2019-2020年高考物理真題分類匯編 萬有引力和天體運動（含解析）.doc

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2019-2020年高考物理真題分類匯編 萬有引力和天體運動（含解析） (xx新課標I-21). 我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經(jīng)過一系列過程，在離月面4m高處做一次懸停（可認為是相對于月球靜止）；最后關(guān)閉發(fā)動機，探測器自由下落，已知探測器的質(zhì)量約為1.3103kg，地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍，地球半徑約為月球半徑的3.7倍，地球表面的重力加速度約為9.8m/s2,則此探測器 A. 著落前的瞬間，速度大小約為8.9m/s B. 懸停時受到的反沖作用力約為2103N C. 從離開近月圓軌道這段時間內(nèi)，機械能守恒 D. 在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度 【答案】 B、D 【考點】萬有引力定律及共應用；環(huán)繞速度 【解析】在中心天體表面上萬有引力提供重力： = mg , 則可得月球表面的重力加速度 g月 = ≈ 0.17g地 = 1.66m/s2 .根據(jù)平衡條件，探測器懸停時受到的反作用力F = G探 = m探g月 ≈ 2103N，選項B正確；探測器自由下落，由V2=2g月h ,得出著落前瞬間的速度v ≈3.6m/s ,選項A錯誤；從離開近月圓軌道，關(guān)閉發(fā)動機后，僅在月球引力作用下機械能守恒，而離開近月軌道后還有制動懸停，發(fā)動機做了功，機械能不守恒，故選項C錯誤；在近月圓軌道萬有引力提供向心力： = m ,解得運行的線速度V月 = = < ,小于近地衛(wèi)星線速度，選項D正確。 【xx新課標II-16】16. 由于衛(wèi)星的發(fā)射場不在赤道上，同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過調(diào)整再進入地球同步軌道。當衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空時，發(fā)動機點火，給衛(wèi)星一附加速度，使衛(wèi)星沿同步軌道運行。已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1x103/s，某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時的速度為1.55x103/s，此時衛(wèi)星的高度與同步軌道的高度相同，轉(zhuǎn)移軌道和同步軌道的夾角為30，如圖所示，發(fā)動機給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為 A. 西偏北方向，1.9x103m/s B. 東偏南方向，1.9x103m/s C. 西偏北方向，2.7x103m/s D. 東偏南方向，2.7x103m/s 【答案】B 考點：速度的合成與分解 【xx重慶-2】. 宇航員王亞平在“天宮1號”飛船內(nèi)進行了我國首次太空授課，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. 【答案】B 【解析】 試題分析：對飛船受力分析知，所受到的萬有引力提供勻速圓周運動的向心力，等于飛船所在位置的重力，即，可得飛船的重力加速度為，故選B。 考點：本題考查萬有引力定律的應用。 （xx四川-5）．登上火星是人類的夢想，“嫦娥之父”歐陽自遠透露：中國計劃于2020年登陸火星。地球和火星公轉(zhuǎn)視為勻速圓周運動，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 質(zhì)量/kg 軌道半徑/m 地球 6.4106 6.01024 1.51011 火星 3.4106 6.41023 2.31011 A．火星的公轉(zhuǎn)周期較小 B．火星做圓周運動的加速度較小 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 【答案】B 考點：萬有引力定律的應用和分析數(shù)據(jù)、估算的能力。 【xx山東-15】．如圖，拉格朗日點L1位于地球和月球連線上，處在該點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動。據(jù)此，科學家設想在拉格朗日點L1建立空間站，使其與月球同周期繞地球運動。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。以下判斷正確的是 A． B． C． D． 【答案】D 考點：萬有引力定律的應用. 【xx廣東-20】20.在星球表面發(fā)射探測器，當發(fā)射速度為v時，探測器可繞星球表面做勻速圓周運動；當發(fā)射速度達到v時，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，下列說法正確的有 A.探測器的質(zhì)量越大，脫離星球所需的發(fā)射速度越大 B.探測器在地球表面受到的引力比在火星表面的大 C.探測器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等 D.