高考物理總復(fù)習(xí)第五章萬(wàn)有引力與航天課件練習(xí)題

第1講萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用高考總復(fù)習(xí)2025課程標(biāo)準(zhǔn)1.通過(guò)史實(shí),了解萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。知道萬(wàn)有引力定律。認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的重要意義。認(rèn)識(shí)科學(xué)定律對(duì)人類探索未知世界的作用。2.會(huì)計(jì)算人造地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度核心素養(yǎng)試題情境生活實(shí)踐類地球不同緯度重力加速度的比較,以衛(wèi)星、探月工程等為背景的動(dòng)力學(xué)問題學(xué)習(xí)探索類開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用,天體質(zhì)量和密度的計(jì)算,衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)參量的分析與計(jì)算,衛(wèi)星的變軌和對(duì)接問題,雙星和多星模型第1講萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分1.開普勒第一定律:所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是

,太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。

通常按圓軌道處理2.開普勒第二定律:對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō),它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的

。

3.開普勒第三定律:所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的

跟它的公轉(zhuǎn)周期的

的比值都相等。

橢圓面積三次方二次方√×研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破1.行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道通常按圓軌道處理。

2.由開普勒第二定律可得,即行星在兩個(gè)位置的速度大小之比與到太陽(yáng)的距離成反比,近日點(diǎn)速度最大,遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最小。3.開普勒第三定律

中,k值只與中心天體的質(zhì)量有關(guān),不同的中心天體k值不同,且該定律只能用在同一中心天體的兩星體之間。典題1

某衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道如圖所示,F1和F2為橢圓的焦點(diǎn)。衛(wèi)星由A經(jīng)B到C的過(guò)程中,衛(wèi)星的速度逐漸增大,且路程AB與路程BC相等。已知衛(wèi)星由A運(yùn)動(dòng)到B、由B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中,衛(wèi)星與地心的連線掃過(guò)的面積分別為S1和S2。下列說(shuō)法正確的是(

)A.地球位于焦點(diǎn)F1處B.S1一定大于S2C.衛(wèi)星由A運(yùn)動(dòng)到C,加速度減小D.衛(wèi)星由A運(yùn)動(dòng)到C,引力勢(shì)能增加B解析

衛(wèi)星由A到C,速度增大,表明衛(wèi)星向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng),地球應(yīng)位于焦點(diǎn)F2處,A項(xiàng)錯(cuò)誤;衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相同,但經(jīng)過(guò)BC段所用時(shí)間短,因而S2要小于S1,B項(xiàng)正確;由A到C,衛(wèi)星離地球越來(lái)越近,引力越來(lái)越大,加速度越來(lái)越大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;衛(wèi)星由A運(yùn)動(dòng)到C,速度增大,引力做了正功,引力勢(shì)能減少,D項(xiàng)錯(cuò)誤。典題2(2023湖北武漢模擬)“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器登月飛行的軌道示意圖如圖所示,探測(cè)器通過(guò)推進(jìn)器制動(dòng)從圓形軌道Ⅰ上的P點(diǎn)進(jìn)入橢圓過(guò)渡軌道Ⅱ,然后在軌道Ⅱ的近月點(diǎn)Q再次制動(dòng)進(jìn)入近月圓形軌道Ⅲ。已知軌道Ⅰ的半徑是軌道Ⅲ的半徑的兩倍,不考慮其他天體引力的影響。下列說(shuō)法正確的是(

)A.探測(cè)器登月飛行的過(guò)程中機(jī)械能增大B.探測(cè)器在軌道Ⅰ與軌道Ⅲ上的運(yùn)行速率的比值為1∶2C.探測(cè)器在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速率與經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的速率的比值為1∶2D.探測(cè)器在軌道Ⅱ與軌道Ⅲ上的運(yùn)行周期的比值為3∶2C考點(diǎn)二萬(wàn)有引力定律強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分2.適用條件:只適用于

間的相互作用。

3.理解(1)兩

分布均勻的球體間的相互作用,也可用本定律來(lái)計(jì)算,其中r為兩球心間的距離。

(2)一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體和球外一個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力的計(jì)算也適用,其中r為質(zhì)點(diǎn)到球心的距離。質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量×××提示

微小量放大法。

研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破1.萬(wàn)有引力與重力的關(guān)系地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力F表現(xiàn)為兩個(gè)效果:一是重力mg,二是提供物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力F',如圖所示。2.星體表面上的重力加速度

3.萬(wàn)有引力的“兩個(gè)推論”推論1:在勻質(zhì)球殼的空腔內(nèi)任意位置處,質(zhì)點(diǎn)受到球殼的萬(wàn)有引力的合力為零,即∑F引=0。推論2:在勻質(zhì)球體內(nèi)部距離球心r處的質(zhì)點(diǎn)(質(zhì)量為m)受到的萬(wàn)有引力等于球體內(nèi)半徑為r的同心球體(質(zhì)量為m')對(duì)其的萬(wàn)有引力,即考向一

萬(wàn)有引力定律的理解與計(jì)算典題3

從“玉兔”登月到“祝融”探火,我國(guó)星際探測(cè)事業(yè)實(shí)現(xiàn)了由地月系到行星際的跨越。已知火星質(zhì)量約為月球的9倍,半徑約為月球的2倍,“祝融”火星車的質(zhì)量約為“玉兔”月球車的2倍。在著陸前,“祝融”和“玉兔”都會(huì)經(jīng)歷一個(gè)由著陸平臺(tái)支撐的懸停過(guò)程。懸停時(shí),“祝融”與“玉兔”所受著陸平臺(tái)的作用力大小之比為(

)A.9∶1 B.9∶2C.36∶1 D.72∶1B考向二

挖補(bǔ)法求解萬(wàn)有引力典題4

有一質(zhì)量為m0、半徑為R的密度均勻球體,在距離球心O為3R的地方有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)。從m0中挖去一半徑為

的球體,如圖所示,已知引力常量為G,則剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力大小為(

)C考向三

重力與萬(wàn)有引力的關(guān)系典題5(多選)由于地球自轉(zhuǎn)的影響,地球表面的重力加速度會(huì)隨緯度的變化而有所不同。已知地球表面兩極處的重力加速度大小為g0,在赤道處的重力加速度大小為g,地球自轉(zhuǎn)的周期為T,引力常量為G。假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體。下列說(shuō)法正確的是(

