2022年高考物理試題分項(xiàng)版解析 專題05 萬(wàn)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(wàn)有引力與航天（含解析） 【xx·上海·22B】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(wàn)有引力定律；圓周運(yùn)動(dòng) 【名師點(diǎn)睛】 本題考查雙星問(wèn)題，要掌握雙星問(wèn)題的特點(diǎn)：雙星角速度相同，向心力由萬(wàn)有引力提供也相同，向心力大小也相等。 【xx·江蘇·3】2．過(guò)去幾千年來(lái)，人類對(duì)行星的認(rèn)識(shí)與研究?jī)H限于太陽(yáng)系內(nèi)，行星“51 peg b”的發(fā)現(xiàn)

2、拉開(kāi)了研究太陽(yáng)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(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．1/10 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(wàn)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(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 【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(wàn)有引力定律的應(yīng)用。 【名師點(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

4、期、加速度；主要利用。 【xx·天津·4】5．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 5．【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

5、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。 【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(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). 【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(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。 【xx·四川·5】8．登上火星是人類的夢(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

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(wàn)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(wàn)有引力定律和向心力公式是正確求解萬(wàn)有引力問(wèn)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(wàn)有引力問(wèn)題中，要善于

9、使用比例關(guān)系式，不要過(guò)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(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

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(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 9．【答案】BD 【考點(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 【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(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。 【xx·北京·16】11．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 11．【答案】D 【考點(diǎn)定位】萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用。 【名師點(diǎn)睛】

12、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。 【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(shuō)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(guò)程中勢(shì)能逐漸變大 12．【答案】BD 【考點(diǎn)定位】萬(wàn)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(guò)多直接計(jì)算。