《2023江苏版物理高考第二轮复习--专题五 万有引力 (一).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023江苏版物理高考第二轮复习--专题五 万有引力 (一).pdf（28页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2023江苏版物理高考第二轮复习专题五万有引力高频考点考点一万有引力定律的应用重难开普勒行星运动定律和万有引力定律基本理论。重 难 万 有 引 力 定 律 的 应 用。综合万有引力和动力学知识综合。限 时95分 钟，正答率:/1 3.基础1.（2 02 2全国乙,1 4,6分）2 02 2年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400 km的“天宫二号”空间站上通过天地连线,为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中,航天员可以自由地漂浮,这表明他们（）A.所受地球引力的大小近似为零B.所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零C.
2、所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等D.在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小答 案C2.（2 02 0江苏镇江一模,5）如图所示为火星绕太阳运动的椭圆轨道,M、N、P是火星依次经过的三个位置,R、J为椭圆的两个焦点。火星由M到N和 由N到P的过程中，通过的路程相等，火星与太阳中心的连线扫过的面积分别为S,和S2o已知由M到N过程中,太阳的引力对火星做正功,下列判断正确的是（）第1页 共2 8页A.太阳位于焦点R处B.S,S2C.在M 和 N 处,火星的动能EkME,D.在N 和 P 处,火星的加速度a、a p答 案 B3.（2 01 8北京理综,1 7
3、,6 分）若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证（）A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60答 案 B4.（2 01 9课标H,1 4,6 分）2 01 9年 1 月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆。在探测器“奔向”月球的过程中,用h 表示探测器与地球表面的距离,F 表示它所受的地球引力,能够描述F 随 h 变化关系的图像是（）第2页 共2
4、8页答 案 D5.（2 02 1 湖北,7,4分）2 02 1 年5月，“天问一号”探测器软着陆火星取得成功，迈出了我国星际探测征程的重要一步。火星与地球公转轨道近似为圆,两轨道平面近似重合，且火星与地球公转方向相同。火星与地球每隔约2 6个月相距最近,地球公转周期为1 2 个月。由以上条件可以近似得出（）A.地球与火星的动能之比B.地球与火星的自转周期之比C.地球表面与火星表面重力加速度大小之比D.地球与火星绕太阳运动的向心加速度大小之比答 案 D6.（2 02 1 山东,5,3 分）从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。已知火星质量约为月球的9 倍，半
5、径约为月球的2 倍，“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球车的2 倍。在着陆前，“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时，“祝融”与“玉兔”所受着陆平台的作用力大小之比为（）A.9：1 B.9：2C.36：1 D.72 ：1答 案 B7.（2 02 1 全国甲，1 8,6分）2 02 1 年2 月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后,进入运行周期约为1.8X1 03 s 的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8X1 05mo已知火星半径约为3.4X1 06 m,火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7 m/s2,则“天问一号”的停泊