)A.質(zhì)量為m的物體在地球北極受到的重力大小為mgB.質(zhì)量為m的物體在地球赤道上受到的萬(wàn)有引力大小為mgCD解析

質(zhì)量為m的物體在地球北極受到的地球引力等于其重力,大小為mg0,A錯(cuò)誤;質(zhì)量為m的物體在地球赤道上受到的萬(wàn)有引力大小等于其在地球兩極受到的萬(wàn)有引力,大小為mg0,B錯(cuò)誤;設(shè)地球半徑為R,在地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)物體的質(zhì)量為m,由牛頓第二定律可得考向四

地球表面下重力加速度的計(jì)算典題6(2023湖北武漢模擬)中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所主持研制的“海斗一號(hào)”在無(wú)纜自主模式下刷新了中國(guó)下潛深度紀(jì)錄,最大下潛深度超過(guò)了10000m,首次實(shí)現(xiàn)了無(wú)纜無(wú)人潛水器萬(wàn)米坐底并連續(xù)拍攝高清視頻影像。若把地球看成質(zhì)量分布均勻的球體,且球殼對(duì)球內(nèi)任一質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力為零,忽略地球的自轉(zhuǎn),則下列關(guān)于“海斗一號(hào)”下潛所在處的重力加速度大小g和下潛深度h的關(guān)系圖像可能正確的是(

)D考點(diǎn)三天體質(zhì)量和密度的計(jì)算天體質(zhì)量和密度的計(jì)算方法

考向一

利用“重力加速度法”計(jì)算天體質(zhì)量和密度典題7(2024七省適應(yīng)性測(cè)試安徽物理)如圖所示,有兩顆衛(wèi)星繞某星球做橢圓軌道運(yùn)動(dòng),兩顆衛(wèi)星的近地點(diǎn)均與星球表面很近(可視為相切),衛(wèi)星1和衛(wèi)星2的軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)到星球表面的最近距離分別為h1、h2,衛(wèi)星1和衛(wèi)星2的環(huán)繞周期之比為k。忽略星球自轉(zhuǎn)的影響,已知引力常量為G,星球表面的重力加速度為gc。則星球的平均密度為(

)A考向二

利用“環(huán)繞法”計(jì)算天體質(zhì)量和密度典題8(2023遼寧卷)在地球上觀察,月球和太陽(yáng)的角直徑(直徑對(duì)應(yīng)的張角)近似相等,如圖所示。若月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T1,地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期為T2,地球半徑是月球半徑的k倍,則地球與太陽(yáng)的平均密度之比約為(

)D典題9

為了對(duì)火星及其周圍的空間環(huán)境進(jìn)行探測(cè),我國(guó)發(fā)射了“天問一號(hào)”火星探測(cè)器。假設(shè)“天問一號(hào)”被火星引力捕捉后先在離火星表面高度為h的圓軌道上運(yùn)動(dòng),運(yùn)行周期為T1;制動(dòng)后在近火的圓軌道上運(yùn)動(dòng),運(yùn)行周期為T2?；鹦强梢暈橘|(zhì)量分布均勻的球體,且忽略火星的自轉(zhuǎn)影響,引力常量為G。僅利用以上數(shù)據(jù),下列說(shuō)法正確的是(

)C第2講天體運(yùn)動(dòng)與人造衛(wèi)星高考總復(fù)習(xí)2025考點(diǎn)一天體(衛(wèi)星)運(yùn)行參量分析強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分1.天體(衛(wèi)星)運(yùn)行問題分析將天體或衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)看成

運(yùn)動(dòng),其所需向心力由

提供。

2.物理量隨軌道半徑變化的規(guī)律勻速圓周萬(wàn)有引力3.“黃金代換式”的應(yīng)用忽略中心天體自轉(zhuǎn)影響,則有,整理可得

。在引力常量G和中心天體質(zhì)量m0未知時(shí),可用gR2替換Gm0。

Gm0=gR24.人造衛(wèi)星衛(wèi)星運(yùn)行的軌道平面一定通過(guò)地心,一般分為赤道軌道、極地軌道和其他軌道。(1)極地衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)每圈都經(jīng)過(guò)南北兩極,由于地球自轉(zhuǎn),極地衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。(2)靜止衛(wèi)星①軌道平面與

共面,且與地球自轉(zhuǎn)的方向相同。

②周期與地球自轉(zhuǎn)周期相等,T=

。

③高度固定不變,h=3.6×107m。④運(yùn)行速率約為v=3.1km/s。赤道平面

24h(3)近地衛(wèi)星:軌道在

附近的衛(wèi)星,其軌道半徑r=R(地球半徑),運(yùn)行速度等于第一宇宙速度v=7.9km/s(人造地球衛(wèi)星的最大圓軌道運(yùn)行速度),T=85min(人造地球衛(wèi)星的最小周期)。

注意:近地衛(wèi)星可能為極地軌道衛(wèi)星,也可能為赤道軌道衛(wèi)星。地球表面×√√研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破1.萬(wàn)有引力公式中r指軌道半徑,是衛(wèi)星到中心天體球心的距離,R通常指中心天體的半徑,有r=R+h。2.同一中心天體,各行星v、ω、a、T等物理量只與r有關(guān);不同中心天體,各行星v、ω、a、T等物理量與中心天體質(zhì)量m中和r有關(guān)。考向一

衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)參量與軌道半徑的關(guān)系典題1(2024七省適應(yīng)性測(cè)試黑龍江、吉林物理)2023年8月,我國(guó)首次在空間站中實(shí)現(xiàn)了微小衛(wèi)星的低成本入軌。在近地圓軌道飛行的中國(guó)空間站中,航天員操作機(jī)械臂釋放微小衛(wèi)星。若微小衛(wèi)星進(jìn)入比空間站低的圓軌道運(yùn)行,則入軌后微小衛(wèi)星的(

)A.角速度比空間站的大B.加速度比空間站的小C.速率比空間站的小D.周期比空間站的大D典題2(2023浙江6月選考)木星的衛(wèi)星中,木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三做圓周運(yùn)動(dòng)的周期之比為1∶2∶4。木衛(wèi)三周期為T,公轉(zhuǎn)軌道半徑是月球繞地球軌道半徑r的n倍。月球繞地球公轉(zhuǎn)周期為T0,則(

