2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 第四節(jié) 萬有引力與航天高效演練

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1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 第四節(jié) 萬有引力與航天高效演練1(多選)(xx云南統(tǒng)測)如圖所示，兩星球相距為L，質(zhì)量比為mAmB19，兩星球的半徑遠(yuǎn)小于L.從星球A沿A、B連線向B以某一初速度發(fā)射一探測器，只考慮星球A、B對探測器的作用，下列說法正確的是()A探測器的速度一直減小B探測器在距星球A為處加速度為零C若探測器能到達(dá)星球B，其速度可能恰好為零D若探測器能到達(dá)星球B，其速度一定大于發(fā)射時的初速度解析：選BD.設(shè)在距離星球A為x位置時，探測器所受合力為零，即GG，解得x，B正確；在距離星球A的距離小于時，探測器所受合力指向星球A，在距離大于時，所受合力指向星球B，因此在整個過程中

2、，合力對探測器先做負(fù)功，再做正功，由動能定理可知，探測器速度先減小后增大，A錯誤；在與兩星球距離相等的兩點(diǎn)中，距離星球B的點(diǎn)受合力較大，因此從星球A運(yùn)動到星球B整個過程合力做正功，由動能定理可知，到達(dá)星球B時探測器的速度大于離開星球A時的發(fā)射速度，不可能速度為零，C錯誤，D正確2(多選)(xx沈陽質(zhì)量監(jiān)測)已知引力常量為G，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g和地球的自轉(zhuǎn)周期為T，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，利用以上條件可求出的物理量是()A地球的質(zhì)量B地球與其同步衛(wèi)星之間的引力C第一宇宙速度D地球同步衛(wèi)星的高度解析：選ACD.不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，在地球表面萬有引力等于重力，可求得地球質(zhì)量，選項(xiàng)

3、A正確；同步衛(wèi)星的質(zhì)量不知道，因此無法求出地球與同步衛(wèi)星之間的引力，選項(xiàng)B錯誤；由已知條件可求得第一宇宙速度，選項(xiàng)C正確；由同步衛(wèi)星的周期可計算同步衛(wèi)星的軌道半徑，進(jìn)一步計算得出同步衛(wèi)星的高度，選項(xiàng)D正確3(單選)(xx合肥質(zhì)檢)“北斗”系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星1和2在同一軌道上繞地心O沿順時針方向做勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑為r，某時刻它們分別位于軌道上的A、B兩位置，如圖所示已知地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R，不計衛(wèi)星間的相互作用力以下判斷中正確的是()A這兩顆衛(wèi)星的向心加速度大小為agB這兩顆衛(wèi)星的角速度大小為RC衛(wèi)星1由位置A運(yùn)動至位置B所需的時間為tD如果使衛(wèi)星1加速，它就一定能追上

4、衛(wèi)星2解析：選C.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力充當(dāng)向心力，即Gma，由萬有引力與重力的關(guān)系得Gmg，解兩式得ag，A錯誤；由a2r，將上式代入得，B錯誤；衛(wèi)星1由位置A運(yùn)動到位置B所需時間為衛(wèi)星周期的，由T，t，C正確；衛(wèi)星1加速后做離心運(yùn)動，進(jìn)入高軌道運(yùn)動，不能追上衛(wèi)星2，D錯誤4(多選)(xx陜西西安質(zhì)檢)我國研制并成功發(fā)射的“嫦娥二號”探測衛(wèi)星，在距月球表面高度為h的軌道上做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)行的周期為T，若以R表示月球的半徑，則()A“嫦娥二號”探測衛(wèi)星運(yùn)行時的線速度為B“嫦娥二號”探測衛(wèi)星運(yùn)行時的向心加速度為C月球的第一宇宙速度為D物體在月球表面自由下落的加速度為解析：選BC.根

5、據(jù)勻速圓周運(yùn)動的基本知識可得v，a，A錯誤，B正確；由萬有引力提供向心力可得m(Rh)，又g月，解得g月，第一宇宙速度v1，所以C正確，D錯誤5.(單選)如圖所示，1、3軌道均是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動的軌道示意圖，1軌道的半徑為R,2軌道是一顆衛(wèi)星繞地球做橢圓運(yùn)動的軌道示意圖，3軌道與2軌道相切于B點(diǎn)，O點(diǎn)為地球球心，AB為橢圓的長軸，三軌道和地心都在同一平面內(nèi)已知在1、2兩軌道上運(yùn)動的衛(wèi)星的周期相等，引力常量為G，地球質(zhì)量為M，三顆衛(wèi)星的質(zhì)量相等，則下列說法正確的是()A衛(wèi)星在3軌道上的機(jī)械能小于在2軌道上的機(jī)械能B若衛(wèi)星在1軌道上的速率為v1，衛(wèi)星在2軌道A點(diǎn)的速率為vA，則v1vAC若衛(wèi)星

6、在1、3軌道上的加速度大小分別為a1、a3，衛(wèi)星在2軌道A點(diǎn)的加速度大小為aA，則aAa1a3D若OA0.4R，則衛(wèi)星在2軌道B點(diǎn)的速率vB解析：選B.2、3軌道在B點(diǎn)相切，衛(wèi)星在3軌道相對于2軌道是做離心運(yùn)動的，衛(wèi)星在3軌道上的線速度大于在2軌道上B點(diǎn)的線速度，因衛(wèi)星質(zhì)量相同，所以衛(wèi)星在3軌道上的機(jī)械能大于在2軌道上的機(jī)械能，A錯誤；以O(shè)A為半徑作一個圓軌道4與2軌道相切于A點(diǎn)，則v4vA，又因v1v4，所以v1vA，B正確；加速度是萬有引力產(chǎn)生的，只需要比較衛(wèi)星到地心的高度即可，應(yīng)是aAa1a3，C錯誤；由開普勒第三定律可知，2軌道的半長軸為R，OB1.6R,3軌道上的線速度v3，又因vB

7、v3，所以vB ，D錯誤6(xx河南三門峽一模)在天體運(yùn)動中，將兩顆彼此相距較近的行星稱為雙星它們在相互的萬有引力作用下間距保持不變，并沿半徑不同的同心圓軌道做勻速圓周運(yùn)動如果雙星間距為L，質(zhì)量分別為M1和M2，試計算：(1)雙星的軌道半徑；(2)雙星的運(yùn)行周期；(3)雙星的線速度解析：因?yàn)殡p星受到同樣大小的萬有引力作用，且保持距離不變，繞同一圓心做勻速圓周運(yùn)動，如圖所示，所以具有周期、頻率和角速度均相同，而軌道半徑、線速度不同的特點(diǎn)(1)由于兩星受到的向心力相等，則M12R1M22R2，LR1R2.由此得：R1L，R2L.(2)由萬有引力提供向心力得GM12R1M22R2.所以，周期為T2L.(3)線速度v1M2，v2M1.答案：(1)R1LR2L(2)T2L(3)v1M2v2M1