6、轨道与火星表面的最远距离约为（）第3页 共2 8页A.6X105 m B.6X106 mC.6X107 m D.6X 108 m答 案C重难8.（2021全国乙,18,6分）科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测,给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为1 000 AU（太阳到地球的距离为1AU）的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了 2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力,设太阳的质量为M,可以推测出该黑洞质量约为（）A.4X10M B.4X106MC.4X10sM D.4X10M
7、答 案B9.（2021广东,2,4分）2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动,已知引力常量,由下列物理量能计算出地球质量的是（）A.核心舱的质量和绕地半径B.核心舱的质量和绕地周期C.核心舱的绕地角速度和绕地周期D.核心舱的绕地线速度和绕地半径答 案D10.（2021浙江1月选考,7,3分）嫦娥五号探测器是我国首个实施月面采样返回的航天器,由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。为等待月面采集的样品，轨道器与返回器的组合体环月做圆周第4页 共2 8页运动。已知引力常量G=6.67X1 0 N -m7kg2,地球质量m
8、,=6.O X 1 02 4 kg,月球质量nt=7.3X d k g）月地距离r.=3.8X1 05 km,月球半径r2=l.7X1 03 km0当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约2 00 km处做环月匀速圆周运动时,其环绕速度约为（）A.1 6 m/s B.1.1 X1 02 m/sC.1.6X1 03 m/s D.1.4X1 01 m/s答 案 C综合1 1.（2 02 2 广东,2,4 分）“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一,且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动,下列关于火星、
9、地球公转的说法正确的是（）A.火星公转的线速度比地球的大B.火星公转的角速度比地球的大C.火星公转的半径比地球的小D.火星公转的加速度比地球的小答 案 D1 2.（2 02 2 江苏泰州期中,6）在一颗半径为地球半径0.8 倍的行星表面，将一个物体竖直向上抛出,不计空气阻力。从抛出开始计时,物体运动的位移随时间的变化关系如图（可能用到的数据:地球的半径为6400 km,地球的第一宇宙速度取8 km/s,地球表面的重力加速度为1 0 m/一），则（）A.该行星表面的重力加速度为8 m/s2第5页 共2 8页B.该行星的质量比地球的质量大C.该行星的第一宇宙速度为6.4 m/sD.该物体落到行星表
10、面时的速率为30 m/s答 案 A1 3.（2 02 1 福建,1 3,1 2 分）一火星探测器着陆火星之前，需经历动力减速、悬停避障两个阶段。在动力减速阶段,探测器速度大小由96 m/s 减小到0,历时80 s0在悬停避障阶段,探测器启用最大推力为7 500N 的变推力发动机,在距火星表面约百米高度处悬停,寻找着陆点。已知火星半径约为地球半径的右火星质量约为地球质量的地球表面重力加速度大小取1 0 m/s；探测器在动力减速阶段的运动视为竖直向下的匀减速运动。求：（1）在动力减速阶段,探测器的加速度大小和下降距离；（2）在悬停避障阶段,能借助该变推力发动机实现悬停的探测器的最大质量。答案（1）
11、1.2 m/s2 3840 m（2）1 875 kg考 点 二 宇 宙 航 行基础三个宇宙速度和卫星的运行。重难宇宙航行分析。综合卫星运动情况综合分析。限 时 90分钟，正 答 率:/1 4o基础1.（2 02 1 江苏,3,4 分）我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行，从“东方红一号”到“北斗”不断创造奇迹。“北斗”第 49颗卫星的发射迈出组网的关键一步。该卫星绕地球做圆周运动,运动周期与地球自转周期相同,轨道平面与地球赤道平面成一定夹角。该卫星（）A.运动速度大于第一宇宙速度第6页 共2 8页B.运动速度小于第一宇宙速度C.轨道半径大于“静止”在赤道上空的同步卫星D.轨道半径小于“静止”
