三年高考（2014-2016）物理真題分項(xiàng)版解析-專(zhuān)題05萬(wàn)有引力與航天

專(zhuān)題05萬(wàn)有引力與航天一、選擇題1．【2016·全國(guó)新課標(biāo)Ⅲ卷】關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，下列說(shuō)法符合史實(shí)的是A．開(kāi)普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律B．開(kāi)普勒在天文觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律C．開(kāi)普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因D．開(kāi)普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律【答案】B【考點(diǎn)定位】考查了物理學(xué)史【方法技巧】平時(shí)學(xué)習(xí)應(yīng)該注意積累對(duì)物理學(xué)史的了解，知道前輩科學(xué)家們?yōu)樘剿魑锢硪?guī)律而付出的艱辛努力，對(duì)于物理學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，這也是考試內(nèi)容之一。2．【2016·北京卷】如圖所示，一顆人造衛(wèi)星原來(lái)在橢圓軌道1繞地球E運(yùn)行，在P點(diǎn)變軌后進(jìn)入軌道2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是A．不論在軌道1還是軌道2運(yùn)行，衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度都相同B．不論在軌道1還是軌道2運(yùn)行，衛(wèi)星在P點(diǎn)的加速度都相同C．衛(wèi)星在軌道1的任何位置都具有相同加速度D．衛(wèi)星在軌道2的任何位置都具有相同動(dòng)量【答案】B【解析】從軌道1變軌到軌道2，需要加速逃逸，故A錯(cuò)誤；根據(jù)公式可得，故只要半徑相同，加速度就相同，由于衛(wèi)星在軌道1做橢圓運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)半徑在變化，所以運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度在變化，B正確，C錯(cuò)誤；衛(wèi)星在軌道2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度方向時(shí)刻在變，所以動(dòng)量方向不同，D錯(cuò)誤。【考點(diǎn)定位】考查了萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用【方法技巧】在萬(wàn)有引力這一塊，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式，在做題的時(shí)候，首先明確過(guò)程中的向心力，然后弄清楚各個(gè)物理量表示的含義，最后選擇合適的公式分析解題，另外這一塊的計(jì)算量非常大的，所以需要細(xì)心計(jì)算。3．【2016·四川卷】橢圓軌道上運(yùn)行，其軌道近地點(diǎn)高度約為440km，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約為2060km；1984年4月8日成功發(fā)射的東方紅二號(hào)衛(wèi)星運(yùn)行在赤道上空35786km的地球同步軌道上。設(shè)東方紅一號(hào)在遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度為a1，東方紅二號(hào)的加速度為a2，固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a3，則a1、a2、a3的大小關(guān)系為A．a(chǎn)2＞a1＞a3B．a(chǎn)3＞a2＞a1C．a(chǎn)3＞a1＞a2D．a(chǎn)1＞a2＞a3【答案】D【解析】東方紅二號(hào)和固定在地球赤道上的物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，根據(jù)a=ω2r可知，a2＞a3；根據(jù)可知a1＞a2；故選D?？键c(diǎn)：同步衛(wèi)星；萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】此題主要考查同步衛(wèi)星的特點(diǎn)及萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用；要知道同步衛(wèi)星與地球具有相同的角速度和周期；這里放到赤道上的物體和衛(wèi)星兩者受力情況是不同的，要區(qū)別對(duì)待，不能混淆.4．【2016·天津卷】我國(guó)即將發(fā)射“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，之后發(fā)生“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”對(duì)接。假設(shè)“天宮二號(hào)”與“神舟十一號(hào)”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接，下列措施可行的是A．使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對(duì)接B．使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對(duì)接C．飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接D．飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接【答案】C【考點(diǎn)定位】變軌問(wèn)題【名師點(diǎn)睛】此題考查了衛(wèi)星的變軌問(wèn)題；關(guān)鍵是知道衛(wèi)星在原軌道上加速時(shí)，衛(wèi)星所受的萬(wàn)有引力不足以提供向心力而做離心運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星將進(jìn)入較高軌道；同理如果衛(wèi)星速度減小，衛(wèi)星將做近心運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入較低軌道。5．【2016·全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷】利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無(wú)線電通訊，目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的6.6倍，假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為A．1h B．4h C．8h D．