2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 題能演練 專題1 物體的平衡 1.1.4 萬有引力定律及其應(yīng)用(含解析)

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1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 題能演練 專題1 物體的平衡 1.1.4 萬有引力定律及其應(yīng)用(含解析) 1.(xx·全國理綜Ⅱ)由于衛(wèi)星的發(fā)射場(chǎng)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(jìn)入地球同步軌道.當(dāng)衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,給衛(wèi)星一附加速度,使衛(wèi)星沿同步軌道運(yùn)行.已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1×103 m/s,某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時(shí)的速度為1.55×103 m/s,此時(shí)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(dòng)機(jī)給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為(  ) A.西偏北方向,1.9×103 m/s B.東偏南方向,1.

2、9×103 m/s C.西偏北方向,2.7×103 m/s D.東偏南方向,2.7×103 m/s 答案:B 解析: 設(shè)當(dāng)衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空與同步軌道高度相同的某點(diǎn)時(shí),速度為v1,發(fā)動(dòng)機(jī)給衛(wèi)星的附加速度為v2,該點(diǎn)在同步軌道上運(yùn)行時(shí)的速度為v.三者關(guān)系如圖,由圖知附加速度方向?yàn)闁|偏南,由余弦定理知v=v+v2-2v1vcos 30°,代入數(shù)據(jù)解得v2=1.9×103 m/s.選項(xiàng)B正確. 2.(多選)(xx·新課標(biāo)全國卷Ⅰ)太陽系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng).當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)行到某地外行星和太陽之間,且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象,天文學(xué)稱為“行星沖日”.

3、據(jù)報(bào)道,xx年各行星沖日時(shí)間分別是:1月6日木星沖日;4月9日火星沖日;5月11日土星沖日;8月29日海王星沖日;10月8日天王星沖日.已知地球及各地外行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑如下表所示.則下列判斷正確的是(  ) 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 軌道半徑 (AU) 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A.各地外行星每年都會(huì)出現(xiàn)沖日現(xiàn)象 B.在xx年內(nèi)一定會(huì)出現(xiàn)木星沖日 C.天王星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔為土星的一半 D.地外行星中,海王星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔最短 答案:BD 解析:設(shè)某行星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔為t,地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的

4、周期為T,某行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期為T行,則t-t=2π,可得t=;而根據(jù)開普勒定律可得=,聯(lián)立可得t=,代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得t火=≈2.195T,t木=≈1.092T,t土=≈1.035T,t天=≈1.012T,t海=≈1.006T.根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知,各地外行星并不是每年都會(huì)出現(xiàn)沖日現(xiàn)象,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;木星在2014年1月6日出現(xiàn)了木星沖日現(xiàn)象,再經(jīng)1.092T將再次出現(xiàn)木星沖日現(xiàn)象,所以在xx年內(nèi)一定會(huì)出現(xiàn)木星沖日,選項(xiàng)B正確;根據(jù)上述數(shù)據(jù),天王星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔不是土星的一半,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知,海王星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔最短,選項(xiàng)D正確. 3.(多選)(xx·新課標(biāo)全國卷Ⅰ

5、)2012年6月18日,“神舟九號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器在離地面343 km的近圓形軌道上成功進(jìn)行了我國首次載人空間交會(huì)對(duì)接.對(duì)接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣.下列說法正確的是(  ) A.為實(shí)現(xiàn)對(duì)接,兩者運(yùn)行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間 B.如不加干預(yù),在運(yùn)行一段時(shí)間后,“天宮一號(hào)”的動(dòng)能可能會(huì)增加 C.如不加干預(yù),“天宮一號(hào)”的軌道高度將緩慢降低 D.航天員在“天宮一號(hào)”中處于失重狀態(tài),說明航天員不受地球引力作用 答案:BC 解析:可認(rèn)為目標(biāo)飛行器是在圓形軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由v=知軌道半徑越大時(shí)運(yùn)行速度越?。谝挥钪嫠俣葹楫?dāng)r等于地球半徑時(shí)的

6、運(yùn)行速度,即最大的運(yùn)行速度,故目標(biāo)飛行器的運(yùn)行速度應(yīng)小于第一宇宙速度,A錯(cuò)誤;如不加干預(yù),稀薄大氣對(duì)“天宮一號(hào)”的阻力做負(fù)功,使其機(jī)械能減小,引起高度的下降,從而地球引力又對(duì)其做正功,當(dāng)?shù)厍蛞λ稣Υ笥诳諝庾枇λ鲐?fù)功時(shí),“天宮一號(hào)”的動(dòng)能就會(huì)增加,故B、C皆正確;航天員處于完全失重狀態(tài)的原因是地球?qū)教靻T的萬有引力全部用來提供使航天員隨“天宮一號(hào)”繞地球運(yùn)行的向心力了,而非航天員不受地球引力作用,故D錯(cuò)誤. 規(guī)律探尋  1.從近幾年的高考試題來看,對(duì)人造地球衛(wèi)星和天體運(yùn)動(dòng)的考查頻率很高,命題側(cè)重于對(duì)萬有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)和牛頓第二定律綜合起來考查,題型有選擇題,也有計(jì)算題,由于人類相

7、繼對(duì)火星、月球進(jìn)行探測(cè),航天新技術(shù)、人造地球衛(wèi)星等屬于現(xiàn)代科技發(fā)展的重要領(lǐng)域,特別是人造衛(wèi)星問題,幾乎年年命題,年年出新. 2.掌握萬有引力作用及天體運(yùn)動(dòng)模型和規(guī)律,理解變軌問題中的實(shí)質(zhì)是解題的關(guān)鍵. [考題預(yù)測(cè)]  (多選)為了測(cè)量某行星的質(zhì)量和半徑,宇航員記錄了登陸艙在該行星表面做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T,登陸艙在行星表面著陸后,用彈簧測(cè)力計(jì)稱量一個(gè)質(zhì)量為m的砝碼,讀數(shù)為N.已知引力常量為G.則下列說法正確的是(  ) A.該行星的質(zhì)量為 B.該行星的半徑為 C.該行星的密度為 D.該行星的第一宇宙速度為 答案:ACD 解析:據(jù)N=mg0=mR,得R=,B選項(xiàng)錯(cuò).由G=mR,得M=,又R=,則M=,A正確.密度ρ==,C正確.第一宇宙速度v==,D正確.只有B項(xiàng)錯(cuò)誤.

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