)D考向二

同步衛(wèi)星典題3

隨著北斗系統(tǒng)全面建成開通,北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展被列入國(guó)家“十四五”規(guī)劃重點(diǎn)項(xiàng)目,北斗系統(tǒng)開啟了全球化、產(chǎn)業(yè)化新征程。北斗系統(tǒng)空間段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星組成。如圖所示,地球靜止軌道衛(wèi)星A與傾斜地球同步軌道衛(wèi)星B距地面高度均約為36000km,中圓軌道衛(wèi)星C距地面高度約為21500km。下列說(shuō)法正確的是(

)A.A與B運(yùn)行的周期一定不同B.A與B受到的向心力大小一定相同C.B比C運(yùn)行的角速度小D.B比C運(yùn)行的線速度大C考點(diǎn)二宇宙速度強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分第一宇宙速度

最大的環(huán)繞速度v1=

km/s,是物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度,也是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度

第二宇宙速度v2=11.2km/s,是物體掙脫

引力束縛的最小發(fā)射速度

第三宇宙速度v3=16.7km/s,是物體掙脫

引力束縛的最小發(fā)射速度

7.9地球太陽(yáng)√×√提示

第二宇宙速度大于光速。

研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破典題4(2023遼寧盤錦模擬)三個(gè)宇宙速度的示意圖如圖所示,則(

)A.嫦娥一號(hào)衛(wèi)星的無(wú)動(dòng)力發(fā)射速度需要大于16.7km/sB.太陽(yáng)系外飛行器的無(wú)動(dòng)力發(fā)射速度只需要大于11.2km/sC.天宮空間站的飛行速度大于7.9km/sD.三個(gè)宇宙速度對(duì)哈雷彗星(繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng))不適用D解析

嫦娥一號(hào)繞月球運(yùn)行,但仍沒有脫離太陽(yáng)系,無(wú)動(dòng)力發(fā)射速度需要小于16.7

km/s,A錯(cuò)誤;太陽(yáng)系外飛行器的無(wú)動(dòng)力發(fā)射速度需要大于16.7

km/s,B錯(cuò)誤;天宮空間站繞地球做近似圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速度小于7.9

km/s,C錯(cuò)誤;三個(gè)宇宙速度對(duì)應(yīng)的中心天體均是地球,不適用于哈雷彗星,D正確。典題5(2023廣東廣州聯(lián)考)我國(guó)天問一號(hào)著陸器順利降落在火星烏托邦平原,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)首次火星環(huán)繞、著陸、巡視探測(cè)三大目標(biāo)。已知火星與太陽(yáng)的距離是地球與太陽(yáng)距離的1.5倍,火星半徑是地球半徑的,火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的,火星與地球均視為質(zhì)量均勻的球體,它們的公轉(zhuǎn)軌道近似為圓軌道,下列說(shuō)法正確的是(

)A.天問一號(hào)的發(fā)射速度小于地球的第二宇宙速度B.天問一號(hào)著陸器在火星上受到的重力約為在地球上受到重力的C.火星的第一宇宙速度約為地球第一宇宙速度的D.火星公轉(zhuǎn)的加速度約為地球公轉(zhuǎn)加速度的B考點(diǎn)三同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星和赤道上的物體比較1.近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星與地球赤道上物體的比較如圖所示,a為近地衛(wèi)星,半徑為r1;b為地球同步衛(wèi)星,半徑為r2;c為赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體,半徑為r3。比較項(xiàng)近地衛(wèi)星(r1、ω1、v1、a1)同步衛(wèi)星(r2、ω2、v2、a2)赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體(r3、ω3、v3、a3)向心力萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力的一個(gè)分力軌道半徑r2>r3=r12.各運(yùn)行參量比較的兩條思路(1)繞地球運(yùn)行的不同高度的衛(wèi)星各運(yùn)行參量大小的比較,可應(yīng)用

,選取適當(dāng)?shù)年P(guān)系式進(jìn)行比較。(2)赤道上的物體的運(yùn)行參量與其他衛(wèi)星運(yùn)行參量大小的比較,可先將赤道上的物體與同步衛(wèi)星的運(yùn)行參量進(jìn)行比較,再結(jié)合(1)中結(jié)果得出最終結(jié)論。典題6(2023全國(guó)新課標(biāo)卷)2023年5月,世界現(xiàn)役運(yùn)輸能力最大的貨運(yùn)飛船天舟六號(hào),攜帶約5800kg的物資進(jìn)入距離地面約400km(小于地球同步衛(wèi)星與地面的距離)的軌道,順利對(duì)接中國(guó)空間站后近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。對(duì)接后,這批物資(

)A.質(zhì)量比靜止在地面上時(shí)小B.所受合力比靜止在地面上時(shí)小C.所受地球引力比靜止在地面上時(shí)大D.做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小比地球自轉(zhuǎn)角速度大D典題7(多選)(2024河南開封模擬)海南文昌衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)靠近赤道,主要承擔(dān)地球同步軌道衛(wèi)星、大質(zhì)量極軌衛(wèi)星、大噸位空間站和深空探測(cè)航天器等航天發(fā)射任務(wù)。靜止在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)發(fā)射塔上待發(fā)射的衛(wèi)星b,其隨地球自轉(zhuǎn)的速率為v1,向心加速度為a1。在赤道平面上正常運(yùn)行的近地資源衛(wèi)星c、同步通信衛(wèi)星d,做圓周運(yùn)動(dòng)的速率分別為v2、v3,向心加速度分別為a2、a3,則(

)A.v2>v3>v1

B.v1>v2>v3C.a3>a2>a1

D.a2>a3>a1AD解析

比較衛(wèi)星c和同步衛(wèi)星d的速度,可根據(jù)衛(wèi)星速度公式

,同步衛(wèi)星的軌道半徑大于近地衛(wèi)星的軌道半徑,因此v2>v3,地面衛(wèi)星b和同步衛(wèi)星具有相同的角速度,可根據(jù)v=ωr進(jìn)行比較,由于同步衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑,因此v3>v1,故A正確,B錯(cuò)誤;比較衛(wèi)星c和同步衛(wèi)星d的加速度,根據(jù)公式