探測器脫離星球的過程中勢能逐漸變大 【答案】BD 【考點】萬有引力定律及其應用；環(huán)繞速度 【解析】本題考點是萬有引力定律及其應用。由于v是探測器在星球表面上做勻速圓周運動的速度，萬有引力提供所需的向心力： = ,可得v = ,R為星球的半徑，M為星球的質(zhì)量，G為萬有引力常量，可知發(fā)射速度與探測器的質(zhì)量無關(guān)，選項A錯誤；探測器在星球表面所受的萬有引力 F萬 = ，代入地球、火星的質(zhì)量比和半徑比，可知在地球表面的引力更大，選項B正確；探測器可擺脫星球引力束縛脫離該星球的發(fā)射速度為v = ，地球和火星的M與R比值不同，所以發(fā)射速度不同，選項C錯誤；由于探測器在脫離星球過程中要克服引力做功，引力勢能增大，選項D正確。 【xx福建-14】14. 如圖，若兩顆人造衛(wèi)星a和b均繞地球做勻速圓周運動，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 （ ） 【答案】：A 【解析】 試題分析：由題意知，兩顆人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，根據(jù)，得：，所以，故A正確；B、C、D錯誤。 【xx北京-16】．假設地球和火星都繞太陽做勻速圓周運動，已知地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離，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 【答案】D 【難度】★ 【考點】萬有引力定律與天體運動 【解析】本題難度不大，直接根據(jù)萬有引力公式與圓周運動公式結(jié)合解題會比較 麻煩。題目已知地球環(huán)繞太陽的公轉(zhuǎn)半徑小于火星環(huán)繞太陽的公轉(zhuǎn)半徑，利用口 訣“高軌、低速、大周期”能夠非?？斓呐袛喑?，地球的軌道“低”，因此線速 度大、周期小、角速度大。最后結(jié)合萬有引力公式,得出地球的加速度大。 因此答案為 D。天體運動在 xx 年以計算題的形式出現(xiàn)，但是根據(jù)歷年的高考規(guī)律，這部分內(nèi)容還是應該回歸選擇題。 【xx安徽-24】.由三顆星體構(gòu)成的系統(tǒng)，忽略其他星體對它們的作用，存在著一種運動形式:三顆星體在相互之間的萬有引力作用下，分別位于等邊三角形的三個頂點上，繞某一共同的圓心O在三角形所在的平面內(nèi)做相同角速度的圓周運動（圖示為A、B、C三顆星體質(zhì)量不相同時的一般情況）。若A星體質(zhì)量為2m，B、C兩星體的質(zhì)量均為m，三角形邊長為a。求： （1）A星體所受合力大小FA； （2）B星體所受合力大小FB； （3）C星體的軌道半徑RC； （4）三星體做圓周運動的周期T。 【答案】（1） （2） （3） （4） 考點：本題考查萬有引力定律、力的合成、正交分解法等知識。 【xx江蘇-3】3．過去幾千年來，人類對行星的認識與研究僅限于太陽系內(nèi)，行星“51 peg b”的發(fā)現(xiàn)拉開了研究太陽系外行星的序幕?！?1 peg b”繞其中心恒星做勻速圓周運動，周期約為4天，軌道半徑約為地球繞太陽運動半徑為，該中心恒星與太陽的質(zhì)量比約為 A． B．1 C．5 D．10 【答案】B 【xx海南-6】若在某行星和地球上相對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，它們在水平方向運動的距離之比為。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. C. 2R D. 【答案】C 【xx天津-4】4未來的星際航行中，宇航員長期處于零重力狀態(tài)．為緩解這種狀態(tài)帶來的不適．有人設想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”．如圖所示。當旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時，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相同大的支持力。為達到上述目的，下列說法正確的是 A. 旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動的角速度就應越大 B．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大, 轉(zhuǎn)動的角速度就應越小 C．宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應越大 D．宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應越小 【答案】B 【xx天津-8】8．P1、P2為相距遙遠的兩顆行星，距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星S1、s2做勻速圓周運動。圖中縱坐標表示行星對周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a，橫坐標表示物體到行星中心的距離r的平方。兩條曲線分別表示P1、P2周圍的a與r2的反比關(guān)系，它們左端點橫坐標相同。則 A．P1的平均密度比P2的大 B．P1的“第一宇宙速度”比P2的小 C．S1的向心加速度比S2的大 D．S1的公轉(zhuǎn)周期比S2的大 【答案】AC