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

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1、2022年高考物理二輪復習 題能演練 專題1 物體的平衡 1.1.4 萬有引力定律及其應用(含解析) 1.(xx·全國理綜Ⅱ)由于衛(wèi)星的發(fā)射場不在赤道上,同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉移軌道經過調整再進入地球同步軌道.當衛(wèi)星在轉移軌道上飛經赤道上空時,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3.1×103 m/s,某次發(fā)射衛(wèi)星飛經赤道上空時的速度為1.55×103 m/s,此時衛(wèi)星的高度與同步軌道的高度相同,轉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,1.9×103 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: 設當衛(wèi)星在轉移軌道上飛經赤道上空與同步軌道高度相同的某點時,速度為v1,發(fā)動機給衛(wèi)星的附加速度為v2,該點在同步軌道上運行時的速度為v.三者關系如圖,由圖知附加速度方向為東偏南,由余弦定理知v=v+v2-2v1vcos 30°,代入數據解得v2=1.9×103 m/s.選項B正確. 2.(多選)(xx·新課標全國卷Ⅰ)太陽系各行星幾乎在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動.當地球恰好運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象,天文學稱為“行星沖日”.

3、據報道,xx年各行星沖日時間分別是: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動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出現沖日現象 B.在xx年內一定會出現木星沖日 C.天王星相鄰兩次沖日的時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間間隔最短 答案:BD 解析:設某行星相鄰兩次沖日的時間間隔為t,地球繞太陽運動的

4、周期為T,某行星繞太陽運動的周期為T行,則t-t=2π,可得t=;而根據開普勒定律可得=,聯立可得t=,代入相關數據可得t火=≈2.195T,t木=≈1.092T,t土=≈1.035T,t天=≈1.012T,t海=≈1.006T.根據上述數據可知,各地外行星并不是每年都會出現沖日現象,選項A錯誤;木星在2014年1月6日出現了木星沖日現象,再經1.092T將再次出現木星沖日現象,所以在xx年內一定會出現木星沖日,選項B正確;根據上述數據,天王星相鄰兩次沖日的時間間隔不是土星的一半,選項C錯誤;根據上述數據可知,海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最短,選項D正確. 3.(多選)(xx·新課標全國卷Ⅰ

5、)2012年6月18日,“神舟九號”飛船與“天宮一號”目標飛行器在離地面343 km的近圓形軌道上成功進行了我國首次載人空間交會對接.對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.為實現對接,兩者運行速度的大小都應介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間 B.如不加干預,在運行一段時間后,“天宮一號”的動能可能會增加 C.如不加干預,“天宮一號”的軌道高度將緩慢降低 D.航天員在“天宮一號”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:可認為目標飛行器是在圓形軌道上做勻速圓周運動,由v=知軌道半徑越大時運行速度越?。谝挥钪嫠俣葹楫攔等于地球半徑時的

6、運行速度,即最大的運行速度,故目標飛行器的運行速度應小于第一宇宙速度,A錯誤;如不加干預,稀薄大氣對“天宮一號”的阻力做負功,使其機械能減小,引起高度的下降,從而地球引力又對其做正功,當地球引力所做正功大于空氣阻力所做負功時,“天宮一號”的動能就會增加,故B、C皆正確;航天員處于完全失重狀態(tài)的原因是地球對航天員的萬有引力全部用來提供使航天員隨“天宮一號”繞地球運行的向心力了,而非航天員不受地球引力作用,故D錯誤. 規(guī)律探尋  1.從近幾年的高考試題來看,對人造地球衛(wèi)星和天體運動的考查頻率很高,命題側重于對萬有引力定律、圓周運動和牛頓第二定律綜合起來考查,題型有選擇題,也有計算題,由于人類相

7、繼對火星、月球進行探測,航天新技術、人造地球衛(wèi)星等屬于現代科技發(fā)展的重要領域,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動模型和規(guī)律,理解變軌問題中的實質是解題的關鍵. [考題預測]  (多選)為了測量某行星的質量和半徑,宇航員記錄了登陸艙在該行星表面做圓周運動的周期T,登陸艙在行星表面著陸后,用彈簧測力計稱量一個質量為m的砝碼,讀數為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N=mg0=mR,得R=,B選項錯.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項錯誤.

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