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萬有引力定律及其應用 高三物理二輪復習 高頻考點一天體質量和密度的估算 高頻考點二人造衛(wèi)星的a v T 與r的關系 高頻考點三衛(wèi)星變軌問題 考點 網絡構建 核心再現 高頻考點一天體質量和密度的估算 命題視角 題組沖關 解析 答案 C 高頻考點一天體質量和密度的估算 命題視角 題組沖關 例1 2015 河南洛陽二模 如圖所示 嫦娥三號 的環(huán)月軌道可近似看成是圓軌道 觀察 嫦娥三號 在環(huán)月軌道上的運動 發(fā)現每經過時間t通過的弧長為l 該弧長對應的圓心角為 弧度 已知萬有引力常量為G 則月球的質量是 視角一天體質量的估算 解析 答案 B 高頻考點一天體質量和密度的估算 命題視角 題組沖關 例2 2014 高考新課標全國卷 假設地球可視為質量均勻分布的球體 已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0 在赤道的大小為g 地球自轉的周期為T 引力常量為G 地球的密度為 視角二天體密度的估算 解析 答案 A 高頻考點一天體質量和密度的估算 命題視角 題組沖關 1 一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運動 其角速度大小為 假設宇航員登上該行星后 在該行星表面上用彈簧測力計測量一質量為m的物體的重力 物體靜止時 彈簧測力計的示數為F0 已知引力常量為G 則這顆行星的質量為 解析 答案 BD 高頻考點一天體質量和密度的估算 命題視角 題組沖關 2 2016 開封一模 多選 科學家觀察到太陽系外某一恒星有一行星 并測得它繞該恒星運行一周所用的時間為1200年 行星與該恒星的距離為地球到太陽距離的100倍 假定該行星繞恒星運動的軌道和地球繞太陽運行的軌道都是圓形軌道 僅利用以上兩個數據可以求出的量有 A 恒星密度與太陽密度之比B 恒星質量與太陽質量之比C 行星質量與地球質量之比D 行星運行速度與地球公轉速度之比 解析 答案 D 高頻考點一天體質量和密度的估算 命題視角 題組沖關 3 天文學家新發(fā)現了太陽系外的一顆行星 這顆行星的體積是地球的4 7倍 質量是地球的25倍 已知某一近地衛(wèi)星繞地球運動的周期約為1 4小時 引力常量G 6 67 10 11N m2 kg2 由此估算該行星的平均密度約為 A 1 8 103kg m3B 5 6 103kg m3C 1 1 104kg m3D 2 9 104kg m3 高頻考點一天體質量和密度的估算 命題視角 題組沖關 高頻考點二人造衛(wèi)星的a v T 與r的關系 命題視角 題組沖關 解析 答案 A 高頻考點二人造衛(wèi)星的a v T 與r的關系 命題視角 題組沖關 例3 2014 高考江蘇卷 已知地球的質量約為火星質量的10倍 地球的半徑約為火星半徑的2倍 則航天器在火星表面附近繞火星做勻速圓周運動的速率約為 A 3 5km sB 5 0km sC 17 7km sD 35 2km s 視角一宇宙速度 解析 答案 B 圖片顯 隱 高頻考點二人造衛(wèi)星的a v T 與r的關系 命題視角 題組沖關 例4 2016 湖北高三調研 在地球的衛(wèi)星中有兩類衛(wèi)星的軌道比較特殊 一是極地衛(wèi)星 二是同步衛(wèi)星 已知某極地衛(wèi)星的運行周期為12h 則下列關于對極地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星的描述正確的是 A 該極地衛(wèi)星的運行速度一定小于同步衛(wèi)星的運行速度B 該極地衛(wèi)星的向心加速度一定大于同步衛(wèi)星的向心加速度C 該極地衛(wèi)星的發(fā)射速度一定大于同步衛(wèi)星的發(fā)射速度D 該極地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星均與地面相對靜止 視角二人造衛(wèi)星的a v T與半徑的關系 解析 答案 A 高頻考點二人造衛(wèi)星的a v T 與r的關系 命題視角 題組沖關 1 2015 高考福建卷 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 解析 答案 B 高頻考點二人造衛(wèi)星的a v T 與r的關系 命題視角 題組沖關 2 2015 