(新课标)2022版高考物理二轮复习专题一第4讲万有引力定律及其应用精练(含解析).pdf
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1、新课标新课标 20222022 版高考物理二轮版高考物理二轮复习专题一第复习专题一第4 4讲万有引力定律讲万有引力定律及其应用精练含解析及其应用精练含解析万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用(45(45 分钟分钟)刷根底刷根底 1 1关于行星运动的规律,关于行星运动的规律,以下说法符合史实以下说法符合史实的是的是()A A开普勒在牛顿定律的根底上,开普勒在牛顿定律的根底上,导出了行星导出了行星运动的规律运动的规律B B开普勒在天文观测数据的根底上,开普勒在天文观测数据的根底上,总结出总结出了行星运动的规律了行星运动的规律C C开普勒总结出了行星运动的规律,开普勒总结出了行星运动的规律,找出
2、了找出了行星按照这些规律运动的原因行星按照这些规律运动的原因D D开普勒总结出了行星运动的规律,开普勒总结出了行星运动的规律,发现了发现了万有引力定律万有引力定律解析:开普勒在前人天文观测数据的根底上解析:开普勒在前人天文观测数据的根底上总结出了行星运动的规律,但没有找出行星按照总结出了行星运动的规律,但没有找出行星按照这些规律运动的原因,而牛顿发现了万有引力定这些规律运动的原因,而牛顿发现了万有引力定律律答案:答案:B B-2-2-2 2太空行走又称为出舱活动太空行走又称为出舱活动狭义的太空行狭义的太空行走即指航天员离开载人航天器乘员舱进入太空的走即指航天员离开载人航天器乘员舱进入太空的出舱
3、活动如下图,假设某宇航员出舱离开飞船出舱活动如下图,假设某宇航员出舱离开飞船后身上的速度计显示其相对地心的速度为后身上的速度计显示其相对地心的速度为v v,该,该航天员从离开舱门到结束太空行走所用时间为航天员从离开舱门到结束太空行走所用时间为t t,地球的半径为地球的半径为R R,地球外表的重力加速度为地球外表的重力加速度为g g,那那么么()A A 航天员在太空行走时可模仿游泳向后划着航天员在太空行走时可模仿游泳向后划着前进前进B B 该航天员在太空“走的路程估计只有几该航天员在太空“走的路程估计只有几米米gRgRC C该航天员离地高度为该航天员离地高度为2 2R Rv vRvRv2 2D
4、D该航天员的加速度为该航天员的加速度为2 2t t解析:由于太空没有空气,因此航天员在太解析:由于太空没有空气,因此航天员在太空中行走时无法模仿游泳向后划着前进,故空中行走时无法模仿游泳向后划着前进,故 A A 错错误;航天员在太空“走的路程是以速度误;航天员在太空“走的路程是以速度v v运动运动-3-3-2 2GMmGMmGMmGMm的路程,的路程,即为即为vtvt,故故 B B 错误;错误;由由2 2mgmg和和2 2R R R Rh h gRgRa aR Rm m,得,得h h2 2R R,故,故C C 正确;由正确;由 2 2R Rh hv vg g R Rh h v v4 4得得a
5、a2 2,故,故 D D 错误错误gRgR答案:答案:C C3 3(2022高考江苏卷(2022高考江苏卷)1970)1970 年成功发射的年成功发射的“东方红一号是我国第一颗人造地球卫星,该“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下图,设卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动如下图,设卫星在近地点、远地点的速度分别为卫星在近地点、远地点的速度分别为v v1 1、v v2 2,近,近地点到地心的距离为地点到地心的距离为r r,地球质量为地球质量为M M,引力常量引力常量为为G G.那么那么()v v2 22 22 2A Av v1 1 v v2 2,v v1 1C Cv
6、 v1 1 v v2 2,v v1 1 r rGMGMD Dv v1 1 r rGMGMr rGMGMr r-4-4-解析:“东方红一号环绕地球在椭圆轨道解析:“东方红一号环绕地球在椭圆轨道上运行的过程中,只有万有引力做功,机械能守上运行的过程中,只有万有引力做功,机械能守恒,其由近地点向远地点运动时,万有引力做负恒,其由近地点向远地点运动时,万有引力做负功,功,引力势能增加,引力势能增加,动能减小,动能减小,因此因此v v1 1 v v2 2;又“东又“东方红一号离开近地点开始做离心运动,那么由方红一号离开近地点开始做离心运动,那么由MmMmv v离心运动的条件可知离心运动的条件可知G G2
