2018版高三物理一輪復(fù)習(xí)專題5萬有引力與航天(含2013年高考真題)

1、 專題5萬有引力與航天1(2013全國新課標(biāo)理綜1第20題)2012年6曰18日，神州九號飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器在離地面343km的近圓軌道上成功進行了我國首次載人空間交會對接.對接軌道所處的空間存在極其稀薄的空氣，下面說法正確的是為實現(xiàn)對接，兩者運行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間如不加干預(yù)，在運行一段時間后，天宮一號的動能可能會增加如不加干預(yù)，天宮一號的軌道高度將緩慢降低航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用答案：BC解析：為實現(xiàn)對接，兩者運行速度的大小都小于第一宇宙速度，選項A錯誤如不加干預(yù)，在運行一段時間后，天宮一號的機械能減小，天宮一號的軌道高度

2、將緩慢降低，重力做功，動能可能會增加，選項BC正確航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài)，但是航天員仍受地球引力作用，選項D錯誤.2.(2013高考江蘇物理第1題)火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據(jù)開普勒行星運動定律可知太陽位于木星運行軌道的中心火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方相同時間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積答案：C解析：太陽位于木星運行橢圓軌道的一個焦點上，選項A錯誤由于火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，火星和木星繞太陽運行速度的大小變化，選項B錯誤根據(jù)開普勒行星運動定律可知，火星與木星公轉(zhuǎn)周期

3、之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方，選項C正確相同時間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積不等于木星與太陽連線掃過的面積，選項D錯誤.3(2013高考上海物理第9題)小行星繞恒星運動，恒星均勻地向四周輻射能量，質(zhì)量緩慢減小，可認(rèn)為小行星在繞恒星運動一周的過程中近似做圓周運動.則經(jīng)過足夠長的時間后，小行星運動的(A)半徑變大(B)速率變大(C)角速度變大(D)加速度變大答案：A解析：恒星均勻地向四周輻射能量，根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程關(guān)系式，恒星質(zhì)量緩慢減小，二者之間萬有引力減小，小行星運動的半徑增大，速率減小，角速度減小，加速度減小，選項A正確BCD錯誤.（2013高考廣東理綜第14題）如圖3,甲、乙

4、兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M和2M的行星做勻速圓周運動，下列說法正確的是甲的向心加速度比乙的小甲的運行周期比乙的小甲的角速度比乙大甲的線速度比乙大答案：ATOC o 1-5 h zMmGM解析：由萬有引力提供向心力得：G=ma,解得a二，甲的向心加速度比乙的小，選項A正確.r2r2_Mmv2GM小Mm由G=m解得：v=，甲的線速度比乙小，選項D錯誤.由G=2r解得：r2rrr2:GMr3Mm甲的角速度比乙小選項C錯誤.由Gr24兀2=mrT2解得:T=2n:r3GM甲的運行周期比乙的大，選項B錯誤.（2013高考上海物理第22B題）若兩顆人造地球衛(wèi)星的周期之比為T:T=2:1，則它們

5、的軌道半徑之比R:R=，向心加速度之比a:a=.1212答案：命4:11:2邁解析：由開普勒定律，R:R=3T2:3T2=34:1-由牛頓第二定律，G二ma,向心加速度之比a:12*1*2R21a=R2:R2=1:232.221（2013高考天津理綜物理第9題）（1）“嫦娥一號”和“嫦娥二號”衛(wèi)星相繼完成了對月球的環(huán)月飛行標(biāo)志著我國探月工程的第一階段己經(jīng)完成.設(shè)“嫦娥二號”衛(wèi)星環(huán)繞月球的運動為勻速圓周運動，它距月球表面的高度為h,己知月球的質(zhì)量為M、半徑為R,引力常量為G,則衛(wèi)星繞月球運動的向心加速度a，線速度v=答案：（1）GM（R+h）2MmGMMmv2解析：萬有引力提供衛(wèi)星運動的向心力，

6、有:G+莎=ma，解得a=Q+施由GQ+施=mR+h解得v=（2013高考福建理綜第13題）設(shè)太陽質(zhì)量為M,某行星繞太陽公轉(zhuǎn)周期為T,軌道可視為r的圓已知萬有引力常量為G，則描述該行星運動的上述物理量滿足A.GM=蟻3T2BC.GM=4“2r2T3D答案：AMm解析：由=mr2“4“2r3）2，可得描述該行星運動的上述物理量滿足GMF，選項A正確.（2013全國高考大綱版理綜第18題）“嫦娥一號”是我國首次發(fā)射的探月衛(wèi)星,它在距月球表面高度為200km的圓形軌道上運行，運行周期為127分鐘.已知引力常量G=6.67X10-iiNm2/kg2，月球的半徑為1.74X103km.利用以上數(shù)據(jù)估算月