,同步衛(wèi)星的軌道半徑大于近地衛(wèi)星的軌道半徑,因此a2>a3,地面衛(wèi)星b和同步衛(wèi)星具有相同的角速度,可根據(jù)an=ω2r進(jìn)行比較,同步衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑,因此a3>a1,故C錯(cuò)誤,D正確。第3講專題提升天體運(yùn)動(dòng)的四大問題高考總復(fù)習(xí)2025專題概述:對(duì)于衛(wèi)星變軌問題,分析衛(wèi)星是做向心運(yùn)動(dòng)還是離心運(yùn)動(dòng),同時(shí)注意衛(wèi)星能量的變化;掌握雙星、多星系統(tǒng),會(huì)解決相關(guān)問題;對(duì)于天體的追及相遇問題,要知道位于中心天體的同側(cè)(或異側(cè))時(shí),相距最近(或最遠(yuǎn));會(huì)應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解決星球“瓦解”和黑洞問題。題型一衛(wèi)星變軌、能量和對(duì)接問題一、變軌原理1.為了節(jié)省能量,在赤道上順著地球自轉(zhuǎn)方向先發(fā)射衛(wèi)星到圓軌道Ⅰ上,衛(wèi)星在軌道Ⅰ上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有,如圖所示。二、變軌過(guò)程各物理量比較

考向一

衛(wèi)星變軌問題中各物理量的比較典題1(2023江蘇淮安統(tǒng)考)嫦娥五號(hào)成功返回地球,創(chuàng)造了我國(guó)到月球取土的偉大歷史。如圖所示,嫦娥五號(hào)取土后,在P處由圓形軌道Ⅰ變軌到橢圓軌道Ⅱ,以便返回地球。下列說(shuō)法正確的是(

)A.嫦娥五號(hào)在軌道Ⅰ上的運(yùn)行周期等于在軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期B.嫦娥五號(hào)從軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ需點(diǎn)火加速C.嫦娥五號(hào)在軌道Ⅰ和Ⅱ運(yùn)行至P處時(shí)速率相等D.嫦娥五號(hào)在軌道Ⅰ和Ⅱ運(yùn)行至P處時(shí)加速度大小不相等B考向二

變軌問題中的能量變化典題2(2024遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)航天飛機(jī)在完成對(duì)空間站的維修任務(wù)后,在A點(diǎn)短時(shí)間開動(dòng)小型發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行變軌,從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ,B為軌道Ⅱ上的一點(diǎn),如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)A.在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的機(jī)械能大于經(jīng)過(guò)B的機(jī)械能B.在A點(diǎn)短時(shí)間開動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使航天飛機(jī)減速C.在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期等于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期D.在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的加速度B解析

在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)過(guò)程,只有引力做功,機(jī)械能守恒,故經(jīng)過(guò)A的機(jī)械能等于經(jīng)過(guò)B的機(jī)械能,A錯(cuò)誤;在軌道Ⅰ上A點(diǎn)短時(shí)間開動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使航天飛機(jī)減速做近心運(yùn)動(dòng),B正確;在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的半徑,由開普勒第三定律可知,在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期,C錯(cuò)誤;由牛頓第二定律可得

,A點(diǎn)到地心距離一定,故在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的加速度等于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的加速度,D錯(cuò)誤?？枷蛉?/p>

飛船對(duì)接問題典題32023年1月21日,神舟十五號(hào)3名航天員在400km高的空間站向祖國(guó)人民送上新春祝福,空間站的運(yùn)行軌道可近似看作圓形軌道Ⅰ,設(shè)地球表面重力加速度為g,地球半徑為R,橢圓軌道Ⅱ?yàn)檩d人飛船運(yùn)行軌道,兩軌道相切于A點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是(

)A.在A點(diǎn)時(shí)神舟十五號(hào)經(jīng)過(guò)點(diǎn)火加速才能從軌道Ⅰ進(jìn)入軌道ⅡB.飛船在A點(diǎn)的加速度小于空間站在A點(diǎn)的加速度C.空間站在軌道Ⅰ上的速度小于D.軌道Ⅰ上的神舟十五號(hào)飛船想與前方的空間站對(duì)接,只需要沿運(yùn)動(dòng)方向加速即可C題型二雙星和多星一、雙星模型1.定義:繞公共圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)星體組成的系統(tǒng),我們稱之為雙星系統(tǒng)。如圖所示。2.特點(diǎn)(1)各自所需的向心力由彼此間的萬(wàn)有引力提供,即(2)兩星的周期、角速度相同,即T1=T2,ω1=ω2。(3)兩星的軌道半徑與它們之間的距離關(guān)系為r1+r2=L。二、多星模型所研究星體所受萬(wàn)有引力的合力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,除中央星體外,各星體的角速度或周期相同。常見的多星模型及規(guī)律:考向一

雙星問題典題4

科學(xué)家經(jīng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)銀河系的MAXIJ1820+070是一個(gè)由黑洞和恒星組成的雙星系統(tǒng),若系統(tǒng)中的黑洞中心與恒星中心距離為L(zhǎng),恒星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T,引力常量為G,由此可以求出黑洞與恒星的(

)A.質(zhì)量之比、質(zhì)量之和B.線速度大小之比、線速度大小之和C.質(zhì)量之比、線速度大小之比D.質(zhì)量之和、線速度大小之和D考向二

多星問題典題5(多選)宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng),其中一種三星系統(tǒng)如圖所示。三顆質(zhì)量均為m的星體位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn),三角形邊長(zhǎng)為R。忽略其他星體對(duì)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,則(

)ABC題型三衛(wèi)星的追及相遇問題天體“相遇”指兩天體相距最近,以地球和行星“相遇”為例(“行星沖日”),某時(shí)刻行星與地球最近,此時(shí)行星、地球與太陽(yáng)三者共線且行星和地球的運(yùn)轉(zhuǎn)方向相同(圖甲),根據(jù)

可知,地球公轉(zhuǎn)的速度較快,從初始時(shí)刻到之后“相遇”,地球與行星距離最小,三者再次共線,有兩種方法可以解決問題。1.角度關(guān)系ω1t-ω2t=n·2π(n=1,2,3,…)2.圈數(shù)關(guān)系同理,若兩者相距最遠(yuǎn)(行星處在地球和太陽(yáng)連線的延長(zhǎng)線上)(圖乙),有關(guān)系式典題6(2023哈師大附中模擬)“海王星沖日”是指地球處在太陽(yáng)與海王星之間,2018年9月7日出現(xiàn)過(guò)一次海王星沖日。已知地球和海王星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的方向相同,軌跡都可近似為圓,海王星公轉(zhuǎn)周期約為164.8年,則(