7、 2 r rr r正确,正确,A A、C C、D D 错误错误答案:答案:B B2 21 1GMGM,B Br r4 4(2022高考北京卷(2022高考北京卷)2019)2019 年年 5 5 月月 1717 日,日,我国成功发射第我国成功发射第 4545 颗北斗导航卫星,颗北斗导航卫星,该卫星属于该卫星属于地球静止轨道卫星地球静止轨道卫星(同步卫星同步卫星)该卫星该卫星()A A入轨后可以位于北京正上方入轨后可以位于北京正上方B B入轨后的速度大于第一宇宙速度入轨后的速度大于第一宇宙速度C C发射速度大于第二宇宙速度发射速度大于第二宇宙速度D D假设发射到近地圆轨道所需能量较少假设发射到近
8、地圆轨道所需能量较少解析:同步卫星只能位于赤道正上方,解析:同步卫星只能位于赤道正上方,A A 错;错;-5-5-MmMmmvmv由由G G2 2知,卫星的轨道半径越大,环绕速度知,卫星的轨道半径越大,环绕速度r rr r越小,越小,因此入轨后的速度小于第一宇宙速度因此入轨后的速度小于第一宇宙速度(近地近地卫星的速度卫星的速度),B B 错;同步卫星的发射速度大于第错;同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度、小于第二宇宙速度,一宇宙速度、小于第二宇宙速度,C C 错;假设该错;假设该卫星发射到近地圆轨道,所需发射速度较小,所卫星发射到近地圆轨道,所需发射速度较小,所需能量较少,需能量较少,D D
9、对对答案:答案:D D5 5(多项选择多项选择)为“照亮嫦为“照亮嫦娥四号“驾临月球反面之路,娥四号“驾临月球反面之路,一颗承载地月中转通信任务的中一颗承载地月中转通信任务的中继卫星将在嫦娥四号发射前半年进入到地月拉格继卫星将在嫦娥四号发射前半年进入到地月拉格朗日朗日L L2 2点如下图,在该点,地球、月球和中继点如下图,在该点,地球、月球和中继卫星位于同一直线上,且中继卫星绕地球做圆周卫星位于同一直线上,且中继卫星绕地球做圆周运动的轨道周期与月球绕地球做圆周运动的轨道运动的轨道周期与月球绕地球做圆周运动的轨道周期相同,那么周期相同,那么()A A 中继卫星做圆周运动的向心力由地球和月中继卫星
10、做圆周运动的向心力由地球和月球的引力共同提供球的引力共同提供-6-6-2 2B B 中继卫星的线速度大小小于月球的线速度中继卫星的线速度大小小于月球的线速度大小大小C C 中继卫星的加速度大小大于月球的加速度中继卫星的加速度大小大于月球的加速度大小大小D D 在地面发射中继卫星的速度应大于第二宇在地面发射中继卫星的速度应大于第二宇宙速度宙速度解析:卫星的向心力由月球和地球引力的合解析:卫星的向心力由月球和地球引力的合力提供,力提供,故故 A A 正确;正确;卫星与月球绕地球同步运动,卫星与月球绕地球同步运动,角速度相等,根据角速度相等,根据v vrr,知卫星的线速度大于,知卫星的线速度大于月球
11、的线速度,月球的线速度,故故 B B 错误;错误;根据根据a arr2 2知,知,卫星卫星的向心加速度大于月球的向心加速度,的向心加速度大于月球的向心加速度,故故 C C 正确;正确;在地面发射中继卫星的速度应小于第二宇宙速在地面发射中继卫星的速度应小于第二宇宙速度,故度,故 D D 错误错误答案:答案:ACAC6 6(多项选择)(2022高考天津多项选择)(2022高考天津卷卷)2018)2018 年年 2 2 月月 2 2 日,我国成功将电日,我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号发射磁监测试验卫星“张衡一号发射升空,标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高升空,标志我国成为世界上少数拥有在轨运
12、行高-7-7-精度地球物理场探测卫星的国家之一通过观测精度地球物理场探测卫星的国家之一通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期,并地球的半径可以得到卫星绕地球运动的周期,并地球的半径和地球外表处的重力加速度假设将卫星绕地球和地球外表处的重力加速度假设将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动,且不考虑地球自转的运动看作是匀速圆周运动,且不考虑地球自转的影响,根据以上数据可以计算出卫星的的影响,根据以上数据可以计算出卫星的()A A密度密度C C离地高度离地高度B B向心力的大小向心力的大小D D线速度的大小线速度的大小解析:根据题意,卫星运动的周期解析:根据题意,卫星运动的周期T T,地球,地球的半径的
13、半径R R,地球外表的重力加速度地球外表的重力加速度g g,卫星受到的卫星受到的MmMm442 2万有引力充当向心力,万有引力充当向心力,故有故有G G2 2m m2 2r r,卫星的卫星的r rT T质量被抵消,那么不能计算卫星的密度,也不能质量被抵消,那么不能计算卫星的密度,也不能MmMm44计算卫星的向心力大小,计算卫星的向心力大小,A A、B B 错误;错误;由由G G2 2m m2 2r rT T2 23 3GMTGMT2 2r r解得解得r r而而r rR Rh h,故可计算卫星故可计算卫星2 2,44距离地球外表的高度,距离地球外表的高度,C C 正确;正确;根据公式根据公式v