16h【答案】B【解析】設(shè)地球的半徑為R，周期T=24h，地球自轉(zhuǎn)周期的最小值時(shí)，三顆同步衛(wèi)星的位置如圖所示，所以此時(shí)同步衛(wèi)星的半徑r1=2R，由開(kāi)普勒第三定律得：，可得，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。【考點(diǎn)定位】萬(wàn)有引力定律、開(kāi)普勒第三定律、同步衛(wèi)星【名師點(diǎn)睛】本題主要考查萬(wàn)有引力定律、開(kāi)普勒第三定律、同步衛(wèi)星。重點(diǎn)是掌握同步衛(wèi)星的特點(diǎn)，知道同步衛(wèi)星的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期。本題關(guān)鍵是要知道地球自轉(zhuǎn)周期最小時(shí)，三個(gè)同步衛(wèi)星的位置。6．【2016·海南卷】通過(guò)觀測(cè)冥王星的衛(wèi)星，可以推算出冥王星的質(zhì)量。假設(shè)衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，除了引力常量外，至少還需要兩個(gè)物理量才能計(jì)算出冥王星的質(zhì)量。這兩個(gè)物理量可以是A．衛(wèi)星的速度和角速度B．衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑C．衛(wèi)星的質(zhì)量和角速度D．衛(wèi)星的運(yùn)行周期和軌道半徑【答案】AD【考點(diǎn)定位】萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握萬(wàn)有引力提供向心力這一理論，知道線速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關(guān)系。7．【2014·海南·6】設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，質(zhì)量為M。引力常量為G。假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體，半徑為R。同一物體在南極和赤道水平面上靜止時(shí)所受到的支持力之比為A．B．C．D．【答案】A【解析】假設(shè)物體質(zhì)量為m，物體在南極受到的支持力為N1，則；假設(shè)物體在赤道受到的支持力為N2，則；聯(lián)立可得，故選A。【考點(diǎn)】萬(wàn)有引力定律、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力【方法技巧】本題主要是萬(wàn)有引力定律，要考慮地球的自轉(zhuǎn)，即找到在地面上物體所地球自轉(zhuǎn)所需向心力的來(lái)源8．【2014·山東·20】2013年我國(guó)相繼完成“神十”與“天宮”對(duì)接、“嫦娥”攜“玉兔”落月兩大航天工程。某航天愛(ài)好者提出“玉兔”回家的設(shè)想：如圖，將攜帶“玉兔”的返回系統(tǒng)由月球表面發(fā)射到高度的軌道上，與在該軌道繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的飛船對(duì)接，然后由飛船送“玉兔”返回地球。設(shè)“玉兔”質(zhì)量為，月球半徑為，月面的重力加速度為。以月面為零勢(shì)能面，“玉兔”在高度的引力勢(shì)能可表示為，其中為引力常量，為月球質(zhì)量。[若忽略月球的自轉(zhuǎn)，從開(kāi)始發(fā)射到對(duì)接完成需要對(duì)“玉兔”做的功為A．B．C．D．【答案】D【考點(diǎn)定位】萬(wàn)有引力與航天，機(jī)械能守恒及其應(yīng)用【方法技巧】本題考查天體運(yùn)動(dòng)，核心是萬(wàn)有引力提供向心力，注意軌道半徑為環(huán)繞天體到中心天體球心的距離。9．【2014·浙江·16】長(zhǎng)期以來(lái)“卡戎星（Charon）”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星，它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r1=19600km，公轉(zhuǎn)周期T1=6.39天。2006年3月，天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星，其中一顆的公轉(zhuǎn)軌道半徑r2=48000km，則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于（）A．15天 B．25天C．35天 D．45天【答案】B【解析】根據(jù)開(kāi)普勒行星三定律的周期定律，代入數(shù)據(jù)可求T2最接近于25天，所以B選項(xiàng)正確；A、C、D錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)定位】天體運(yùn)動(dòng)、開(kāi)普勒定律【方法技巧】這類(lèi)問(wèn)題不需要計(jì)算出具體數(shù)值，只要大致估算一下就行10．【2014·福建·14】若有一顆“宜居”行星，其質(zhì)量為地球的p倍，半徑為地球的q倍，則該行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的（）A．倍B．倍C．倍D．倍【答案】C【解析】根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，可得衛(wèi)星的環(huán)繞速度，故，選項(xiàng)C正確?！究键c(diǎn)定位】本題考查天體運(yùn)動(dòng)【方法技巧】環(huán)繞天體圍繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得環(huán)繞速度的表達(dá)式。11．【2014·廣東·21】如圖所示，飛行器P繞某星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。星球相對(duì)飛行器的張角為。下列說(shuō)法正確的是：A．軌道半徑越大，周期越長(zhǎng)B．軌道半徑越大，速度越大C．若測(cè)得周期和張角，可得到星球的平均密度D．若測(cè)得周期和軌道半徑，可得到星球的平均密度【答案】AC【考點(diǎn)定位】本題考查萬(wàn)有引力定律12．【2014·全國(guó)Ⅰ·19】太陽(yáng)系個(gè)行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)行到某個(gè)行星和太陽(yáng)之間，且三者幾乎成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)成為“行星沖日”據(jù)報(bào)道，2014年各行星沖日時(shí)間分別是：1月6日，木星沖日，4月9日火星沖日，地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑（AU）1.01.55.29.51930A各點(diǎn)外行星每年都會(huì)出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B．在2015年內(nèi)一定會(huì)出現(xiàn)木星沖日C．天王星相鄰兩次的沖日的時(shí)間是土星的一半D．