南極考察之旅。“雪龍?zhí)枴睒O地考察船在由我國駛向南極的過程中，經(jīng)過赤道時(shí)測得某物體

15、的重力是G1；在南極附近測得該物體的重力為G20已知地球自轉(zhuǎn)的周期為引力常量為Go假設(shè)地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體，且海水的密度和船的總質(zhì)量均不變，由此可知（）A. “雪龍?zhí)枴笨疾齑谀蠘O時(shí)的吃水深度與在赤道時(shí)相同B. “雪龍?zhí)枴笨疾齑谀蠘O時(shí)的吃水深度比在赤道時(shí)大、371G2C.地球的密度為12、GTG2G1G2G1d.當(dāng)?shù)厍虻淖赞D(zhuǎn)周期為yG2T時(shí)，放在地球赤道地面上的物體不再對地面有壓力ACD根據(jù)體積V=m=hS,得吃水深度h=mq因海水的密度、吃水的PPU有效面積S和船的總質(zhì)量均不變，故“雪龍?zhí)枴笨疾齑谀蠘O時(shí)的吃水深度與在赤道時(shí)相同，故A正確，B錯(cuò)誤；設(shè)地球的質(zhì)量為M,半徑為R,被測物

16、體的2.Mm4九.Mm.質(zhì)量為m,在赤道：G-R2=G1+m7R,在兩極：G2=G-R2,地球的體積為V43M一37G2-一,=三卡,地球的餐'度為p=T7,聯(lián)立解得：p=2，故C正確；當(dāng)放在3VGT7G2-G1）4,地球赤道地面上的物體不再對地面有壓力時(shí)G2=mT7FR,解得：T=T:JG2G2G1，故D正確；故選A、C、Do13.（多選）2018年5月25日21時(shí)46分，探月工程嫦娥四號(hào)任務(wù)“鵲橋”中繼衛(wèi)星成功實(shí)施近月制動(dòng)，進(jìn)入月球至地月拉格朗日L2點(diǎn)的轉(zhuǎn)移軌道。當(dāng)”鵲橋”位于拉格朗日點(diǎn)（如圖中的Li、L2、L3、L4、L5所示，人們稱為地月系統(tǒng)拉格朗日點(diǎn)）上時(shí)，會(huì)在月球與地球的共

17、同引力作用下，幾乎不消耗燃料而保持與月球同步繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（月球的自轉(zhuǎn)周期等于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期）（）/Tv球加母球歹LjA. “鵲橋”位于L2點(diǎn)時(shí)，“鵲橋”繞地球運(yùn)動(dòng)的周期和月球的自轉(zhuǎn)周期相等B. “鵲橋”位于L2點(diǎn)時(shí)，“鵲橋”繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度C. L3和L2到地球中心的距離相等D. “鵲橋”在L2點(diǎn)所受月球和地球引力的合力比在其余四個(gè)點(diǎn)都要大ABD“鵲橋”位于L2點(diǎn)時(shí)，由于“鵲橋”與月球同步繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，所以“鵲橋”繞地球運(yùn)動(dòng)的周期和月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期相等，又月球的自轉(zhuǎn)周期等于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期，故選項(xiàng)A正確；“鵲橋”位于L

18、2點(diǎn)時(shí)，由于“鵲橋”與月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同，“鵲橋”的軌道半徑大，根據(jù)公式2=爺r分析可知，“鵲橋”繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度，故選項(xiàng)B正確；如果L3和L2到地球中心的距離相等，則“鵲橋”在L2點(diǎn)受到月球與地球引力的合力更大，加速度更大，所以周期更短，故L2到地球中心的距離大于L3到地球中心的距離，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在5個(gè)點(diǎn)中，L2點(diǎn)離地球最遠(yuǎn)，所以在L2點(diǎn)“鵲橋”所受合力最大，故選項(xiàng)D正確。每日押題題號(hào)內(nèi)容押題依據(jù)核心考點(diǎn)核心素養(yǎng)1.發(fā)現(xiàn)未知天體，研究運(yùn)行規(guī)律，估算密度物理學(xué)成就科學(xué)思維：立足教材知識(shí)拓展2.衛(wèi)星變軌物理量分析“離心”運(yùn)動(dòng)“近心運(yùn)動(dòng)”在天體模型中

19、的應(yīng)用科學(xué)思維：立足教材，構(gòu)建物理模型1.（多選）人類利用太空望遠(yuǎn)鏡在太陽系外發(fā)現(xiàn)了一顆未知天體X，該未知天體環(huán)繞中心天體Y運(yùn)行。已知未知天體X的質(zhì)量是地球質(zhì)量的a倍，半徑為地球半徑的b倍，其公轉(zhuǎn)周期為地球公轉(zhuǎn)周期的c倍，中心天體Y的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的d倍。假設(shè)X、Y和地球均可視為質(zhì)量均勻分布的球體，且X、地球均環(huán)繞各自中心大體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則下列說法正確的是（）A.未知天體X的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為a：bB.同一物體在未知天體X表面的重力與在地球表面的重力之比為a：b2C.天體X、Y之間的距離與日、地之間的距離之比為3C2d：1D.中心大體Y的密度與地球的密度之比為c2：1B

20、C衛(wèi)星繞任一行星表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為該行星的第一宇宙Mmv2速度，由GR2-=mR,解得v=GM，則未知天體X的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為vx:v地=MxRx面的物體受到的萬有引力近似等于重力，即有=mg,解得g=GM,則同R地M地廣廠=Na:Vb,A錯(cuò)誤；天體表mxm地物體在未知天體X表面的重力與在地球表面的重力之比為gx：9地=鏟：1-Rxr%23i-Mm4?！翱?力得G7-=mT"r,解得r=a：b2,B正確；環(huán)繞天體環(huán)繞中心大體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由萬有引力提供向心GMT,一、,一一、22,則天體X、丫之間的距離與日、地之間4九的距離之比為rxY:r日地=3MyTx:3M日T2=3Cd：1,C正確；由于中心