2022年高考物理試題分項(xiàng)版解析 專題05 萬有引力與航天（含解析）

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1、2022年高考物理試題分項(xiàng)版解析 專題05 萬有引力與航天（含解析） 【xx·上?！?2B】1．兩靠得較近的天體組成的系統(tǒng)成為雙星，它們以兩者連線上某點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因而不至于由于引力作用而吸引在一起。設(shè)兩天體的質(zhì)量分布為和，則它們的軌道半徑之比__________；速度之比__________。 1．【答案】 ； 【考點(diǎn)定位】 萬有引力定律；圓周運(yùn)動(dòng) 【名師點(diǎn)睛】 本題考查雙星問題，要掌握雙星問題的特點(diǎn)：雙星角速度相同，向心力由萬有引力提供也相同，向心力大小也相等。 【xx·江蘇·3】2．過去幾千年來，人類對(duì)行星的認(rèn)識(shí)與研究?jī)H限于太陽系內(nèi)，行星“51 peg b”的發(fā)現(xiàn)

2、拉開了研究太陽系外行星的序幕?！?1 peg b”繞其中心恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期約為4天，軌道半徑約為地球繞太陽運(yùn)動(dòng)半徑為1/20，該中心恒星與太陽的質(zhì)量比約為（ ） A．1/10 B．1 C．5 D．10 2．【答案】B 【考點(diǎn)】 天體運(yùn)動(dòng) 【名師點(diǎn)睛】 本題主要是公式，在天體運(yùn)動(dòng)中，萬有引力提供向心力可求中心天體的質(zhì)量。 【xx·福建·14】3．如圖，若兩顆人造衛(wèi)星a和b均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，a、b到地心O的距離分別為r1、r2，線速度大小分別為v1、v2。則（ ）

3、 3．【答案】 A 【考點(diǎn)定位】 天體運(yùn)動(dòng) 【名師點(diǎn)睛】：本題主要是公式，衛(wèi)星繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，由此得到線速度與軌道半徑的關(guān)系 【xx·重慶·2】4．宇航員王亞平在“天宮1號(hào)”飛船內(nèi)進(jìn)行了我國(guó)首次太空授課，演示了一些完全失重狀態(tài)下的物理現(xiàn)象。若飛船質(zhì)量為，距地面高度為，地球質(zhì)量為，半徑為，引力常量為，則飛船所在處的重力加速度大小為 A．0 B． C． D． 4．【答案】B 【考點(diǎn)定位】萬有引力定律的應(yīng)用。 【名師點(diǎn)睛】掌握萬有引力定律求中心天體的質(zhì)量和密度、環(huán)繞天體的線速度、角速度、周

4、期、加速度；主要利用。 【xx·天津·4】5．未來的星際航行中，宇航員長(zhǎng)期處于零重力狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)倉”如圖所示，當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力，為達(dá)到目的，下列說法正確的是 A．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越大 B．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小 C．宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大 D．宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小 5．【答案】B 考點(diǎn)：萬有引力與航天 【名師點(diǎn)睛】萬有引力與航天是高考的熱點(diǎn)也是重點(diǎn)，要把握好三

5、個(gè)模型（公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)和雙星）和解決天體問題以兩條思路（一是黃金代換式，二是萬有引力充當(dāng)向心力），這是解決天體問題的基礎(chǔ)。同時(shí)，這類試題對(duì)審題的要求比較高，如何回歸模型是關(guān)鍵，如本題中，貌似屬于萬有引力與航天問題，實(shí)質(zhì)上卻是生活中的圓周運(yùn)動(dòng)問題，與萬有引力無關(guān)，從“供需”的角度分析向心力即可。 【xx·山東·15】6．如圖，拉格朗日點(diǎn)L1位于地球和月球連線上，處在該點(diǎn)的物體在地球和月球引力的共同作用下，可與月球一起以相同的周期繞地球運(yùn)動(dòng)。據(jù)此，科學(xué)家設(shè)想在拉格朗日點(diǎn)L1建立空間站，使其與月球同周期繞地球運(yùn)動(dòng)。以、分別表示該空間站和月球向心加速度的大小，表示地球同步衛(wèi)星向心加速度的大小。以下判斷正

6、確的是 地球 月球 A． B． C． D． 6．【答案】D 【考點(diǎn)定位】萬有引力定律的應(yīng)用. 【名師點(diǎn)睛】此題考查了萬有引力定律的應(yīng)用；關(guān)鍵是知道拉格朗日點(diǎn)與月球周期的關(guān)系以及地球同步衛(wèi)星的特點(diǎn). 【xx·天津·8】7．、為相距遙遠(yuǎn)的兩顆行星，距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圖中縱坐標(biāo)表示行星對(duì)周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a，橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方，兩條曲線分別表示、周圍的a與的反比關(guān)系，它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同，則 A．的平均密度比的大 B．的第一宇宙速度比的小 C．的向心加速度比的大 D．的公