12、在赤道上空的同步卫星答 案B2.（2 02 1河北,4,4分）“祝融号”火星车登陆火星之前，“天问一号”探测器沿椭圆形的停泊轨道绕火星飞行，其周期为2个火星日。假设某飞船沿圆轨道绕火星飞行，其周期也为2个火星日。已知一个火星日的时长约为一个地球日，火星质量约为地球质量的0.1倍,则该飞船的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径的比值约为（）人返 B.坐 C.3Jl D.北答 案D3.（2 02 1天津,5,5分）2 02 1年5月1 5日,天问一号探测器着陆火星取得成功,迈出了我国星际探测征程的重要一步,在火星上首次留下中国人的印迹。天问一号探测器成功发射后，顺利被火星捕获,成为我国第一颗人造火星卫
13、星。经过轨道调整,探测器先沿椭圆轨道I运行,之后进入称为火星停泊轨道的椭圆轨道II运行,如图所示,两轨道相切于近火点P,则天问一号探测器（）A.在轨道II上处于受力平衡状态B.在轨道I运行周期比在II时短C.从轨道I进入II在P处要加速D.沿轨道I向P飞近时速度增大答 案D第7页 共2 8页4.（2 02 1 海南,4,3分）2 02 1 年 4 月2 9日,我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行轨道距地面的高度为400 km左右,地球同步卫星距地面的高度接近36 000km。则该核心舱的（）A.角速度比地球同步卫星的小B.周期比地球同步卫星的长C.向
14、心加速度比地球同步卫星的大D.线速度比地球同步卫星的小答 案 C重难5.（2 02 1 浙江6 月选考,1 0,3 分）空间站在地球外层的稀懑大气中绕行,因气体阻力的影响，轨道高度会发生变化。空间站安装有发动机，可对轨道进行修正。图中给出了国际空间站在2 02 0.02 2 02 0.08期间离地高度随时间变化的曲线,则空间站（）A,绕地运行速度约为2.0 km/sB.绕地运行速度约为8.0 km/sC.在 4 月份绕行的任意两小时内机械能可视为守恒D.在 5 月份绕行的任意两小时内机械能可视为守恒答 案 D6.（2 02 2 浙江1 月选考,8,3分）“天问一号”从地球发射后,在如图甲所示的
15、P 点沿地火转移轨道到Q点再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道,则天问一号（）第8页 共2 8页A.发射速度介于7.9 km/s 与 1 1.2 km/s 之间B.从 P 点转移到Q 点的时间小于6 个月C.在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小D.在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度答 案 C7.（2 02 1 北京,6,3分）2 02 1 年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆,我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时,近火点距离火星表面2.81。2 km、远火点距离火星表面5.9 IO,km,贝卜 天
16、问一号”（）A.在近火点的加速度比远火点的小B.在近火点的运行速度比远火点的小C.在近火点的机械能比远火点的小D.在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动答 案 D8.（2 02 0北京,5,3 分）我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的1 0%,半径约为地球半径的50%,下列说法正确的是（）A.火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度B.火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间C.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度D.火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度第9页 共2 8页答 案 A9.（2 01 9江苏单科,4,3分）1 970年成