14、v22r rT T,轨道半径可以求出,周期,故可以计算出卫星绕轨道半径可以求出,周期,故可以计算出卫星绕-8-8-地球运动的线速度,地球运动的线速度,D D 正确正确答案:答案:CDCD7 7(多项选择)(2022湖北武汉第六中学高多项选择)(2022湖北武汉第六中学高三月考三月考)近年来自然灾害在世界各地频频发生,近年来自然灾害在世界各地频频发生,给给人类带来巨大损失科学家们对其中地震、海啸人类带来巨大损失科学家们对其中地震、海啸的研究结果说明,的研究结果说明,地球的自转将因此缓慢变快地球的自转将因此缓慢变快 以以下说法正确的选项是下说法正确的选项是()A A“天宫一号飞行器的高度要略调高一
15、点“天宫一号飞行器的高度要略调高一点B B地球赤道上物体的重力会略变小地球赤道上物体的重力会略变小C C同步卫星的高度要略调低一点同步卫星的高度要略调低一点D D地球的第一宇宙速度将略变小地球的第一宇宙速度将略变小解析:“天宫一号飞行器的向心力由地球解析:“天宫一号飞行器的向心力由地球的万有引力提供,的万有引力提供,其高度与地球的自转快慢无关,其高度与地球的自转快慢无关,故故 A A 错误;地球自转快了,那么地球自转的周期错误;地球自转快了,那么地球自转的周期变小对于赤道上的物体来说,由于地球自转的变小对于赤道上的物体来说,由于地球自转的周期变小,在地面上的物体随地球自转所需的向周期变小,在地
16、面上的物体随地球自转所需的向心力会增大,而“向心力等于“地球对物体的心力会增大,而“向心力等于“地球对物体的万有引力减去地面对物体的支持力,万有引力万有引力减去地面对物体的支持力,万有引力-9-9-的大小不变,所以必然是地面对物体的支持力减的大小不变,所以必然是地面对物体的支持力减小地面对物体的支持力大小等于物体受到的重小地面对物体的支持力大小等于物体受到的重力,所以物体的重力减小,故力,所以物体的重力减小,故 B B 正确;对地球同正确;对地球同步卫星而言,卫星的运行周期等于地球的自转周步卫星而言,卫星的运行周期等于地球的自转周期地球自转的周期期地球自转的周期T T变小了,由开普勒第三定变小
17、了,由开普勒第三定R R律律2 2k k可知,可知,卫星的轨道半径卫星的轨道半径R R减小,减小,卫星的高卫星的高T T度要减小些,故度要减小些,故 C C 正确;地球的第一宇宙速度正确;地球的第一宇宙速度v vgRgR,R R是地球的半径,可知是地球的半径,可知v v与地球自转的与地球自转的速度无关,故速度无关,故 D D 错误错误答案:答案:BCBC8 8(多项选择多项选择)2018)2018 年年 4 4 月月 2 2 日早日早 8 8 时时 1515 分分左右,在太空中飞行了六年半的“天宫一号目左右,在太空中飞行了六年半的“天宫一号目标飞行器已再入大气层,绝大局部器件在再入大标飞行器已
18、再入大气层,绝大局部器件在再入大气层过程中烧蚀销毁,局部残骸坠落于南太平洋气层过程中烧蚀销毁,局部残骸坠落于南太平洋中部区域,结束它的历史使命在烧蚀销毁前,中部区域,结束它的历史使命在烧蚀销毁前,由于稀薄空气阻力的影响,“天宫一号的运行由于稀薄空气阻力的影响,“天宫一号的运行半径逐渐减小在“天宫一号运行半径逐渐减半径逐渐减小在“天宫一号运行半径逐渐减-10-10-3 3小过程,以下说法正确的选项是小过程,以下说法正确的选项是()A A运行周期逐渐减小运行周期逐渐减小B B机械能逐渐减小机械能逐渐减小C C受到地球的万有引力逐渐减小受到地球的万有引力逐渐减小D D运行速率逐渐减小运行速率逐渐减小
19、MmMmv v44解析:根据解析:根据F FG G2 2m mm m2 2r r可知可知T Tr rr rT T222 22 2r r3 3,那么半径减小,周期减小,选项,那么半径减小,周期减小,选项 A A 正正GMGM确;由于空气阻力做功,那么机械能减小,选项确;由于空气阻力做功,那么机械能减小,选项MmMmB B 正确;由正确;由F FG G2 2可知,半径减小,万有引力增可知,半径减小,万有引力增r r加,选项加,选项 C C 错误;由错误;由v v速率变大,选项速率变大,选项 D D 错误错误答案:答案:ABAB 刷综合刷综合 9 9如下图,我国已成功发射如下图,我国已成功发射“天宫
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- 新课 2022 高考 物理 二轮 复习 专题 万有引力定律 及其 应用 精练 解析
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