)A.地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑比海王星的大B.地球的公轉(zhuǎn)線速度比海王星的小C.2019年不會(huì)出現(xiàn)海王星沖日D.2017年出現(xiàn)過(guò)海王星沖日D典題7(2023湖北卷)2022年12月8日,地球恰好運(yùn)行到火星與太陽(yáng)之間,且三者幾乎排成一條直線,此現(xiàn)象被稱為“火星沖日”。火星與地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng),火星與地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3∶2,如圖所示。根據(jù)以上信息可以得出(

)A.火星與地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期之比約為27∶8B.當(dāng)火星與地球相距最遠(yuǎn)時(shí),兩者的相對(duì)速度最大C.火星與地球表面的自由落體加速度大小之比約為9∶4D.下一次“火星沖日”將出現(xiàn)在2023年12月8日之前B題型四天體的瓦解和黑洞問題一、星球的瓦解問題當(dāng)星球自轉(zhuǎn)越來(lái)越快時(shí),星球?qū)Α俺嗟馈鄙系奈矬w的引力不足以提供向心力時(shí),物體將會(huì)“飄起來(lái)”,進(jìn)一步導(dǎo)致星球瓦解,瓦解的臨界條件是赤道上的二、黑洞黑洞是一種密度極大、引力極大的天體,以至于光都無(wú)法逃逸,科學(xué)家一般通過(guò)觀測(cè)繞黑洞運(yùn)行的天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律間接研究黑洞。當(dāng)天體的逃逸速度(逃逸速度為其第一宇宙速度的

倍)超過(guò)光速時(shí),該天體就是黑洞?？枷蛞?/p>

星球的瓦解問題典題8

我國(guó)500m口徑射電望遠(yuǎn)鏡(天眼)發(fā)現(xiàn)的毫秒脈沖星“J0318+0253”,其自轉(zhuǎn)周期T=5.19ms。假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體,已知引力常量為6.67×10-11N·m2/kg2。以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為(

)A.5×109kg/m3 B.5×1012kg/m3C.5×1015kg/m3 D.5×1018kg/m3C

D第1講萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用高考總復(fù)習(xí)202512345678910111213基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練14題組一

開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律1.科幻電影引起了人們對(duì)地球如何離開太陽(yáng)系的熱烈討論。其中有一種思路是不斷加速地球使其圍繞太陽(yáng)做半長(zhǎng)軸逐漸增大的橢圓軌道運(yùn)動(dòng),最終離開太陽(yáng)系。假如其中某一過(guò)程地球剛好圍繞太陽(yáng)做橢圓軌道運(yùn)動(dòng),地球到太陽(yáng)的最近距離仍為R,最遠(yuǎn)距離為7R(R為加速前地球與太陽(yáng)間的距離),則在該軌道上地球公轉(zhuǎn)周期將變?yōu)?

)A.8年 B.6年 C.4年 D.2年A12345678910111213142.(2023浙江義烏高三三模)2023年4月14日,我國(guó)首顆綜合性太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星“夸父一號(hào)”準(zhǔn)實(shí)時(shí)觀測(cè)部分?jǐn)?shù)據(jù)完成了國(guó)內(nèi)外無(wú)差別開放,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享,體現(xiàn)了大國(guó)擔(dān)當(dāng)。如圖所示,“夸父一號(hào)”衛(wèi)星和另一顆衛(wèi)星分別沿圓軌道、橢圓軌道繞地球逆時(shí)針運(yùn)動(dòng),圓的半徑與橢圓的半長(zhǎng)軸相等,兩軌道相交于A、B兩點(diǎn),某時(shí)刻兩衛(wèi)星與地球在同一直線上,下列說(shuō)法不正確的是(

)A.兩衛(wèi)星在圖示位置的速度v1<v2 B.兩衛(wèi)星在A處的加速度大小相等C.兩顆衛(wèi)星在A或B點(diǎn)處不可能相遇 D.兩顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期相等A1234567891011121314解析

v2為橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn),速度比較小,v1表示勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度,故v1>v2,故A錯(cuò)誤;兩衛(wèi)星在A點(diǎn),所受萬(wàn)有引力提供向心力,即

,解得

,故加速度大小相等,故B正確;橢圓的半長(zhǎng)軸與圓軌道的半徑相同,根據(jù)開普勒第三定律可知,兩衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期相等,則不會(huì)相遇,故C、D正確。本題選不正確的,故選A。12345678910111213143.北京冬奧會(huì)開幕式二十四節(jié)氣倒計(jì)時(shí)驚艷全球,地球沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行所處不同位置對(duì)應(yīng)的節(jié)氣如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(

)A.夏至?xí)r地球的運(yùn)行速度最大B.從冬至到春分的運(yùn)行時(shí)間為地球公轉(zhuǎn)周期的C.太陽(yáng)既在地球公轉(zhuǎn)軌道的焦點(diǎn)上,也在火星公轉(zhuǎn)軌道的焦點(diǎn)上D.若用a代表橢圓軌道的半長(zhǎng)軸,T代表公轉(zhuǎn)周期,=k中地球和火星對(duì)應(yīng)的k值不同C1234567891011121314解析

由開普勒第二定律可知,地球在近日點(diǎn)運(yùn)行速度最大,在遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)行速度最小,夏至?xí)r地球在遠(yuǎn)日點(diǎn),運(yùn)行速度最小,A錯(cuò)誤;根據(jù)對(duì)稱性可知,從冬至到夏至的運(yùn)行時(shí)間為地球公轉(zhuǎn)周期的一半,由開普勒第二定律可知,從冬至到春分的運(yùn)行速度大于從春分到夏至的運(yùn)行速度,故從冬至到春分的運(yùn)行時(shí)間小于地球公轉(zhuǎn)周期的

,B錯(cuò)誤;地球和火星都是繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星,由開普勒第一定律可知太陽(yáng)既在地球公轉(zhuǎn)軌道的焦點(diǎn)上,也在火星公轉(zhuǎn)軌道的焦點(diǎn)上,C正確;若用a代表橢圓軌道的半長(zhǎng)軸,T代表公轉(zhuǎn)周期,由開普勒第三定律可知,所有繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星軌道半長(zhǎng)軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,即

=k,地球和火星都是繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星,對(duì)應(yīng)的k值相同,D錯(cuò)誤。1234567891011121314題組二

萬(wàn)有引力定律4.有質(zhì)量的物體周圍存在著引力場(chǎng)。萬(wàn)有引力和庫(kù)侖力有類似的規(guī)律,因此我們可以用定義靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方法來(lái)定義引力場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)。由此可得,質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在質(zhì)量為m0的物體處(二者間距為r)的引力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的表達(dá)式為(引力常量用G表示)(