7、轉(zhuǎn)周期比的大 7．【答案】AC 考點(diǎn)：天體與萬有引力定律 【名師點(diǎn)睛】萬有引力與航天是高考的熱點(diǎn)也是重點(diǎn)，要把握好三個(gè)模型（公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)和雙星）和解決天體問題以兩條思路（一是黃金代換式，二是萬有引力充當(dāng)向心力），這是解決天體問題的基礎(chǔ)。同時(shí)，這類試題對(duì)審題的要求比較高，如何回歸模型是關(guān)鍵，解決本題不僅要熟練掌握公轉(zhuǎn)模型問題的基本解題方法和思路，同時(shí)對(duì)讀圖、識(shí)圖能力也有一定程度的考查。 【xx·四川·5】8．登上火星是人類的夢(mèng)想，“嫦娥之父”歐陽自遠(yuǎn)透露：中國(guó)計(jì)劃于2020年登陸火星。地球和火星公轉(zhuǎn)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，忽略行星自轉(zhuǎn)影響。根據(jù)下表，火星和地球相比 行星 半徑/m

8、質(zhì)量/kg 軌道半徑/m 地球 6.4×106 6.0×1024 1.5×1011 火星 3.4×106 6.4×1023 2.3×1011 A．火星的公轉(zhuǎn)周期較小 B．火星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度較小 C．火星表面的重力加速度較大 D．火星的第一宇宙速度較大 8．【答案】B 【考點(diǎn)定位】萬有引力定律的應(yīng)用和分析數(shù)據(jù)、估算的能力。 【名師點(diǎn)睛】培養(yǎng)分析數(shù)據(jù)和估算的能力、熟記與理解萬有引力定律和向心力公式是正確求解萬有引力問題的必備條件。 【名師點(diǎn)睛】在遇到較大數(shù)據(jù)時(shí)，尤其在萬有引力問題中，要善于

9、使用比例關(guān)系式，不要過分“死算”。 【名師點(diǎn)睛】天體運(yùn)動(dòng)可分為近地運(yùn)動(dòng)模型和環(huán)繞運(yùn)動(dòng)模型兩大類： （1）在近地運(yùn)動(dòng)模型中，mg≈，即有：g≈∝ （2）在環(huán)繞運(yùn)動(dòng)模型中，F(xiàn)n＝，各運(yùn)動(dòng)參量與軌道半徑的關(guān)系是越高越慢，即r越大，v、ω、an越小，T越大。 【xx·全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ·21】9．我國(guó)發(fā)射的“嫦娥三號(hào)”登月探測(cè)器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運(yùn)行；然后經(jīng)過一系列過程，在離月面4m高處做一次懸停（可認(rèn)為是相對(duì)于月球靜止）；最后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，探測(cè)器自由下落。已知探測(cè)器的質(zhì)量約為1.3×109kg，地球質(zhì)量約為月球的81倍，地球半徑為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約

10、為9.8m/s2。則次探測(cè)器 A．在著陸前瞬間，速度大小約為8.9m/s B．懸停時(shí)受到的反沖作用力約為2×103N C．從離開近月圓軌道到著陸這段時(shí)間內(nèi)，機(jī)械能守恒 D．在近月圓軌道上運(yùn)行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的線速度 9．【答案】BD 【考點(diǎn)定位】 萬有引力與航天 【名師點(diǎn)睛】萬有引力提供向心力是基礎(chǔ)，注意和運(yùn)動(dòng)學(xué)以及功能關(guān)系結(jié)合 【xx·海南·6】10．若在某行星和地球上相對(duì)于各自水平地面附近相同的高度處、以相同的速率平拋一物體，它們?cè)谒椒较蜻\(yùn)動(dòng)的距離之比為。已知該行星質(zhì)量約為地球的7倍，地球的半徑為R，由此可知，該行星的半徑為（） A． B

11、． C．2R D． 10．【答案】C 【考點(diǎn)定位】平拋運(yùn)動(dòng)，萬有引力定律 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及掌握萬有引力等于重力這一理論，并能靈活運(yùn)用。 【xx·北京·16】11．假設(shè)地球和火星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離，那么（ ） A．地球公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期 B．地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度 C．地球公轉(zhuǎn)的加速度小于火星公轉(zhuǎn)的加速度 D．地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度 11．【答案】D 【考點(diǎn)定位】萬有引力定律的應(yīng)用。 【名師點(diǎn)睛】

12、掌握萬有引力定律求中心天體的質(zhì)量和密度、環(huán)繞天體的線速度、角速度、周期、加速度（高軌低速大周期）；主要利用。 【xx·廣東·20】12．在星球表面發(fā)射探測(cè)器，當(dāng)發(fā)射速度為v時(shí)，探測(cè)器可繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)發(fā)射速度達(dá)到v時(shí)，可擺脫星球引力束縛脫離該星球，已知地球、火星兩星球的質(zhì)量比約為10∶1，半徑比約為2∶1，下列說法正確的有 A．探測(cè)器的質(zhì)量越大，脫離星球所需的發(fā)射速度越大 B．探測(cè)器在地球表面受到的引力比在火星表面的大 C．探測(cè)器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等 D．探測(cè)器脫離星球的過程中勢(shì)能逐漸變大 12．【答案】BD 【考點(diǎn)定位】萬有引力定律的應(yīng)用。 【名師點(diǎn)睛】在天體運(yùn)動(dòng)中，要善于使用比例法求解，不宜過多直接計(jì)算。