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专题05 万有引力与航天-2015年高考物理试题分项版解析（解析版）

发布时间：2020-04-20 22:25:17 来源：文档文库

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【2015·上海·22B】1．两靠得较近的天体组成的系统成为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于由于引力作用而吸引在一起。设两天体的质量分布为word/media/image3_1.png和word/media/image4_1.png，则它们的轨道半径之比word/media/image5_1.png__________；速度之比word/media/image6_1.png__________。

1．【答案】 word/media/image7_1.png；word/media/image7_1.png

【学科网考点定位】万有引力定律；圆周运动

【名师点睛】本题考查双星问题，要掌握双星问题的特点：双星角速度相同，向心力由万有引力提供也相同，向心力大小也相等。

【2015·江苏·3】2．过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径为1/20，该中心恒星与太阳的质量比约为（）

A．1/10 B．1 C．5 D．10

2．【答案】B

【学科网考点】天体运动

【名师点睛】本题主要是公式，在天体运动中，万有引力提供向心力word/media/image10_1.png可求中心天体的质量。

【2015·福建·14】3．如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2。则（）

word/media/image12_1.png word/media/image13_1.png word/media/image14_1.png word/media/image15_1.png

3．【答案】 A

【学科网考点定位】天体运动

【名师点睛】：本题主要是公式，卫星绕中心天体做圆周运动，万有引力提供向心力word/media/image17_1.png，由此得到线速度与轨道半径的关系

【2015·重庆·2】4．宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为word/media/image18_1.png，距地面高度为word/media/image19_1.png，地球质量为word/media/image20_1.png，半径为word/media/image21_1.png，引力常量为word/media/image22_1.png，则飞船所在处的重力加速度大小为

A．0 B．word/media/image23_1.png C．word/media/image24_1.png D．word/media/image25_1.png

4．【答案】B

【考点定位】万有引力定律的应用。

【名师点睛】掌握万有引力定律求中心天体的质量和密度、环绕天体的线速度、角速度、周期、加速度；主要利用word/media/image27_1.png。

【2015·天津·4】5．未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转仓”如图所示，当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，为达到目的，下列说法正确的是

A．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大

B．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小

C．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大

D．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小

5．【答案】B

考点：万有引力与航天

【名师点睛】万有引力与航天是高考的热点也是重点，要把握好三个模型（公转、自转和双星）和解决天体问题以两条思路（一是黄金代换式，二是万有引力充当向心力），这是解决天体问题的基础。同时，这类试题对审题的要求比较高，如何回归模型是关键，如本题中，貌似属于万有引力与航天问题，实质上却是生活中的圆周运动问题，与万有引力无关，从“供需”的角度分析向心力即可。

【2015·山东·15】6．如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以word/media/image30_1.png、word/media/image31_1.png分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，word/media/image32_1.png表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是[来源:Zxxk.Com]

word/media/image33.gifword/media/image34.gif

A．word/media/image35_1.png B．word/media/image36_1.png C．word/media/image37_1.png D．word/media/image38_1.png

6．【答案】D

【学科网考点定位】万有引力定律的应用.

【名师点睛】此题考查了万有引力定律的应用；关键是知道拉格朗日点与月球周期的关系以及地球同步卫星的特点.

【2015·天津·8】7．word/media/image40_1.png、word/media/image41_1.png为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星word/media/image42_1.png、word/media/image43_1.png做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示word/media/image44_1.png、word/media/image45_1.png周围的a与word/media/image46_1.png的反比关系，它们左端点横坐标相同，则

A．word/media/image48_1.png的平均密度比word/media/image49_1.png的大

B．word/media/image50_1.png的第一宇宙速度比word/media/image51_1.png的小

C．word/media/image52_1.png的向心加速度比word/media/image53_1.png的大

D．word/media/image54_1.png的公转周期比word/media/image55_1.png的大

7．【答案】AC

考点：天体与万有引力定律

【名师点睛】万有引力与航天是高考的热点也是重点，要把握好三个模型（公转、自转和双星）和解决天体问题以两条思路（一是黄金代换式，二是万有引力充当向心力），这是解决天体问题的基础。同时，这类试题对审题的要求比较高，如何回归模型是关键，解决本题不仅要熟练掌握公转模型问题的基本解题方法和思路，同时对读图、识图能力也有一定程度的考查。

【2015·四川·5】8．登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比

A．火星的公转周期较小 B．火星做圆周运动的加速度较小

C．火星表面的重力加速度较大 D．火星的第一宇宙速度较大

8．【答案】B[来源:Z*xx*k.Com]

【考点定位】万有引力定律的应用和分析数据、估算的能力。

【名师点睛】培养分析数据和估算的能力、熟记与理解万有引力定律和向心力公式是正确求解万有引力问题的必备条件。

【名师点睛】在遇到较大数据时，尤其在万有引力问题中，要善于使用比例关系式，不要过分“死算”。

【名师点睛】天体运动可分为近地运动模型和环绕运动模型两大类：

（1）在近地运动模型中，mg≈word/media/image58_1.png，即有：g≈word/media/image59_1.png∝word/media/image60_1.png

（2）在环绕运动模型中，Fn＝word/media/image61_1.png，各运动参量与轨道半径的关系是越高越慢，即r越大，v、ω、an越小，T越大。

【2015·全国新课标Ⅰ·21】9．我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下落。已知探测器的质量约为1.3×109kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8m/s2。则次探测器