)B123456789101112131412345678910111213145.某類地天體可視為質(zhì)量分布均勻的球體,由于自轉(zhuǎn)的原因,其表面“赤道”處的重力加速度為g1,“極點(diǎn)”處的重力加速度為g2,若已知自轉(zhuǎn)周期為T,則該天體的半徑為(

)C1234567891011121314題組三

天體質(zhì)量和密度的計(jì)算6.2022年8月10日,我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征六號(hào)運(yùn)載火箭成功將“吉林一號(hào)”組網(wǎng)星中的16顆衛(wèi)星發(fā)射升空,衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定的環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)軌道,發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。這16顆衛(wèi)星的軌道平面各異,高度不同,通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn),它們的軌道半徑的三次方與運(yùn)動(dòng)周期的二次方成正比,且比例系數(shù)為p。已知引力常量為G,由此可知地球的質(zhì)量為(

)C12345678910111213147.(2023天津?qū)氎娑?航天員在月球表面附近自高h(yuǎn)處以初速度v0水平拋出一個(gè)小球,測(cè)出小球的水平射程為L(zhǎng)。已知月球半徑為R,引力常量為G。忽略月球自轉(zhuǎn)的影響,則下列說(shuō)法正確的是(

)D12345678910111213141234567891011121314綜合提升練8.(2024福建福州模擬)某國(guó)際團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了3顆隱藏在太陽(yáng)強(qiáng)光中的近地小行星,將其中一顆命名為2021PH27。在一年中的前5個(gè)節(jié)氣間該小行星的位置如圖所示。已知該小行星近日點(diǎn)到太陽(yáng)的距離為日地距離的,一年近似取360天,可近似認(rèn)為24個(gè)節(jié)氣在一年內(nèi)均勻分布?？赡苡玫降臄?shù)據(jù):

。則該小行星經(jīng)過(guò)近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能之比約為(

)A.1156∶25 B.169∶5C.961∶25 D.1521∶100C1234567891011121314解析

一年共有24個(gè)節(jié)氣,則相鄰兩節(jié)氣的間隔約15天,故立春到清明總共相差約60天,又小行星2021PH27在橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),則小行星的運(yùn)動(dòng)周期約為120天。小行星2021PH27和地球均繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),設(shè)小行星軌道123456789101112131412345678910111213149.假定地球?yàn)槊芏染鶆蚍植嫉那蝮w,球半徑為R。某單擺在地面處做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T1與在某礦井底部做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T2之間滿足T1=T2(0<k<1)。忽略地球的自轉(zhuǎn),已知質(zhì)量均勻分布的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的萬(wàn)有引力為零,則該礦井底部離地面的距離為(

)A1234567891011121314123456789101112131410.(2024七省適應(yīng)性測(cè)試江西物理)“天問一號(hào)”是我國(guó)首次自主研制發(fā)射的火星探測(cè)器。如圖所示,探測(cè)器從地球擇機(jī)發(fā)射,經(jīng)橢圓軌道向火星轉(zhuǎn)移。探測(cè)器在橢圓軌道的近日點(diǎn)P和遠(yuǎn)日點(diǎn)Q的速度大小分別為v1、v2,質(zhì)量為m的探測(cè)器從P運(yùn)動(dòng)到Q的時(shí)間為t。忽略其他天體的影響,下列說(shuō)法正確的是(

)A.v1>v2,t與m有關(guān)

B.v1>v2,t與m無(wú)關(guān)C.v1<v2,t與m有關(guān)

D.v1<v2,t與m無(wú)關(guān)B1234567891011121314123456789101112131411.同步衛(wèi)星距地面高度為h,地球表面重力加速度為g,地球半徑為R,地球自轉(zhuǎn)周期為T1,近地衛(wèi)星周期為T2,引力常量為G,則下列關(guān)于地球質(zhì)量及密度表達(dá)式正確的是(

)B1234567891011121314123456789101112131412.(多選)(2023陜西漢中模擬)將“天問一號(hào)”繞火星表面的運(yùn)動(dòng)近似看成勻速圓周運(yùn)動(dòng),它的運(yùn)動(dòng)周期為T;未來(lái),航天員登陸火星,并在火星表面以大小為v0的速度豎直向上拋出一小球,小球經(jīng)時(shí)間t落回拋出點(diǎn),不計(jì)火星表面的空氣阻力。若火星的半徑為R,忽略自轉(zhuǎn)的影響,引力常量為G。則下列判斷正確的是(

)BD1234567891011121314123456789101112131413.(2024北京西城模擬)地質(zhì)勘探發(fā)現(xiàn)某地區(qū)表面的重力加速度發(fā)生了較大的變化,懷疑地下有空腔區(qū)域,進(jìn)一步探測(cè)發(fā)現(xiàn)在地面P點(diǎn)的正下方有一球形空腔區(qū)域儲(chǔ)藏有天然氣,如圖所示,假設(shè)該地區(qū)巖石均勻分布且密度為ρ,天然氣的密度遠(yuǎn)小于ρ,可忽略不計(jì),如果沒有該空腔,地球表面正常的重力加速度大小為g;由于空腔的存在,現(xiàn)測(cè)得P點(diǎn)處的重力加速度大小為kg(k<1),已知引力常量為G,球形空腔的球心深度為d,則此球形空腔的體積是(

)D1234567891011121314解析

如果將近地表的球形空腔填滿密度為ρ的巖石,則該地區(qū)重力加速度便回到正常值,因此,如果將空腔填滿,地面質(zhì)量為m的物體的重力為mg,沒有填滿時(shí)是kmg,故空腔填滿后引起的引力為(1-k)mg,由萬(wàn)有引力定律有123456789101112131414.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了用單擺測(cè)量海底深度的實(shí)驗(yàn)。在靜止于海底的蛟龍?zhí)柪?測(cè)得擺長(zhǎng)為l的單擺,完成N次全振動(dòng)用時(shí)為t。設(shè)地球?yàn)榫|(zhì)球體,半徑為R,地球表面的重力加速度大小為g。已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零。則下列說(shuō)法正確的是(

)A.此海底處的重力加速度大于地球表面的重力加速度B.此海底處的重力加速度為無(wú)窮大D1234567891011121314第2講天體運(yùn)動(dòng)與人造衛(wèi)星高考總復(fù)習(xí)2025123456789101112基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練題組一