高考四川卷 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 地球和火星公轉視為勻速圓周運動 忽略行星自轉影響 根據下表 火星和地球相比 解析 答案 D 圖片顯 隱 高頻考點二人造衛(wèi)星的a v T 與r的關系 命題視角 題組沖關 3 2015 全國大聯盟押題卷 隨著科學技術的發(fā)展 我國在航天事業(yè)上取得了一個又一個的突破 已成功實現機器人登陸月球 2014年1月14日21時45分 在北京航天飛行控制中心控制下 玉兔號 月球車對月球進行了全面的科學探測 已知在某次實驗時 兩衛(wèi)星M N在如圖所示的圓軌道上環(huán)繞星體O始終共線運行時 下列說法正確的是 A 衛(wèi)星M的加速度小于衛(wèi)星N的加速度B 衛(wèi)星M的速度小于衛(wèi)星N的速度C 星體O對衛(wèi)星N的引力與衛(wèi)星N做圓周運動的向心力相等D 星體O對衛(wèi)星N的引力大于衛(wèi)星N做圓周運動的向心力 高頻考點二人造衛(wèi)星的a v T 與r的關系 命題視角 題組沖關 高頻考點二人造衛(wèi)星的a v T 與r的關系 命題視角 題組沖關 高頻考點三衛(wèi)星變軌問題 命題視角 題組沖關 高頻考點三衛(wèi)星變軌問題 命題視角 題組沖關 例5 多選 如圖所示 發(fā)射同步衛(wèi)星的一般程序是 先讓衛(wèi)星進入一個近地的圓軌道 然后在P點變軌 進入橢圓形轉移軌道 該橢圓軌道的近地點為近地圓軌道上的P點 遠地點為同步圓軌道上的Q點 到達遠地點Q時再次變軌 進入同步軌道 設衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的速率為v1 在橢圓形轉移軌道的近地點P點的速率為v2 沿轉移軌道剛到達遠地點Q時的速率為v3 在同步軌道上的速率為v4 衛(wèi)星在近地圓軌道 橢圓形轉移軌道 同步軌道上運動的周期分別為T1 T2 T3 則下列說法正確的是 A 在P點變軌時需要加速 在Q點變軌時需要減速B 在P點變軌時需要減速 在Q點變軌時需要加速C T1 T2 T3D v2 v1 v4 v3 視角一衛(wèi)星軌道變化問題 高頻考點三衛(wèi)星變軌問題 命題視角 題組沖關 高頻考點三衛(wèi)星變軌問題 命題視角 題組沖關 高頻考點三衛(wèi)星變軌問題 命題視角 題組沖關 例6 原創(chuàng)卷 多選 歐航局彗星探測器 羅塞塔 分離的 菲萊 著陸器 于北京時間13日零時5分許確認成功登陸彗星 67P 丘留莫夫 格拉西緬科 以下簡稱67P 這是人造探測器首次登陸一顆彗星 若 菲萊 著陸器著陸前與探測器 羅塞塔 均繞彗星67P 可視為半徑為R的球形 的中心O做半徑為r 逆時針方向的勻速圓周運動 如圖所示 不計著陸器與探測器間的相互作用力 彗星67P表面的重力加速度為g 則 視角二衛(wèi)星的追及 相遇問題 高頻考點三衛(wèi)星變軌問題 命題視角 題組沖關 高頻考點三衛(wèi)星變軌問題 命題視角 題組沖關 高頻考點三衛(wèi)星變軌問題 命題視角 題組沖關 解析 答案 B 高頻考點三衛(wèi)星變軌問題 命題視角 題組沖關 1 2016 河南豫西名校聯考 2013年12月2日 我國探月衛(wèi)星 嫦娥三號 在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空 飛行軌道示意圖如圖所示 嫦娥三號 從地面發(fā)射后奔向月球 先在軌道 上運動 在P點從圓形軌道 進入橢圓軌道 Q為軌道 上的近月點 則 嫦娥三號 在軌道 上 A 運動的周期大于在軌道 上運動的周期B 從P到Q的過程中速率不斷增大C 經過P的速度大于在軌道 上經過P的速度D 經過P的加速度小于在軌道 上經過P的加速度 解析 答案 高頻考點三衛(wèi)星變軌問題 命題視角 題組沖關 2 2015 山西四校第三次聯考 神舟十號飛船于北京時間2013年6月11日17時38分在甘肅省酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空 并于北京時間6月13日13時18分 實施與天宮一號自動交會對接 這是天宮一號自2011年9月發(fā)射入軌以來 第5次與神舟飛船成功實現交會對接 交會對接前神舟十號飛船先在較低圓軌道1上運動 在適當位置經變軌與在圓軌道2上運動的天宮一號對接 如圖所示 M Q兩點在軌道1上 P點在軌道2上 