17、功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星,该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为W、V 2,近地点到地心的距离为r,地球质量为M,引力常量为G。则（）A.viv2,Vi=B.v!v2,ViC.V!v2,Vj:D.viV 2 V 3 B.V iV 2 a 3 D.a K a 3a 2答 案D3.易混:发射速度与运行速度I （2 02 1湖南,7,5分）（多选）2 02 1年4月2 9日，中国空间站天和核心舱发射升空准确进入预定轨道。根据任务安排,后续将发射问天实验舱和梦天实验舱,计划2 02 2年完成空间站在轨建造。核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道
18、,轨道离地面的高度约为地球半径的表。下列说法正确的是（）A.核心舱进入轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的（招7倍B.核心舱在轨道上飞行的速度大于7.9 km/sC.核心舱在轨道上飞行的周期小于2 4 hD.后续加挂实验舱后,空间站由于质量增大,轨道半径将变小答 案AC第1 3页 共2 8页4.疑难:比值的计算（2 02 1 福建,8.6分）（多选）两位科学家因为在银河系中心发现了一个超大质量的致密天体而获得了 2 02 0年诺贝尔物理学奖。他们对一颗靠近银河系中心的恒星S 2 的位置变化进行了持续观测,记录到的S 2 的椭圆轨道如图所示。图中0 为椭圆的一个焦点,椭圆偏心率（离心率）
19、约为0.870P、Q 分别为轨道的远银心点和近银心点,Q 与 0 的距离约为1 2 0 AU （太阳到地球的距离为1 AU）,S 2 的运行周期约为1 6年。假设S 2 的运动轨迹主要受银河系中心致密天体的万有引力影响，根据上述数据及日常的天文知识，可以推出（）A.S 2 与银河系中心致密天体的质量之比B.银河系中心致密天体与太阳的质量之比C.S 2 在 P 点与Q 点的速度大小之比D.S 2 在 P 点与Q 点的加速度大小之比答 案 BC D题型模板题型一同步卫星模型典型模型模型特征：1.运动学特征:同步卫星在轨稳定运行时做匀速圆周运动,其周期与地球自转周期相同,其轨道平面与赤道共面,且轨道
20、距地面的高度是一定的。2.动力学特征:同步卫星做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力。1.（2 02 0天津,2,5 分）北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星,其轨道半径约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比,地球静止轨道卫星（）第1 4页 共2 8页A.周期大B.线速度大C.角速度大D.加速度大答 案A2 .（2 01 6课标I,1 7,6分）利用三颗位置适当的地球同步卫星,可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通信。目前,地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的,则地球自转周期的最小值约为（）A.1 h
21、 B.4 h C.8 h D.1 6 h答 案B变式题型题型特征:近地卫星、同步卫星及赤道上物体的I；匕 较。3.变 式（2 02 1天津东丽三模,4）有a、b、c、d四颗地球卫星:a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动;b在地球的近地圆轨道上正常运行;c是地球同步卫星;d是高空探测卫星。各卫星排列位置如图,则下列说法正确的是（）A.a的向心加速度大于b的向心加速度B.四颗卫星的线速度大小关系是：VaV b V c V dC.在相同时间内d转过的弧长最长D.d的运动周期可能是30 h答 案D第1 5页 共2 8页4.变 式（2 02 1湖北荆州一模,2）地球赤道上有一物体随地球自转而做圆周
22、运动，所受到的向心力为F,.向心加速度为a 线速度为v角速度为3,；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）所受到的向心力为1 2,向心加速度为出,线速度为V 2,角速度为3 2；地球同步卫星所受到的向心力为F-,向心加速度为a3,线速度为V 3,角速度为33；地球表面的重力加速度为g,第一宇宙速度为V,假设三者质量相等,则（）A.F 1=F 2 F 3C.3 1=3 3 a 3D.V FV2=VV3答 案C5.变 式（2 02 1浙江乐清期末,7）已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为v向心加速度大小为a.,近地卫星速度大小为V%向心加速度大小为a2,地球同步卫星线速度大小为V%