天體運(yùn)行參量的分析1.(2022廣東卷)祝融號(hào)火星車需要“休眠”以度過(guò)火星寒冷的冬季。假設(shè)火星和地球的冬季是各自公轉(zhuǎn)周期的四分之一,且火星的冬季時(shí)長(zhǎng)約為地球的1.88倍?；鹦呛偷厍蚶@太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于火星、地球公轉(zhuǎn)的說(shuō)法正確的是(

)A.火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大B.火星公轉(zhuǎn)的角速度比地球的大C.火星公轉(zhuǎn)的半徑比地球的小D.火星公轉(zhuǎn)的加速度比地球的小D1234567891011121234567891011122.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)線電通信。目前,地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的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.16hB123456789101112解析

地球自轉(zhuǎn)周期變小,衛(wèi)星要與地球保持同步,則衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期也應(yīng)隨之變小,由開普勒第三定律可知衛(wèi)星離地球的高度應(yīng)變小,要實(shí)現(xiàn)三顆衛(wèi)星覆蓋全球的目的,則衛(wèi)星周期最小時(shí),由幾何關(guān)系可作出衛(wèi)星間的位置關(guān)系如圖所示。1234567891011123.如圖所示,若A、B兩顆衛(wèi)星均沿圖示方向繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),角速度大小分別為ωA、ωB。下列判斷正確的是(

)C123456789101112123456789101112題組二

宇宙速度4.(2022天津卷)2022年3月,中國(guó)空間站“天宮課堂”再次開講,授課期間利用了我國(guó)的中繼衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)傳輸,天地通信始終高效穩(wěn)定。已知空間站在距離地面400km左右的軌道上運(yùn)行,其運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng),中繼衛(wèi)星系統(tǒng)中某衛(wèi)星是距離地面36000km左右的地球靜止軌道衛(wèi)星,則該衛(wèi)星(

)A.授課期間經(jīng)過(guò)天津正上空B.加速度大于空間站的加速度C.運(yùn)行周期大于空間站的運(yùn)行周期D.運(yùn)行速度大于地球的第一宇宙速度C1234567891011121234567891011125.(2023北京卷)2022年10月9日,我國(guó)綜合性太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星“夸父一號(hào)”成功發(fā)射,實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)探測(cè)的跨越式突破?！翱涓敢惶?hào)”衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),距地面高度約為720km,運(yùn)行一圈所用時(shí)間約為100min。如圖所示,為了隨時(shí)跟蹤和觀測(cè)太陽(yáng)的活動(dòng),“夸父一號(hào)”在隨地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的過(guò)程中,需要其軌道平面始終與太陽(yáng)保持固定的取向,使太陽(yáng)光能照射到“夸父一號(hào)”,下列說(shuō)法正確的是(

)A.“夸父一號(hào)”的運(yùn)行軌道平面平均每天轉(zhuǎn)動(dòng)的角度約為1°B.“夸父一號(hào)”繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大于7.9km/sC.“夸父一號(hào)”繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于地球表面的重力加速度D.由題干信息,根據(jù)開普勒第三定律,可求出日地間平均距離A123456789101112解析

因?yàn)椤翱涓敢惶?hào)”軌道平面要始終與太陽(yáng)保持固定的取向,則在一年之內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)360°角,即軌道平面平均每天約轉(zhuǎn)動(dòng)1°,故A正確;第一宇宙速度是所有繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度,則“夸父一號(hào)”的速度小于7.9

km/s,故B錯(cuò)誤;根據(jù)

可知,“夸父一號(hào)”繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度小于地球表面的重力加速度,故C錯(cuò)誤;“夸父一號(hào)”繞地球轉(zhuǎn)動(dòng),地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng),中心天體不同,則根據(jù)題中信息不能求解地球與太陽(yáng)的距離,故D錯(cuò)誤。1234567891011126.(2023山東菏澤二模)截至2023年3月,嫦娥五號(hào)探測(cè)器已取得多項(xiàng)科研成果。已知地球質(zhì)量為月球質(zhì)量的k倍,地球半徑R為月球半徑的p倍,地球表面的重力加速度為g,則嫦娥五號(hào)探測(cè)器在近月圓形軌道的線速度大小約為(

)B123456789101112123456789101112題組三

同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星和赤道上的物體比較7.(2024遼寧大連模擬)如圖所示,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,角速度分別為ω1、ω2,周期分別為T1、T2,向心加速度大小分別為a1、a2。則(

)D1234567891011121234567891011128.在地球赤道某處有一天文觀測(cè)站,觀測(cè)站一名觀測(cè)員一次偶然機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)一顆人造衛(wèi)星從觀測(cè)站的正上方掠過(guò),然后他就對(duì)這顆衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤,發(fā)現(xiàn)這顆衛(wèi)星每?jī)商烨『糜兴拇螐挠^測(cè)站的正上方掠過(guò)。若地球自轉(zhuǎn)周期為T,假設(shè)衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同,地球半徑為R,地球表面加速度為g,則下列判斷正確的是(

)A.衛(wèi)星周期為

TB.衛(wèi)星軌道半徑為C.衛(wèi)星運(yùn)行速度小于地球同步衛(wèi)星速度D.衛(wèi)星加速度小于地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度B123456789101112衛(wèi)星周期小于同步衛(wèi)星周期,所以速度大于同步衛(wèi)星速度,故C錯(cuò)誤;衛(wèi)星的加速度大于同步衛(wèi)星加速度,而同步衛(wèi)星加速度大于地球赤道上物體的加速度,所以衛(wèi)星加速度大于地球赤道上物體的加速度,故D錯(cuò)誤。123456789101112綜合提升練9.“嫦娥六號(hào)”是嫦娥探月工程計(jì)劃中嫦娥系列的第六顆人造探月衛(wèi)星,主要任務(wù)是更深層次、更加全面地科學(xué)探測(cè)月球地理、資源等方面的信息,進(jìn)一步完善月球檔案資料。已知月球的半徑為R,月球表面的重力加速度為g,引力常量為G,嫦娥六號(hào)的質(zhì)量為m,離月球中心的距離為r。根據(jù)以上信息可求出(

)B12345678910111212345678910111210.(2023遼寧錦州模擬)如圖所示,a為放在赤道上相對(duì)地球靜止的物體,隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),b為沿地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星(軌道半徑約等于地球半徑),c為地球的同步衛(wèi)星。下列關(guān)于a、b、c的說(shuō)法正確的是(

