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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载专题五、万有引力与航天1 （2022 全国新课标理综 1 第 20 题） 2022 年 6 曰 18 日,神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆轨道上胜利进行了我国首次载人空间交会对接；对接轨道所处的空间存在极其淡薄的空气,下面说法正确选项 A. 为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和其次宇宙速度之间 B. 如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会增加 C. 如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低 D.航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用【命题意图】此题考查万
2、有引力定律、卫星的运动、第一宇宙速度、机械能、失重等基础学问 点,意在考查考生应用相关学问定量分析物理问题,解决问题的才能；答案： BC 解析：为实现对接,两者运行速度的大小都小于第一宇宙速度,选项A 错误；如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的机械能减小,天宫一号的轨道高度将缓慢降低,重力做功, 动能可能会增加,选项 BC正确；航天员在天宫一号中处于失重状态,但是航天员仍受地球引力作用,选项 D错误；2； 2022高考江苏物理第1 题 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,依据开普勒行星运动定律可知（A）太阳位于木星运行轨道的中心（B）火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等（C）火星与木星
3、公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方（D）相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积答案： C 解析： 太阳位于木星运行椭圆轨道的一个焦点上,选项 A 错误；由于火星和木星沿各自的椭圆名师归纳总结 轨道绕太阳运行,火星和木星绕太阳运行速度的大小变化,选项 B 错误；依据开普勒行星运动第 1 页,共 6 页定律可知, 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方,选项 C正确； 相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积,选项D错误；3（2022 高考上海物理第9 题）小行星绕恒星运动,恒星匀称地向四周辐射能量,质量缓慢减小,可
4、认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动；就经过足够长的时间后,- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载小行星运动的A 半径变大 B 速率变大C 角速度变大 D 加速度变大答案： A 解析：恒星匀称地向四周辐射能量,依据爱因斯坦的质能方程关系式,恒星质量缓慢减小,二者之间万有引力减小,小行星运动的半径增大,速率减小,角速度减小,加速度减小,选项 A正确 BCD错误；4. （ 2022 高考广东理综第14 题）如图 3,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和 2M的行星做匀速圆周运动,以下说法正确选项A. 甲的向心加速度比乙
5、的小B. 甲的运行周期比乙的小C. 甲的角速度比乙大D. 甲的线速度比乙大4. 考点：万有引力和匀速圆周运动答案： A 解析：由万有引力供应向心力得：G Mm2 =ma,解得 a GM2,甲的向心加速度比乙的小,r r2选项 A 正确；由 G Mm2 m v解得：v GM,甲的线速度比乙小,选项 D 错误；由r r r2Mm 2 GM Mm 4G 2 = m r 解得：3,甲的角速度比乙小；选项 C 错误；由 G 2 =mr 2 解r r r T3得： T=2 r , 甲的运行周期比乙的大,选项 B 错误；GM5（2022 高考上海物理第 22B 题）如两颗人造地球卫星的周期之比为 T1T22
6、1,就它们名师归纳总结 的轨道半径之比R1R2,向心加速度之比a1a2；第 2 页,共 6 页答案：3 4 1 123 2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料32 T 2欢迎下载GMm=ma,向解析：由开普勒定律,R1R231T23 4 1. 由牛顿其次定律,2 R心加速度之比a1a2R2 2R1 2 12 3 2 ；6（2022 高考天津理综物理第9 题）（1）“ 嫦娥一号” 和“ 嫦娥二号” 卫星相继完成了对月球的环月飞行, 标志着我国探月工程的第一阶段己经完成；设“ 嫦娥二号” 卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动,它距月球表面的高度为 h,
7、己知月球的质量为 M、半径为 R,引力常量为 G,就卫星绕月球运动的向心加速度 a,线速度 v=. 答案：（1）GM2 GMR h R h解析：万有引力供应卫星运动的向心力,有： G Mm2 =m a ,解得 a= GM2 . 由R h R h2G Mm2 =m v解得 v= GM；R h R h R h7 （2022 高考福建理综第 13 题）设太阳质量为 M,某行星绕太阳公转周期为 T,轨道可视为 r的圆；已知万有引力常量为G,就描述该行星运动的上述物理量满意AGM42r3 B GM42r2T2T2CGM42r2 D GM4 r3T3T2答案： A 解析： 由 GMm=mr2 T2, ,可