23、向心加速度大小为a s,设近地卫星距地面高度不计,地球同步卫星距地面高度约为地球半径的6倍,则以下结论正确的是()A窘O也一 1D-7=V3 V71C.答 案C实践应用6.（2 01 5山东理综,1 5,6分）如图，拉格朗日点L位于地球和月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此,科学家设想在拉格朗日点L建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以a a 2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,a,表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是（）A.a 2 a 3 a C.3 3 3 173.2B.a 2 a ia 3D.a 3a 2
24、 a i地球答 案0第1 6页 共2 8页7.（2022山东日照一模,18）拉格朗日点指在两个大天体引力作用下,能使小物体稳定的点（小物体质量相对两大天体可忽略不计）。这些点的存在由法国数学家拉格朗日于1772年推导证明的,1906年首次发现运动于木星轨道上的小行星（脱罗央群小行星）在木星和太阳的作用下处于拉格朗日点上。在每个由两大天体构成的系统中,按推论有5个拉格朗日点,其中连线上有三个拉格朗日点,分别是L、L、L,如图所示。我 国 发 射 的“鹊桥”卫星就在地月系统平衡点L做周期运动,通过定期轨控保持轨道的稳定性,可实现对着陆器和巡视器的中继通信覆盖,首次实现地月L点周期轨道的长期稳定运行
25、。设某两个天体系统的中心天体质量为M,环绕天体质量为叫两天体间距离为L,引力常量为G,L点到中心天体的距离为R；L点到中心天体的距离为R 4求:（1）处 于L点小物体的向心加速度的大小;处 于 点 小 物 体 运 行 的 线 速 度 的 大 小；若R2：L=8：7,试 求M ：m的值（保 留3位有效数字）。,丁 、木-1W-一一答 案 务 潦？偿+器 13。8.（2021湖南长沙一模,15）2019年1月3日，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面,并通过“鹊桥”中继卫星传回了世界上第一张近距离拍摄月球背面的图片。此次任务实现了人类探测器首次在月球背面软着陆、首次在月球背面通过中继卫星与地球通信,因
26、而开启了人类探索月球的新篇章，同时也激励着同学去探索月球的奥秘：（1）若近似认为月球绕地公转与地球绕日公转的轨道在同一平面内,且均为正圆，又知这两种转动同向,如 图1所示，月相变化的周期为29.5天（图示是相继两次满月时，月、地、日相对位置的示意图）。求:第1 7页 共2 8页月球绕地球转一周所用的时间T （因月球总是一面朝向地球,故T恰是月球自转周期）。（提示:可借鉴恒星日、太阳日的解释方法,一年以365天计算）（2）探测器在月球背面着陆的难度要比在月球正面着陆大很多,是由于月球的遮挡,着陆前探测器将无法和地球之间实现通信。2 01 8年5月,我国发射了一颗名为“鹊桥”的中继卫星,在地球和月
27、球背面的探测器之间搭了一个“桥”，从而有效地解决了通信的问题。为了实现通信和节约能量，“鹊桥”的理想的运动方式就是围绕“地一月”系统的一个拉格朗日点运动,如图2所示。所 谓“地一月”系统的拉格朗日点是指空间中的某个点，假设在该点存在一个质量很小的天体,该天体仅在地球和月球的万有引力作用下保持与地球和月球的相对位置不变。设地球质量为M,月球质量为m,地球中心和月球中心间的距 离 为L,月球绕地心运动，图2中所示的拉格朗日点到月球球心的距离为ro推导并写出r与M、m和L之间的关系式。满月;-e-地球答 案 2 7.3天 争7r*L+r）r （L+r）L题型二双星模型 1Cs 8太阳图1探 测 器鹊
28、桥-%一-月球拉格朗日点图2典型模型第1 8页 共2 8页模型特征:双星模型的动力学规律:各自所需的向心力由彼此间的万有引力相互提供,即曾 詈 初1 3打1,曾 粤(1 1 2 3 2。两颗星的周期及角速度都相同，即T 1=T 2,3 1=3 2。两颗星的轨道半径与它们之间的距离关系为:r l+r 2=L两颗星到轨道圆心的距离r l、r 2与星体质量成反比,即;方。1.(2 02 2山东烟台期中,1 5)两个靠得很近的天体绕着它们连线上的一点做圆周运动，构成稳定的双星系统，双星系统运动时,其轨道平面存在着一些特殊的点,在这些点处,质量极小的物体(例如人造卫星)可以与两星体保持相对静止，这样的点