)A.b衛(wèi)星轉(zhuǎn)動(dòng)線速度大于7.9km/sB.a、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小關(guān)系為ab>ac>aaC.a、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期關(guān)系為Ta=Tc<TbD.在b、c中,c的機(jī)械能大B12345678910111212345678910111211.(多選)(2023吉林通化二模)為更好地探測(cè)月球,發(fā)射一顆觀測(cè)月球的地球衛(wèi)星,月球B分別與衛(wèi)星A和地球球心O的連線之間的最大夾角為θ。設(shè)衛(wèi)星、月球繞地球均做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是(

)A.衛(wèi)星與月球的軌道半徑之比為cosθ∶1B.衛(wèi)星與月球的加速度大小之比為1∶sin2θBD12345678910111212345678910111212.航天員在一行星上以速度v0豎直上拋一質(zhì)量為m的物體,不計(jì)空氣阻力,經(jīng)2t后落回手中,已知該星球半徑為R。求:(1)該星球的第一宇宙速度的大小;(2)該星球的第二宇宙速度的大小。已知取無(wú)窮遠(yuǎn)處引力勢(shì)能為零,物體距星球球心距離為r時(shí)的引力勢(shì)能

(G為引力常量)。123456789101112第3講專題提升天體運(yùn)動(dòng)的四大問題高考總復(fù)習(xí)20251234567891011基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練題組一

衛(wèi)星的變軌和對(duì)接問題1.(2024七省適應(yīng)性測(cè)試貴州物理)天宮空間站運(yùn)行過(guò)程中因稀薄氣體阻力的影響,每經(jīng)過(guò)一段時(shí)間要進(jìn)行軌道修正,使其回到原軌道。修正前、后天宮空間站的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng),則與修正前相比,修正后天宮空間站運(yùn)行的(

)A.軌道半徑減小B.速率減小C.向心加速度增大D.周期減小B1234567891011解析

天宮空間站運(yùn)行過(guò)程中因稀薄氣體阻力的影響,天宮空間站的機(jī)械能減小,天宮空間站軌道高度降低,則與修正前相比,修正后天宮空間站運(yùn)行的軌道半徑增大,故A錯(cuò)誤;根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有12345678910112.我國(guó)在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng),用長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭成功將嫦娥五號(hào)探測(cè)器送入預(yù)定軌道。嫦娥五號(hào)在進(jìn)入環(huán)月圓軌道前要進(jìn)行兩次“剎車”,如圖所示,第一次“剎車”是在P點(diǎn)讓其進(jìn)入大橢圓軌道,第二次是在P點(diǎn)讓其進(jìn)入環(huán)月軌道。下列說(shuō)法正確的是(

)A.探測(cè)器在不同軌道上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)所受萬(wàn)有引力相同B.探測(cè)器完成第二次“剎車”后,運(yùn)行過(guò)程線速度保持不變C.探測(cè)器在環(huán)月軌道上運(yùn)行周期比在大橢圓軌道上運(yùn)行周期大D.探測(cè)器在環(huán)月軌道上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能比在大橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能大A1234567891011解析

根據(jù)萬(wàn)有引力表達(dá)式得

,可知探測(cè)器在不同軌道上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)所受萬(wàn)有引力相同,A正確;探測(cè)器完成第二次“剎車”后,做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)行過(guò)程線速度大小保持不變,方向不斷變化,故運(yùn)行速度是變化的,B錯(cuò)誤;因?yàn)樘綔y(cè)器在環(huán)月軌道上運(yùn)行的軌道半徑比在大橢圓軌道上運(yùn)行的軌道半長(zhǎng)軸小,根據(jù)開普勒第三定律

可知,探測(cè)器在環(huán)月軌道上運(yùn)行周期比在大橢圓軌道上運(yùn)行周期小,C錯(cuò)誤;探測(cè)器從大橢圓軌道進(jìn)入環(huán)月軌道,做近心運(yùn)動(dòng),故需點(diǎn)火減速,即發(fā)動(dòng)機(jī)做負(fù)功,機(jī)械能減小,故在環(huán)月軌道上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能比在大橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能小,D錯(cuò)誤。12345678910113.“天舟五號(hào)”貨運(yùn)飛船僅用2小時(shí)就與“天宮”空間站快速交會(huì)對(duì)接,創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。飛船從預(yù)定軌道Ⅰ的A點(diǎn)第一次變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ,到達(dá)橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)B時(shí),再次變軌進(jìn)入空間站的運(yùn)行軌道Ⅲ,與空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)接,假設(shè)軌道Ⅰ和Ⅲ都近似為圓軌道,不計(jì)飛船質(zhì)量的變化,則飛船(

)A.在軌道Ⅰ的線速度大于第一宇宙速度B.在軌道Ⅰ上的運(yùn)行周期小于空間站的運(yùn)行周期C.第一次變軌需加速,第二次變軌需減速D.在圓軌道Ⅰ上A點(diǎn)與橢圓軌道Ⅱ上A點(diǎn)的加速度不同B12345678910111234567891011題組二

雙星和多星問題4.天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一對(duì)被稱為“災(zāi)變變星”的罕見雙星系統(tǒng),約每51min彼此繞行一圈,通過(guò)天文觀測(cè)的數(shù)據(jù),模擬該雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng),推測(cè)在接下來(lái)的7000萬(wàn)年里,這對(duì)雙星彼此繞行的周期逐漸減小至18min。如果將該雙星系統(tǒng)簡(jiǎn)化為理想的圓周運(yùn)動(dòng)模型,如圖所示,兩星球在萬(wàn)有引力作用下,繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。不考慮其他天體的影響,兩顆星球的質(zhì)量不變,在彼此繞行的周期逐漸減小的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(

)A.每顆星球的角速度都在逐漸變小B.兩顆星球的距離在逐漸變大C.兩顆星球的軌道半徑之比保持不變D.每顆星球的加速度都在變小C12345678910111234567891011題組三

衛(wèi)星的追及和相遇問題5.如圖所示,衛(wèi)星甲、乙均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道平面相互垂直,乙的軌道半徑是甲的

倍。將兩衛(wèi)星和地心在同一直線且甲、乙位于地球同側(cè)的位置稱為“相遇”,則從某次“相遇”后,甲繞地球運(yùn)動(dòng)15圈的時(shí)間內(nèi),甲、乙衛(wèi)星將“相遇”(

)A.1次 B.2次

C.3次 D.4次

D1234567891011始