7、球的質(zhì)量約為（）8.1X10iokg7.4X1013kg5.4X1019kg7.4X1022kg答案：DMm2兀解析：由G耐2-=m(R+h)(亍)2,解得月球的質(zhì)量M=4n2(R+h)3/GT2,代入數(shù)據(jù)得:M=7.4X1022kg,選項D正確.（2013高考山東理綜第20題）雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成,兩恒星在相互引力的作用下,分別圍繞其連線上的某一點做周期相同的勻速圓周運動.研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)生變化若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運動的周期為T,經(jīng)過一段時間演化后，兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膋倍，兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍，則此時圓周運動的周期為A.n3Tk2

8、B.n3TkC答案：B解析：設(shè)兩恒星中一個恒星的質(zhì)量為m,圍繞其連線上的某一點做勻速圓周運動的半徑為r,兩星總質(zhì)量m(M-m)4兀2m(M-m)4兀2R2R2為M,兩星之間的距離為R,由G=mr,，G=(M-m)(R-r),，聯(lián)立解得：T=2T2R2T2叭GM經(jīng)過一段時間演化后，兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膋倍，兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍，則此時GM圓周運動的周期為T=2nn3T.選項B正確.（2013高考浙江理綜第18題）如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r的圓A地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為GMm(r-R)2軌道上，設(shè)地球質(zhì)量為M,半徑為R.下列說法正確的是GMm一顆衛(wèi)星對地球

9、的引力大小為一r2Gm2兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為-3r23GMm三顆衛(wèi)星對地球引力的合力大小為一r2答案：BCTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark18 o Current Document GMmGMm解析：由萬有引力定律，地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為，一顆衛(wèi)星對地球的引力大小為，選r2r2項A錯誤B正確由2rcos30=L可得兩顆衛(wèi)星之間的距離為L=y3r,由萬有引力定律，兩顆衛(wèi)星之間的Gm2引力大小為，選項C正確三顆衛(wèi)星對地球引力的合力大小為零，選項D錯誤.3r2（2013高考四川理綜第4題）太陽系外行星大多不適宜人類居住，繞恒星“Glicsc581”運行的行

10、星“G1-581C”卻很值得我們期待該行星的溫度在0C到40之間，質(zhì)量是地球的6倍，直徑是地球的1.5倍、公轉(zhuǎn)周期為13個地球日“Glicsc581”的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的0.31倍設(shè)該行星與地球均視為質(zhì)量分布均勻的球體，繞其中心天體做勻速圓周運動，則在該行星和地球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度相同2如果人到了該行星，其體重是地球上的23倍nr該行星與“Glicsc581”的距離是日地距離的倍3651=81.52=3由于該行星公轉(zhuǎn)速率比地球大，地球上的米尺如果被帶上該行星，其長度一定會變短答案：B解析：由Gm=gR2,可得該行星表面的重力加速度與地球表面的重力加速度之比為色=獸=6gmR282如果人到了

11、該行星，其體重是地球上的3=倍，選項B正確在該行星上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度I|Mm(2兀、2V=jgR=4gR，是地球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度的4倍，選項A錯誤由G=mr，r2IT丿MmGr2/2兀)2二mrIT丿r3可得=r3T23652132該行星與Glicsc581”的距離r是日地距離3652r的,：31x13倍，選項C錯誤該行星公轉(zhuǎn)速率比地球大，地球上的米尺如果被帶上該行星，在該行星上觀察，其長度不變，選項D錯誤.(2013高考安徽理綜第17題)質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時，引力勢能可表示為MmEp=-G，其中G為引力常量，M為地球質(zhì)量該衛(wèi)星原來的在半徑為R的軌道上繞地球做勻速圓周運動,Pr1由于受到極稀薄空氣的摩擦作用，飛行一段時間后其圓周運動的半徑變?yōu)閞2，此過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為11A.GMm()RR21 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 111C.GMm()2RR21答案：C11B.GMm()RR12111D.GMm()2RR12TOC o 1-5 h zMmMm11Mm解析:衛(wèi)星降低軌道，減少的引力勢能，-&-(-G)=G