29、被称为“拉格朗日点”。一般一个双星系统有五个拉格朗日点。如图所示，一双星系统由质量为M的天体A和质量为m的天体B构成,它们共同绕连线上的0点做匀速圆周运动,在天体A和 天 体B的连线之间有一个拉格朗日点P,已知双星间的距离为L,引力常量为G,求：(1)天 体A做圆周运动的角速度及半径；若P点距离天体A的距离为r=|L,则M与m的比值是多少？，一 、，_、z z、/，、_J答案产不应辞(2)1 04：1 92.(2 02 2福建厦门期中，1 4)宇宙空间有两颗相距较远、中心距离为d的星球A和 星 球B。在星球A上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上,把物体P轻放在弹簧上端,如图(a)所示,P由静止向下
30、运动,其加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图(b)中实线所示。在星球B上用完全相同的弹簧和物体P完成同样的过程，其a-x关系如图中虚线所示。已知两星球密度相等。星 球A的质量为瓯引力常量为G。假设两星球均为质量均匀分布的球体。(1)求星球A和 星 球B的表面重力加速度的比值；若 将 星 球A看成是以星球B为中心天体的一颗卫星,求星球A的运行周期T,;第1 9页 共2 8页若将星球A和星球B看成是远离其他星球的双星模型,这样算得的两星球做匀速圆周运动的周期为T2.求此情形中的周期工与上述第 问中的周期Z的比值。答 案 ,nd图(a)J-(3)|V 22GmQ 3变式题型题型特征:变式1：等质量三
31、星系统、四星系统。变式2:不等质量三星系统、四星系统。丁 、om/M /；m O-o-n O m RR，/*、/0 ,m&-b m甲 乙二二6m,，、八，1、z I 二;、，：；:/、;!,8 3、，欣：二,，二-，二 卷丙丁3.变式1 （2 02 1河北衡水模拟,4）宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统。其中有一种三星系统如图所示,三颗质量均为M的星位于等边三角形的三个顶点上，任意两颗星的距离均为R,并绕其中心0做匀速圆周运动。如果忽略其他星体对它们的引力作用,引力常量为G,以下对该三星系统的说法中正确的是（）Q/II /I /；1）R、/人、/（）、O-二 七A.每颗星做圆周运动的角速度
32、为3收B.每颗星做圆周运动的向心加速度与三星的质量无关第2 0页 共2 8页C.若距离R 和每颗星的质量M 都变为原来的2 倍,则角速度变为原来的2 倍D.若距离R 和每颗星的质量M 都变为原来的2 倍，则线速度大小不变答 案 D4.变式2 (2 01 5安徽理综,2 4,2 0分)由三颗星体构成的系统,忽略其他星体对它们的作用,存在着一种运动形式:三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位于等边三角形的三个顶点上,绕某一共同的圆心()在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动(图示为A、B、C 三颗星体质量不相同时的一般情况).若 A 星体质量为2 m,B、C 两星体的质量均为m,三角形的边
33、长为a,求：(1)A 星体所受合力大小R;(2)B 星体所受合力大小时;(3)C 星体的轨道半径R ;(4)三星体做圆周运动的周期T.答 案2 K端V 7嗜 亨a实践应用5.(2 02 1 山东邹城期中,1 6)如图，质量分别为m 和 M 的两个星球A、B 在引力作用下都绕。点做匀速圆周运动,星球A 和 B 两者中心之间的距离为Lo已知A、B 的中心和0 三点始终共线,A 和 B 分别在0 的两侧。引力常量为G。求 A、0 之间的距离；(2)两星球做圆周运动的周期T;第2 1页 共2 8页（3）在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A 和 B,月球绕其轨道中心运行的周
34、期记为”,但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周期记为九 已知地球和月球的质量分别为5.98X 1 02 kg 和 7.35X 1 02 2 kg。求 乙与 1两者二次方之比（结果保留3 位小数）。答 案 忌 L 2-(3)1.01 2情境应用简单熟悉情境1.自然现象I （2 02 2 江苏南通调研,3）2 02 2 年 1 月，南太平洋岛国汤加一座海底火山喷发,给人类带来巨大灾难。有科学家认为地球的自转将因火山、地震、海啸等自然现象而缓慢变快。如果地球自转变快,下列说法正确的是（）A.地球南、北两极的重力加速度变大B.地球南、北两极的重力加速度变小C.地球同步
