专题五 万有引力与航天
备考篇
【考情探究】
课标解读
考点 内容
1.了解万有引力定律的发现
开普勒行星
过程。
运动定律与
2.知道万有引力定律。
万有引力定
3.认识发现万有引力定律的
律
重要意义。
1.会计算人造地球卫星的环
人造卫星、绕速度。
宇宙航行
2.知道第二宇宙速度和第三
宇宙速度。
【真题探秘】
考情分析
由近几年的考情分析可见,本
专题主要考查基础知识和基
本能力,以中心天体模型为背
景,研究中心天体的质量、密
度,或分析计算环绕天体的各
种物理量,主要是选择题的形
式考查,难度中等。主要考查
考生的科学推理素养。
备考指导
对本专题的复习,要知道开普勒
行星运动定律,熟练掌握万有引
力的基本应用,对于卫星变轨等
较难问题,知道分析的关键即
可。对航空航天的新进展应多加关注,可能会成为命题的背景。
基础篇
【基础集训】
考点一 开普勒行星运动定律与万有引力定律
1.(2018江苏徐州期中,3)牛顿在思考万有引力定律时就曾想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落点一次比一次远。如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。牛顿设想的一颗卫星,它沿椭圆轨道运动。下列说法正确的是( ) A.地球的球心与椭圆的中心重合
B.卫星在近地点的速率小于在远地点的速率 C.卫星在远地点的加速度小于在近地点的加速度 D.卫星与椭圆中心的连线在相等的时间内扫过相等的面积 1.答案 C
2.开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星运动规律,后人称之为开普勒行星运动定律。下列说法正确的是( )
A.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆,太阳处于圆心上 B.对同一颗行星来说,离太阳越近,运行速率就越大
C.在牛顿发现万有引力定律后,开普勒才发现了行星的运行规律
D.同步卫星的线速度比近地卫星大 2.答案 B
考点二 人造卫星、宇宙航行
3.(2019江苏常州田家炳高级中学调研,2)北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS),建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星。对于其中的5颗同步卫星,下列说法中正确的是( ) A.一定位于空间同一位置上 B.一定位于空间同一轨道上 C.地球对它们的引力一定相同 D.可以定位在北京上空 3.答案 B
4.(2018江苏无锡期中,6)(多选)2016年12月22日,我国成功发射了国内首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星(以下简称“碳卫星”)。如图所示,设“碳卫星”在半径为R的圆周轨道上运行,经过时间t,通过的弧长为s。已知引力常量为G。下列说法正确的有( )
A.“碳卫星”内的物体处于平衡状态 B.“碳卫星”的运行速度大于7.9km/s
C.“碳卫星”的发射速度大于7.9km/s D.可算出地球质量为????2 4.答案 CD
综合篇
【综合集训】
拓展一 重力与万有引力的关系
1.(2018北京理综,17,6分)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60倍的情况下,需要验证( ) A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/60 B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/60
22
??2R
C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6 D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60 1.答案 B
2.(2018江苏南通月考,4)一物体质量为m,在北京地区它的重力为mg。假设地球自转略加快,该物体在北京地区的重力为mg'。则下列说法正确的是( ) A.mg'>mg B.mg' C.mg'和mg的方向都指向地心 D.mg'和mg的方向都指向北京所在纬线圈的圆心 2.答案 B 拓展二 卫星的轨道参量随轨道半径变化的规律 3.(2018江苏苏锡常镇四市一模联考,7)(多选)某试验卫星在地球赤道平面内的圆形轨道上运行,每5天对某城市访问一次,下列关于该卫星的描述中正确的有( ) A.角速度可能大于地球自转角速度 B.线速度可能大于第一宇宙速度 C.高度一定小于同步卫星的高度 D.向心加速度一定小于地面的重力加速度 3.答案 AD 4.(2018江苏苏州调研,4)“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星,被称为“太空110”,它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源,延长卫星的使用寿命。假设“轨道康复者”的轨道半径为同步卫星轨道半径的,其运动方向与地球自转方向一致,轨道平面与地球赤道平面重合,下列 51 说法正确的是( ) A.“轨道康复者”的加速度是同步卫星加速度的5倍 B.“轨道康复者”的线速度是同步卫星线速度的√5倍 C.站在地球赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动 D.“轨道康复者”可在高轨道上加速,以对接并拯救低轨道上的卫星 4.答案 B 拓展三 卫星的发射与变轨 5.(2019江苏百校联考,1)2017年9月,我国控制“天舟一号”飞船离轨,使它进入大气层烧毁,残骸坠入南太平洋一处号称“航天器坟场”的远离大陆的深海区。在受控坠落前,“天舟一号”在距地面约380km的圆轨道上飞行,则下列说法中正确的是 ( ) A.在轨运行时,“天舟一号”的线速度大于第一宇宙速度 B.在轨运行时,“天舟一号”的角速度小于同步卫星的角速度 C.受控坠落时,应通过“反推”实现制动离轨 D.“天舟一号”离轨后,在进入大气层前,运行速度不断减小 5.答案 C 6.(2020届江苏盐城月考,8)(多选)据报道:我国在规划深空探测工程,将在2020年7月发射火星探测器。如图为某着陆器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图,着陆器先在椭圆轨道Ⅰ上运动,然后在圆轨道Ⅱ上运动,最后在椭圆轨道Ⅲ上运动,P点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的交点,轨道上的P、S、Q三点与火星中心在同一直线上,P、Q两点分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点,且PQ=2QS=2L,着陆器在轨道Ⅰ上经过P点的速度为v1,在轨道Ⅱ上经过P点的速度为v2,在轨道Ⅲ上经过P点的速度为v3,下列说法正确的是( ) A.着陆器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要点火加速 B.着陆器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间与它在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间之比是 3√64 2??22 C.着陆器在轨道Ⅲ上经过P点的加速度可表示为3?? D.着陆器在轨道Ⅱ上的机械能比在轨道Ⅲ上的机械能少(不计着陆器质量变化) 6.答案 BC 应用篇 应用一 应用万有引力定律求中心天体的质量、密度 【应用集训】 1.(2019江苏常州期末)(多选)已知地球和火星的半径分别为r1、r2,绕太阳公转轨道可视为圆,轨道半径分别为r1'、r2',公转线速度分别为v1'、v2',地球和火星表面重力加速度分别为g1、
江苏专用2021高考物理一轮复习专题五万有引力与航天含解析
