2023版高三物理一輪復(fù)習(xí)專題5萬有引力與航天（含2023年高考真題）2

PAGEPAGE2專題5萬有引力與航天1〔2022全國新課標(biāo)理綜1第20題〕2022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(jìn)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，下面說法正確的選項(xiàng)是A.為實(shí)現(xiàn)對接，兩者運(yùn)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B.如不加干預(yù)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，天宮一號的動能可能會增加C.如不加干預(yù)，天宮一號的軌道高度將緩慢降低D.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(shí)現(xiàn)對接，兩者運(yùn)行速度的大小都小于第一宇宙速度，選項(xiàng)A錯誤.如不加干預(yù)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，天宮一號的機(jī)械能減小，天宮一號的軌道高度將緩慢降低，重力做功，動能可能會增加，選項(xiàng)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(xiàng)D錯誤.2.(2022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(yùn)行，根據(jù)開普勒行星運(yùn)動定律可知〔A〕太陽位于木星運(yùn)行軌道的中心〔B〕火星和木星繞太陽運(yùn)行速度的大小始終相等〔C〕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〔D〕相同時(shí)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(yùn)行橢圓軌道的一個焦點(diǎn)上，選項(xiàng)A錯誤.由于火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行，火星和木星繞太陽運(yùn)行速度的大小變化，選項(xiàng)B錯誤.根據(jù)開普勒行星運(yùn)動定律可知，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，選項(xiàng)C正確.相同時(shí)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(xiàng)D錯誤.3．〔2022高考上海物理第9題〕小行星繞恒星運(yùn)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(yùn)動一周的過程中近似做圓周運(yùn)動.那么經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，小行星運(yùn)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(yùn)動的半徑增大，速率減小，角速度減小，加速度減小，選項(xiàng)A正確BCD錯誤.4.〔2022高考廣東理綜第14題〕如圖3，甲、乙兩顆衛(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(yùn)動，以下說法正確的選項(xiàng)是A.甲的向心加速度比乙的小B.甲的運(yùn)行周期比乙的小C.甲的角速度比乙大D.甲的線速度比乙大答案：A解析：由萬有引力提供向心力得：=ma，解得，甲的向心加速度比乙的小，選項(xiàng)A正確.由解得：，甲的線速度比乙小，選項(xiàng)D錯誤.由=解得：，甲的角速度比乙小.選項(xiàng)C錯誤.由=mr解得：T=2π,甲的運(yùn)行周期比乙的大，選項(xiàng)B錯誤.5．〔2022高考上海物理第22B題〕假設(shè)兩顆人造地球衛(wèi)星的周期之比為T1∶T2＝2∶1，那么它們的軌道半徑之比R1∶R2＝＿＿＿＿，向心加速度之比a1∶a2＝＿＿＿＿.答案：∶11∶2解析：由開普勒定律，R1∶R2＝∶＝∶1.由牛頓第二定律，G=ma，向心加速度之比a1∶a2＝R22∶R12＝1∶2.6.〔2022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(yùn)動為勻速圓周運(yùn)動，它距月球外表的高度為h，己知月球的質(zhì)量為M、半徑為R，引力常量為G，那么衛(wèi)星繞月球運(yùn)動的向心加速度a＝，線速度v=.答案：〔1〕解析：萬有引力提供衛(wèi)星運(yùn)動的向心力，有：G=ma，解得a=.由G=m解得v=.7.〔2022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.萬有引力常量為G，那么描述該行星運(yùn)動的上述物理量滿足A．B．C．D．答案：A解析：由G=mr()2,，可得描述該行星運(yùn)動的上述物理量滿足，選項(xiàng)A正確.8．〔2022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，它在距月球外表高度為200km的圓形軌道上運(yùn)行，運(yùn)行周期為127分鐘.引力常量G＝6.67×10–11N?m2/kg2，月球的半徑為1.74×103km.利用以上數(shù)據(jù)估算月球的質(zhì)量約為〔〕A．8.1×1010kgB．7.4×1013kgC．5.4×1019kgD．7.4×1022kg答案：D解析：由G=m(R+h)()2，解得月球的質(zhì)量M=4π2(R+h)3/GT2，代入數(shù)據(jù)得：M=7.4×1022kg,，選項(xiàng)D正確.9.〔2022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(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)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.假設(shè)某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運(yùn)動的周期為T,，經(jīng)過一段時(shí)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，那么此時(shí)圓周運(yùn)動的周期為A．TB．TC．TD．T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(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動的半徑為r，兩星總質(zhì)量為M，兩星之間的距離為R，由G=mr,，G=(M-m)(R-r),，聯(lián)立解得：T=2π.經(jīng)過一段時(shí)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，那么此時(shí)圓周運(yùn)動的周期為T’=2π=T.選項(xiàng)B正確.10．〔2022高考浙江理綜第18題〕如下圖，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的圓軌道上，設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R.以下說法正確的選項(xiàng)是A．地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為B．一顆衛(wèi)星對地球的引力大小為C．兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為D．三顆衛(wèi)星對地球引力的合力大小為答案：BC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，選項(xiàng)A錯誤B正確.由2rcos30°=L可得兩顆衛(wèi)星之間的距離為L=r，由萬有引力定律，兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為，選項(xiàng)C正確.三顆衛(wèi)星對地球引力的合力大小為零，選項(xiàng)D錯誤.11．〔2022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(yùn)行的行星“Gl-581c〞卻很值得我們期待.該行星的溫度在0℃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(yùn)動，那么A．在該行星和地球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度相同2B．如果人到了該行星，其體重是地球上的倍C．該行星與“Glicsc581〞的距離是日地距離的倍D．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，可得該行星外表的重力加速度與地球外表的重力加速度之比為==6·=，如果人到了該行星，其體重是地球上的=倍，選項(xiàng)B正確.在該行星上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度v==4，是地球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度的4倍，選項(xiàng)A錯誤.由G=mr，G=mr，可得=·=0.31·，該行星與“Glicsc581〞的距離r’是日地距離r的倍，選項(xiàng)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(xiàng)D錯誤.12.〔2022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(shí)，引力勢能可表示為EP=-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R1的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動，由于受到極稀薄空氣的摩擦作用，飛行一段時(shí)間后其圓周運(yùn)動的半徑變?yōu)镽2，此過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為A.GMm(-)B.GMm(-)C.GMm(-)D.GMm(-)答案：C解析:衛(wèi)星降