35、卫星的高度将变大D.地球同步卫星的高度将变小答 案 I）2.物理科技I （2 02 2 届南通海安高级中学月考）宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用。设四星系统中每个星体的质量均为m,半径均为R,四颗星稳定分布在边长为a 的正方形的四个顶点上。已知引力常量为G。关于四星系统，下列说法错误的是（）第2 2页 共2 8页A.四颗星围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动B.四颗星的轨道半径均为微C.四颗星表面的重力加速度均为粤D.四颗星的周期均为2 n a l 2-7(4+V2)Gm答 案 B3.物理科技(2 02 2 江苏扬州月考,4)2
36、02 1 年 1 1 月 7 日，翟志刚、王亚平从天和核心舱节点舱成功出舱,翟志刚时隔1 3年后再次执行出舱任务,王亚平成为中国首位执行出舱任务的女航天员。在“天宫课堂”中,翟志刚还向我们讲解了叶光富身穿的“太空企鹅服”，下列说法中正确的是()A.空间站的运行速度大于地球的第一宇宙速度B.空间站的运行周期可能为60分钟C.航天员在空间站中处于完全失重状态，穿“太空企鹅服”与失重有关D.空间站的发射速度大于第二宇宙速度答 案 C4.物理科技(2 02 2 江苏南京调研,5)我国北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段由若干地球静止轨道卫星A(GEO)、倾斜地球同步轨道卫星B(I
37、GS O)和中圆地球轨道卫星C (M EO)组成，如图所示。设三类卫星都绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径关系为2 r A=2 0=3也 下列说法正确的是()8QGS0)，X/J 二一U./b(CEO)y.一：C(MEd1zA.A 的线速度比B 的小第2 3页 共2 8页B.A 的角速度比C 的大C.B和 C 的周期之比为聘D.B 和 C 的线速度之比为|答 案 D复杂熟悉情境5.自然现象I （2 02 2 江苏连云港月考,7）如图所示,巨蟹座55 e 是一颗环绕巨蟹座55 A 的太阳系行星,它的公转周期很短,只有1 8个小时,其半径约为地球的2 倍,质量约为地球的8 倍,被称为超级地球。假设巨
38、蟹座55 A 的质量和太阳质量相等,则（）巨蟹座556巨蟹座55 AA.巨蟹座55 e 的公转半径大于地球的公转半径B.巨蟹座55 e 的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度C.同一物体在巨蟹座55 e 表面的重力约为地球表面的2 倍D.巨蟹座55 e 表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度答 案 C6.物理科技I （2 02 2 江苏南京调研,6）2 02 2 年 1 月 2 2 日，我国实践二十一号卫星（S J-2 1）将一颗失效的北斗2 号卫星从拥挤的地球同步轨道上拖拽到了航天器稀少的更高的轨道上,此举标志着航天器被动移位和太空垃圾处理新方式的成功执行。这颗失效的北斗2 号卫星原本运行在
39、高度约36 000公里的地球同步静止轨道上,S J-2 1 在失效卫星旁边进行了近距离操作,几个小时后将其拖离了同步轨道,经过转移轨道抬升了 1 500 km高度后，最终将其送到圆形卫星墓地轨道，完成任务后S J-2 1 随即返回到地球静止轨道。如图所示为这个过程中几个轨道示意图,其中1 为地球同步静止轨道,2 为转移轨道,3 为卫星墓地轨道,M 为 1、2 轨道的切点,N 为 2、3 轨道的切点,下列判断正确的是（）第2 4页 共2 8页、&A.北斗2 号在轨道1 运行时的速度为7.9 km/sB.北斗2 号在轨道1 运行时的周期大于在轨道3 运行时的周期C.S J-2 1 俘获北斗2 号后
40、需要在M 点加速才能进入轨道2D.S J-2 1 返回时需要在N 点加速才能进入轨道2答 案 C7.物理科技I （2 02 2 江苏苏锡常镇调研二,6）如图所示,2 02 1 年 1 0月 1 6日,神舟十三号载人飞船从天和核心舱下方采用“径向对接”的方式实现自主对接，所 谓“径向对接”即两对接口在地球半径的延长线上。对接前两者要在相距2 00米 的“保持点”相对静止一段时间，准备好后,再逐步接近到对接点，则（）A.飞船在与核心舱相对静止的“保持点”可以不消耗燃料B.飞船在“保持点”受到的万有引力为其做圆周运动的向心力C.飞船在“保持点”运动的线速度大于核心舱运动的线速度D.飞船在“保持点”的
