十年高考物理真题分类汇编 专题06 万有引力定律与航天(含解斩)-人教版高三全册物理试题
54页1、专题 06万有引力定律与航天选择题:1.(2019海南卷T4)2019年5月,我国第45颗北斗卫星发射成功。已知该卫星轨道距地面的高度约为36000km,是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右,则A.该卫星的速率比“天宫二号”的大B.该卫星的周期比“天宫二号”的大C.该卫星的角速度比“天宫二号”的大D.该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大【答案】B【解析】根据解得,因北斗卫星的运转半径大于天宫二号的轨道半径,可知该卫星的速率比“天宫二号”的小;该卫星的周期比“天宫二号”的大;该卫星的角速度比“天宫二号”的小;该卫星的向心加速度比“天宫二号”的小;故选项B正确,ACD错误。2.(2019全国卷T8)在星球M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,P由静止向下运动,物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧,改用物体Q完成同样的过程,其ax关系如图中虚线所示,假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍,则A. M与N的密度相等B. Q的质量是P的3倍C. Q下落过程中的最大动能是P的4倍D. Q下落过程
2、中弹簧的最大压缩量是P的4倍【答案】AC【解析】A、由a-x图象可知,加速度沿竖直向下方向为正方向,根据牛顿第二定律有:,变形式为:,该图象的斜率为,纵轴截距为重力加速度。根据图象的纵轴截距可知,两星球表面的重力加速度之比为:;又因为在某星球表面上的物体,所受重力和万有引力相等,即:,即该星球的质量。又因为:,联立得。故两星球的密度之比为:,故A正确;B、当物体在弹簧上运动过程中,加速度为0的一瞬间,其所受弹力和重力二力平衡,即:;结合a-x图象可知,当物体P和物体Q分别处于平衡位置时,弹簧的压缩量之比为:,故物体P和物体Q的质量之比为:,故B错误;C、物体P和物体Q分别处于各自的平衡位置(a=0)时,它们的动能最大;根据,结合a-x图象面积的物理意义可知:物体P的最大速度满足,物体Q的最大速度满足:,则两物体的最大动能之比:,C正确;D、物体P和物体Q分别在弹簧上做简谐运动,由平衡位置(a=0)可知,物体P和Q振动的振幅A分别为和,即物体P所在弹簧最大压缩量为2,物体Q所在弹簧最大压缩量为4,则Q下落过程中,弹簧最大压缩量时P物体最大压缩量的2倍,D错误;故本题选AC。3.(2019
3、北京卷T6)2019年5月17日,我国成功发射第45颗北斗导航卫星,该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)。该卫星A. 入轨后可以位于北京正上方B. 入轨后的速度大于第一宇宙速度C. 发射速度大于第二宇宙速度D. 若发射到近地圆轨道所需能量较少【答案】D【解析】由同步卫星的特点和卫星发射到越高的轨道所需的能量越大解答。由于卫星为同步卫星,所以入轨后一定只能与赤道在同一平面内,故A错误;由于第一宇宙速度为卫星绕地球运行的最大速度,所以卫星入轨后的速度一定小于第一宇宙速度,故B错误;由于第二宇宙速度为卫星脱离地球引力的最小发射速度,所以卫星的发射速度一定小于第二宇宙速度,故C错误;将卫星发射到越高的轨道克服引力所作的功越大,所以发射到近地圆轨道所需能量较小,故D正确。4.(2019江苏卷T4)1970年成功发射的“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v1、v2,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.B.C.D.【答案】B【解析】“东方红一号”从近地点到远地点万有引力做负功,动能减小,所以,过
4、近地点圆周运动的速度为 ,由于“东方红一号”在椭圆上运动,所以,故B正确。5.(2019全国卷T1)2019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F随h变化关系的图像是A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】根据万有引力定律可得: ,h越大,F越大,故选项D符合题意;6.(2019天津卷T1)2018年12月8日,肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射,“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测,率先在月背刻上了中国足迹”。已知月球的质量为M、半径为R,探测器的质量为m,引力常量为G,嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时,探测器的A. 周期为B. 动能为C. 角速度为D. 向心加速度为【答案】C【解析】【详解】由万有引力提供向心力可得 ,可得 ,故A正确;解得 ,由于 ,故B错误;解得 ,故C错误;解得 ,故D错误。综上分析,答案为A7.(2018北京卷T5)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
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