三點連線過地球球心 把飛船的加速過程簡化為只做一次短時加速 下列關于神舟十號變軌過程的描述 正確的是 A 神舟十號必須在Q點加速 才能在P點與天宮一號相遇B 神舟十號在M點經一次加速 即可變軌到軌道2C 神舟十號經變軌后速度總大于變軌前的速度D 神舟十號變軌后的運行周期總大于變軌前的運行周期 D 高頻考點三衛(wèi)星變軌問題 命題視角 題組沖關 真題試做 新題預測 真題1 2014 高考新課標全國卷 多選 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 據報道 2014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 真題試做 新題預測 真題試做 新題預測 解析 答案 真題試做 新題預測 真題2 2015 高考課標全國卷 多選 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 然后經過一系列過程 有離月面4m高處做一次懸停 可認為是相對于月球靜止 最后關閉發(fā)動機 探測器自由下落 已知探測器的質量約為1 3 103kg 地球質量約為月球的81倍 地球半徑約為月球的3 7倍 地球表面的重力加速度大小約為9 8m s2 則此探測器 A 在著陸前的瞬間 速度大小約為8 9m sB 懸停時受到的反沖作用力約為2 103NC 從離開近月圓軌道到著陸這段時間內 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 BD 解析 答案 真題試做 新題預測 美國東部時間2015年3月1日 SpaceX的 獵鷹九號 火箭發(fā)射了兩顆通信衛(wèi)星 假設兩顆衛(wèi)星均繞地心做勻速圓周運動 軌道半徑分別為R1 R2 某時刻兩顆衛(wèi)星分別位于兩軌道上的A B兩位置 如圖所示 若衛(wèi)星均順時針運行 地球半徑為R 不計衛(wèi)星間的相互作用力 引力常量為G 則以下判斷中正確的是 D 典例展示 自悟自練 物理模型02天體運動中的多星模型 典例展示 自悟自練 物理模型02天體運動中的多星模型 解析 答案 B 典例展示 自悟自練 物理模型02天體運動中的多星模型 1 雙星模型 雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成 兩恒星在相互引力的作用下 分別圍繞其連線上的某一點做周期相同的勻速圓周運動 研究發(fā)現 雙星系統(tǒng)演化過程中 兩星的總質量 距離和周期均可能發(fā)生變化 若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運動的周期為T 經過一段時間演化后 兩星總質量變?yōu)樵瓉淼膋倍 兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍 則此時圓周運動的周期為 典例展示 自悟自練 物理模型02天體運動中的多星模型 2 三星模型 2015 高考安徽卷 由三顆星體構成的系統(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做相同角速度的圓周運動 圖示為A B C三顆星體質量不相同時的一般情況 若A星體質量為2m B C兩星體的質量均為m 三角形的邊長為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 典例展示 自悟自練 物理模型02天體運動中的多星模型 典例展示 自悟自練 物理模型02天體運動中的多星模型 典例展示 自悟自練 物理模型02天體運動中的多星模型 典例展示 自悟自練 物理模型02天體運動中的多星模型 典例展示 自悟自練 物理模型02天體運動中的多星模型 解析 答案 AD 典例展示 自悟自練 物理模型02天體運動中的多星模型 1 限時6分鐘滿分6分 多選 某國際研究小組觀測到了一組雙星系統(tǒng) 它們繞二者連線上的某點做勻速圓周運動 雙星系統(tǒng)中質量較小的星體能 吸食 質量較大的星體的表面物質 達到質量轉移的目的 根據大爆炸宇宙學可知 雙星間的距離在緩慢增大 假設星體的軌道近似為圓 則在該過程中 A 雙星做圓周運動的角速度不斷減小B 雙星做圓周運動的角速度不斷增大C 質量較大的星體做圓周運動的軌道半徑減小D 質量較大的星體做圓周運動的軌道半徑增大 解析 答案 ABC 典例展示 自悟自練 物理模型02天體運動中的多星模型