41、向心加速度小于核心舱的向心加速度答 案 D8.物理科技（2 02 2 江苏南通调研,8）北京时间2 02 1 年 2 月 1 9日4 时 55分，美 国“毅力号”火星车成功登陆火星。“空中起重机”和“毅力号”火星车组合体到达着陆点上空2 0 m 处后，“空中起重机”保持大小为0.75 m/s 的速度竖直下降,同时,在着陆点上空2 0 m 处时,以相对“空中起重机”大小也为第2 5页 共2 8页0.75 m/s 的速度立即（时间很短,可忽略）竖直向下释放火星车;当全长为7.6 m 的吊索完全释放后,组合体又立即（时间很短,可忽略）共同以0.75 m/s 的速度下降,直到火星车着陆,然后断开吊索，
42、“空中起重机”飘离。设火星质量是地球质量的P 倍,火星半径是地球半径的q 倍，地球表面重力加速度为g,引力常量为G。假设工作中组合体（含燃料）的总质量M 保持不变,不考虑下降过程中重力的变化，工作时喷出的气体密度为P,“空中起重机”共四台发动机，每台发动机喷口截面为S。下列说法正确的是（）A.火星表面的重力加速度大小为g 火*gB.组合体匀速竖直下降的过程中,发动机喷出气体相对火星表面的速度大小为 悟2q yj pSC.从火星车刚被释放直到火星车着陆的整个过程中，“空中起重机”下降的时间约为1 65 SD.从火星车刚被释放直到火星车着陆的整个过程中,吊索的拉力始终保持不变答 案 A9.物理科技
43、（2 02 2 江苏连云港月考,5）2 02 1 年 5 月，基 于“中国天眼”球面射电望远镜（FAS T）的观测，首次研究发现脉冲星三维速度与自转轴共线的证据。如图,假设在太空中有恒星A、B 双星系统绕点0做顺时针匀速圆周运动,运动周期为”,它们的轨道半径分别为RA.RB,RARK,C为 B 的卫星,绕B 做逆时针匀速圆周运动,周期为L,忽略A 与 C 之间的引力,引力常量为G,以下说法正确的是（）、/X 、/、/A.若知道卫星C 的轨道半径,则可求出卫星C 的质量B.恒星A 的质量大于恒星B 的质量C.恒星A 的质量为4n2（R，+RB）3GT；D.A、B、C 三星由图示位置到再次共线所
44、需 时 间 为 薪答 案 B复杂陌生情境第2 6页 共2 8页10.物理科技(2022江苏苏州联考,14)2021年 5 月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆,我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。(1)为了简化问题，可以认为地球和火星在同一平面上绕太阳做匀速圆周运动,如图1所示。已知地球的公转周期为火星的公转周期为L,地球公转轨道半径为r,求火星公转线速度、，的大小。(2)火星探测器在火星附近的A点减速后,被火星捕获进入了 1号椭圆轨道,紧接着在B点进行了一次“远火点平面机动”，俗 称“侧手翻”，即从与火星赤道平行的1号轨道，调整为经过火星两极的2号轨道,将探
45、测器绕火星飞行的路线从“横着绕”变 成“竖着绕”，从而实现对火星表面的全面扫描，如图2所示。以火星为参考系,质量为的探测器到达B点时速度为v为了实现“侧手翻”，假设启动发动机,在极短的时间 t 内一次性喷出部分气体，喷气后探测器质量变为此、速度变为V 2。若将此次“远火点平面机动”调整过程中发动机的推力视为恒力,求此推力F 的大小。答 案 得#曹 GF F审题解题(2014四川理综,9,15分)石墨 烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石第2 7页 共2 8页墨烯制作超级缆绳
46、，人 类 搭 建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换。(1)若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h,的同步轨道站,求轨道站内质量为r ib 的货物相对地心运动的动能。设地球自转角速度为3,地球半径为R。(2)当电梯仓停在距地面高度h2=4R 的站点时,求仓内质量m2=50 kg 的人对水平地板的压力大小。取地面附近重力加速度g=1 0 m/s 2,地球自转角速度3=7.3X1 0$r a d/s,地球半径R=6.4X1 03 km。补充设问审题方法设问通读题干，你能获取哪些直观信息？设问再次审读题干，你发现了哪些隐藏信息？解题思路设 问 第(2)问中，电梯仓所在高度的加速度还是地面附近的重力加速度吗?可以求解吗?设问在引力常量和地球质量未知的情况下，如何表示人受到的万有引力？答案 品 3 7 R+h M (2)1 1.5 N第 2 8页 共 2 8页