8、得描述该行星运动的上述物理量满意GM4T2r3,选项r22A 正确；8（ 2022 全国高考大纲版理综第18 题）“ 嫦娥一号” 是我国首次发射的探月卫星,它在名师归纳总结 距月球表面高度为200 km 的圆形轨道上运行,运行周期为127 分钟；已知引力常量G第 3 页,共 6 页6.67 10 11 N.m 2/kg2,月球的半径为1.74 103 km；利用以上数据估算月球的质量约为（）A8.1 1010 kg B7.4 1013 kg C5.4 1019 kg D7.4 1022 kg - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 8答案： D解析：由G学习
9、好资料欢迎下载M=42R+h3/GT 2,代入数Mm2=mR+h2 T2,解得 月球的质量Rh据得： M=7.4 10 22 kg, ,选项 D正确；9. （ 2022 高考山东理综第20 题）双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别环绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动；讨论发觉, 双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化；如某双星系统中两星做圆周运动的周期为 T, ,经过一段时间演化后,两星总质量变为原先的 k 倍,两星之间的距离变为原先的 n 倍,就此时圆周运动的周期为An 3TBn 3Tk2kC2 nTDnTkk答案： B 解析：设两恒星中一个恒星
10、的质量为 m,环绕其连线上的某一点做匀速圆周运动的半径为 r ,2两 星 总 质 量 为 M , 两 星 之 间 的 距 离 为 R , 由 G m M2 m=mr 42 , ,R TG m M2 m=M-mR-r 42 2, ,联立解得： T=2 R 3. 经过一段时间演化后,两星总质R T GM量变为原先的 k 倍,两星之间的距离变为原先的 n 倍,就此时圆周运动的周期为 T=2nR 3= n 3T；选项 B 正确；G kM k10（ 2022 高考浙江理综第 18 题）如下列图,三颗质量均为 m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r 的圆轨道上,设地球质量为M,半径为 R；以下说法正确选项名
11、师归纳总结 A地球对一颗卫星的引力大小为GMm第 4 页,共 6 页rR2B一颗卫星对地球的引力大小为GMmr2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料2欢迎下载C两颗卫星之间的引力大小为Gm3r2D三颗卫星对地球引力的合力大小为3 GMmr2答案： BC 解析：由万有引力定律,地球对一颗卫星的引力大小为 GMm ,一颗卫星对地球的引力 2r大小为 GMm ,选项 A 错误 B 正确；由 2rcos30 =L 可得两颗卫星之间的距离为 2 L= 3 r ,r2由万有引力定律,两颗卫星之间的引力大小为 Gm2,选项 C正确； 三颗卫星对地球引力3r的
12、合力大小为零,选项 D错误；11（ 2022 高考四川理综第 4 题）太阳系外行星大多不相宜人类居住,绕恒星“Glicsc581 ”运行的行星“Gl-581c ” 却很值得我们期望；该行星的温度在 0到 40之间,质量是地球的6 倍,直径是地球的 1.5 倍、公转周期为 13 个地球日；“ Glicsc581 ” 的质量是太阳质量的 0.31倍；设该行星与地球均视为质量分布匀称的球体,绕其中心天体做匀速圆周运动,就A在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同倍2 B假如人到了该行星,其体重是地球上的2213 倍 3653C该行星与“Glicsc581 ” 的距离是日地距离的D由于该行星公转速率
13、比地球大,地球上的米尺假如被带上该行星,其长度肯定会变短名师归纳总结 答案 .B解析：由Gm=gR 2,可得 该行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为第 5 页,共 6 页g = gm R2=612=8 ,假如人到了该行星,其体重是地球上的 38 = 322倍,选项 B 正确；mR21 . 53在该行星上发射卫星的第一宇宙速度v=gR =4gR ,是地球上发射卫星的第一宇宙速度的4倍 , 选 项A错 误 ； 由GMm=mr22, GMm=mr22, 可 得r2Tr2Tr3=M MT2=0.31 3652, 该行 星与“Glicsc581 ” 的距 离r是日 地距离r的r3T21323
14、.0 312 365倍,选项 C错误； 该行星公转速率比地球大,地球上的米尺假如被带上该行星,132- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载在该行星上观看,其长度不变,选项 D错误；12. （2022 高考安徽理综第 17 题）质量为 m的人造地球卫星与地心的距离为 r 时,引力势能可表示为 EP=- GMm,其中 G为引力常量, M为地球质量；该卫星原先的在半径为 R1 的轨r道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极淡薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为 R2,此过程中因摩擦而产生的热量为A. GMm1-1 B. GMm1-
15、1-1R 2R 1R 1R 2C.1 2GMm 1R 2-1 D.1GMm 1R 1R 12R 2【答案】 C 名师归纳总结 【 解析】卫星降低轨道,削减的引力势能,EP=-GMm- GMm=GMm 1R 2-1 ；由第 6 页,共 6 页R 1R 2R 1GMm=mv 2/R,可得卫星在半径为R1 的轨道上绕地球做匀速圆周运动的动能Ek1=1 2mv 2= 2 RGMm,卫星在半径为R2 的轨道上绕地球做匀速圆周运动的动能Ek2=1 2mv 2= GMm,动能增2R 12R 2加 Ek=GMm-GMm,由功能关系EP= Ek+Q,联立解得：此过程中因摩擦而产生的热量2R 22 R 1为 Q=1 2GMm 1R 2-1 ,所以正确选项为C；R 1- - - - - - -