地外行星中海王星相鄰兩次沖日間隔時(shí)間最短【答案】BD【解析】試題分析：相鄰兩次行星沖日的時(shí)間間隔就是地球比該行星多運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可得根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，周期，相鄰兩次行星沖日的時(shí)間間隔，即相鄰兩次行星沖日的時(shí)間間隔大于1年，所以選項(xiàng)A錯(cuò)，根據(jù)木星軌道半徑是地球的5.2倍，木星周期大于11年，小于12年，所以木星沖日的時(shí)間間隔大于年小于1.1年，由于今年的沖日時(shí)間是1月6日，所以下次木星沖日在2015年，選項(xiàng)B對(duì)。由于木星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔的一半還不到一年，而所有行星沖日的相鄰間隔都超過(guò)1年，所以天王星相鄰兩次的沖日的時(shí)間不可能是土星的一半，選項(xiàng)C錯(cuò)。根據(jù)海王星的軌道半徑最大，周期最大，根據(jù)相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔可判斷海王星的時(shí)間間隔最短，選項(xiàng)D對(duì)?！究键c(diǎn)定位】萬(wàn)有引力與航天【方法技巧】題實(shí)際是一追趕問(wèn)題，沖日即地球與行星相距最近，由于地球的角速度大，一段時(shí)間后地球追上行星再次相距最近，地球轉(zhuǎn)過(guò)的角度比行星多2π。13．【2014·天津·3】研究表明，地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢，3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時(shí)。假設(shè)這種趨勢(shì)會(huì)持續(xù)下去，地球的其他條件都不變，未來(lái)人類(lèi)發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比A．距地面的高度變大B．向心加速度變大B．線速度變大D．角速度變大【答案】A【考點(diǎn)定位】萬(wàn)有引力定律及應(yīng)用【應(yīng)試技巧】對(duì)單選題，若可以直接確定正確選項(xiàng)時(shí)，則無(wú)需再對(duì)其他選項(xiàng)進(jìn)行分析，以節(jié)省答題時(shí)間；14．【2014·江蘇·2】已知地球的質(zhì)量約為火星質(zhì)量的10倍，地球的半徑約為火星半徑的2倍，則航天器在火星表面附近繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率約為（）A．3.5km/sB．5.0km/sC．17.7km/sD．35.2km/s【答案】A【解析】設(shè)航天器的質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為M1，半徑為R1，火星的質(zhì)量為M2，半徑為R2，航天器在它們表面附近繞它們運(yùn)動(dòng)的速率分別為v1、v′1，其向心力由它們對(duì)航天器的萬(wàn)有引力提供，根據(jù)牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律有：，＝，解得：＝＝，在地球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的速度為第一宇宙速度，即：v1＝7.9km/s，解得航天器在火星表面附近繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率約為：v′1＝v1＝3.5km/s，故選項(xiàng)A正確。【考點(diǎn)定位】本題主要考查了牛頓第二定律、萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用和第一宇宙速度的識(shí)記問(wèn)題，屬于中檔題?！痉椒记伞咳f(wàn)有引力提供向心力的利用15．【2015·江蘇·3】過(guò)去幾千年來(lái)，人類(lèi)對(duì)行星的認(rèn)識(shí)與研究?jī)H限于太陽(yáng)系內(nèi)，行星“51pegb”的發(fā)現(xiàn)拉開(kāi)了研究太陽(yáng)系外行星的序幕?！?1pegb”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(yáng)運(yùn)動(dòng)半徑為1/20，該中心恒星與太陽(yáng)的質(zhì)量比約為（）A．1/10B．1C．5D．10【答案】B【解析】由題意知，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，，可得恒星質(zhì)量與太陽(yáng)質(zhì)量之比為81:80，所以B正確?！究键c(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(wàn)有引力提供向心力可求中心天體的質(zhì)量。16．【2015·福建·14】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（）【答案】A【解析】由題意知，兩顆人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，根據(jù)，得：，所以，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤?！究键c(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(wàn)有引力提供向心力，由此得到線速度與軌道半徑的關(guān)系17．【2015·重慶·2】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．0B．C．D．【答案】B【解析】對(duì)飛船受力分析知，所受到的萬(wàn)有引力提供勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，等于飛船所在位置的重力，即，可得飛船的重力加速度為，故選B。【考點(diǎn)定位】萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用?！久麕燑c(diǎn)睛】掌握萬(wàn)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；主要利用。18．【2015·天津·4】未來(lái)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(lái)的不適，有人設(shè)想在未來(lái)的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)倉(cāng)”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(shuō)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【答案】B考點(diǎn)：萬(wàn)有引力與航天【名師點(diǎn)睛】萬(wàn)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(wèn)題以兩條思路（一是黃金代換式，二是萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力），這是解決天體問(wèn)題的基礎(chǔ)。同時(shí)，這類(lèi)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(wàn)有引力與航天問(wèn)題，實(shí)質(zhì)上卻是生活中的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，與萬(wàn)有引力無(wú)關(guān)，從“供需”的角度分析向心力即可。19．【2015·山東·15】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。以下判斷正確的是地球月球地球月球A．B．C．D．【答案】D【解析】因空間站建在拉格朗日點(diǎn)，故周期等于月球的周期，根據(jù)可知，a2＞a1；對(duì)空間站和地球的同步衛(wèi)星而言，因同步衛(wèi)星周期小于空間站的周期則，同步衛(wèi)星的軌道半徑較小，根據(jù)可知a3＞a2，故選項(xiàng)D正確?！究键c(diǎn)定位】萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用.【名師點(diǎn)睛】此題考查了萬(wàn)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).20．【2015·天津·8】、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?chē)臻g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?chē)腶與的反比關(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．的公轉(zhuǎn)周期比的大【答案】AC【解析】由圖可知，兩行星的球體半徑相同，對(duì)行星周?chē)臻g各處物體來(lái)說(shuō)，萬(wàn)有引力提供加速度，故有，故可知的質(zhì)量比的大，即的平均密度比的大，所以選項(xiàng)A正確；由圖可知，表面的重力加速比的大，由可知，的第一宇宙速度比的大，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)衛(wèi)星而言，萬(wàn)有引力提供向心加速度，即，故可知，的向心加速度比的大，所以選項(xiàng)C正確；根據(jù)可知，的公轉(zhuǎn)周期比的小，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤；考點(diǎn)：天體與萬(wàn)有引力定律【名師點(diǎn)睛】萬(wàn)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(wèn)題以兩條思路（一是黃金代換式，二是萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力），這是解決天體問(wèn)題的基礎(chǔ)。同時(shí)，這類(lèi)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(wèn)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。21．【2015·四川·5】登上火星是人類(lèi)的夢(mèng)想，“嫦娥之父”歐陽(yáng)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質(zhì)量/kg軌道半徑/m地球6.4×1066.0×10241.5×1011火星3.4×1066.4×10232.3×1011A．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【答案】B【考點(diǎn)定位】萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用和分析數(shù)據(jù)、估算的能力?！久麕燑c(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(lèi)：（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。22．【2015·全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ·21】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(guò)一系列過(guò)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/sB．懸停時(shí)受到的反沖作用力約為2×103NC．從離開(kāi)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【答案】BD【解析】星球表面萬(wàn)有引力提供重力即，重力加速度，地球表面，則月球表面，則探測(cè)器重力，選項(xiàng)B對(duì)，探測(cè)器自由落體，末速度，選項(xiàng)A錯(cuò)。關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，僅在月球引力作用下機(jī)械能守恒，而離開(kāi)近月軌道后還有制動(dòng)懸停，所以機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)C錯(cuò)。近月軌道即萬(wàn)有引力提供向心力,小于近地衛(wèi)星線速度，選項(xiàng)D對(duì)?！究键c(diǎn)定位】萬(wàn)有引力與航天【名師點(diǎn)睛】萬(wàn)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23．【2015·海南·6】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．C．2RD．【答案】C【解析】平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，即，所以，兩種情況下，拋出的速度相同，高度相同，所以，根據(jù)公式可得，故，解得，故C正確?！究键c(diǎn)定位】平拋運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)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(wàn)有引力等于重力這一理論，并能靈活運(yùn)用。24．【2015·北京·16】假設(shè)地球和火星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球到太陽(yáng)的距離小于火星到太陽(yáng)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【答案】D【考點(diǎn)定位】萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用?！久麕燑c(diǎn)睛】掌握萬(wàn)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。25．【20