广西2013年高考物理 核心考点复习冲刺十一 万有引力定律

1 广西广西 20132013 年高考核心考点复习冲刺十一年高考核心考点复习冲刺十一 万有引力定律万有引力定律 牛顿定律是历年高考重点考查的内容之一 对这部分内容的考查非常灵活 选择 实 验 计算等题型均可以考查 其中用整体法和隔离法处理问题 牛顿第二定律与静力学 运 动学的综合问题 物体的平衡条件等都是高考热点 对牛顿第一 第三定律的考查经常以选 择题或融合到计算题中的形式呈现 另外 牛顿运动定律在实际中的应用很多 如弹簧问题 传送带问题 传感器问题 超重失重问题 同步卫星问题等等 应用非常广泛 尤其要注意 以天体问题为背景的信息给予题 这类试题不仅能考查考生对知识的掌握程度 而且还能考 查考生从材料 信息中获取要用信息的能力 因此备受命题专家的青睐 示例 1 我国和欧盟合作的建国以来最大的国际科技合作计划 伽利略计划 将进入 全面实施阶段 这标志着欧洲和我国都将拥有自己的卫星导航定位系统 并将结束美国全球 定位系统 GPS 在世界独占鳌头的局面 据悉 伽利略 卫星定位系统将由 30 颗轨道卫星组 成 卫星的轨道高度为 4 2 4 10 倾角为 0 56 分布在 3 个轨道上 每个轨道面部署 9 颗工作 卫星和 1 颗在轨备份卫星 当某颗卫星出现故障时可及时顶替工作 若某颗替补卫星处在略 低于工作卫星的轨道上 则这颗卫星的周期和速度与工作卫星相比较 以下说法中正确的是 A 替补卫星的周期大于工作卫星的周期 速度大于工作卫星的速度 B 替补卫星的周期小于工作卫星的周期 速度大于工作卫星的速度 C 替补卫星的周期大于工作卫星的周期 速度小于工作卫星的速度 D 替补卫星的周期小于工作卫星的周期 速度小于工作卫星的速度 解析 由于卫星绕地球做匀速圆周运动 则 22 22 4 Mmv Gmm Rh RhRhT 故卫星的运行周期 23 4 Rh T GM 卫 星运行速度 GM v Rh 因此 卫星高度 h 越小 运行周期 T 越小 速度 v 越大 B 项正确 2 示例 2 你是否注意到 神舟 六号宇宙飞船控制中心的大屏幕上出现的一幅卫星运行轨 迹图 如图 3 5 所示 它记录了 神舟 六号飞船在地球表面垂直投影的位置变化 图中 表示在一段时间内飞船绕地球圆周飞行四圈 依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹 图中分别标出了各地点的经纬度 如 在轨迹 通过赤道时的经度为西经 157 5 绕行一圈后轨迹 再次经过赤道时经度为 180 若地球质量为 M 地球半 径为 R 万有引力恒量为 G 从图中你能知道 神舟 六号宇宙飞船的那些轨道参数 需 推导出的参数 只需写出字母推导过程 解析 神舟飞船运行在轨道倾角 42 4 度 卫星轨道平面与赤道平面的夹角为 42 4 飞船每运行一周 地球自转角度为 180 157 5 22 5 则神舟飞船运行的周期 22 5 24 3600540090min 360 Tss 3 1 某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球 结果球划着一条弧线飞到小桶的前方 如图 4 18 所示 不计空气阻力 为了能把小球抛进小桶中 则下次再水平抛时 他可能 作出的调整为 图 4 18 A 减小初速度 抛出点高度不变 B 增大初速度 抛出点高度不变 C 初速度大小不变 降低抛出点高度 D 初速度大小不变 提高抛出点高度 解析 小球做平抛运动 竖直方向h gt2 水平方向x v0t v0 欲使小球落入 1 2 2h g 小桶中 需减小x 有两种途径 减小h或减小v0 B D 错 A C 对 答案 AC 2 由于通信和广播等方面的需要 许多国家发射了地球同步轨道卫星 这些卫星的 4 A 质量可以不同 B 轨道半径可以不同 C 轨道平面可以不同 D 速率可以不同 解析 同步卫星运行时 万有引力提供向心力 mr m 故有 GMm r2 4 2 T2 v2 r v 由于同步卫星运行周期与地球自转周期相同 故同步卫星的轨道半径 r3 T2 GM 4 2 GM r 是确定的 速度v也是确定的 同步卫星的质量可以不同 要想使卫星与地球自转同步 轨 道平面一定是赤道平面 故只有选项 A 正确 4 一行星绕恒星做圆周运动 由天文观测可得 其运行周期为T 速度为v 引力常量为G 则 A 恒星的质量为 B 行星的质量为 v3T 2 G 4 2v3 GT2 C 行星运动的轨道半径为 D 行星运动的加速度为 vT 2 2 v T 解析 由 mr得M A对 无法计算行星的质量 B 错 r GMm r2 mv2 r 4 2 T2 v2r G v3T 2 G 5 C 对 a 2r v v D 对 v v 2 T vT 2 2 T 6 如图 4 22 所示 半径为R的光滑圆形轨道竖直固定放置 小球m在圆形轨道内侧做圆周 运动 对于半径R不同的圆形轨道 小球m通过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用 力 下列说法中正确的是 图 4 22 A 半径R越大 小球通过轨道最高点时的速度越大 B 半径R越大 小球通过轨道最高点时的速度越小 C 半径R越大 小球通过轨道最低点时的角速度越大 6 D 半径R越大 小 球通过轨道最低点时的角速度越小 7 我国 嫦娥一号 探月卫星发射后 先在 24 小时轨道 上绕地球运行 即绕地球一圈需 要 24 h 然后 经过两次变轨依次到达 48 小时轨道 和 72 小时轨道 最后奔向月 球 如果按圆形轨道计算 并忽略卫星质量的变化 则在每次变轨完成后与变轨前相比 A 卫星动能增大 引力势能减小 B 卫星动能增大 引力势能增大 C 卫星动能减小 引力势能减小 D 卫星动能减小 引力势能增大 解析 由F m知 Ek mv2 r越大 Ek越小 r增大 卫星在升高过 GMm r2 v2 r 1 2 GMm 2r 程中要克服万有引力做功 引力势能增大 综上所述 D 对 A B C 错 答案 D 8 质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动 小球的直径略小于圆管的直径 如图 4 23 所示 已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力恰好为mg 则小球以 速度 通过圆管的最高点时 v 2 图 4 23 A 小球对圆管的内 外壁均无压力 B 小球对圆管的外壁压力等于 mg 2 C 小球对圆管的内壁压力等于 mg 2 D 小球对圆管的内壁压力等于mg 7 解析 依题意 小球以速度v通过最高点时 由牛顿第二定律得 2mg m v2 R 令小球以速度 通过圆管的最高点时小球受向下的压力N 有mg N m v 2 v 2 2 r 解得N mg 2 上式表明 小球受到向上的支持力 由牛顿第三定律知小球对圆管内壁有向下的压力 大小为 选项 C 正确 mg 2 答案 C 10 如图 4 25 所示 平面内与ab段相切的光滑半圆 半径R 0 40 m 质量m 0 30 kg 的 小球A静止在水平轨道上 另一质量M 0 50 kg 的小球B以v0 4 m s 的初速度与小球A发 生碰撞 已知碰后小球A经过半圆的最高点c后落到轨道上距b点为L 1 2 m 处 重力加 8 速度g 10 m s2求 1 当A球经过半圆的最高点c时的速度大小 2 当A球经过半圆的最低点b时它对轨道的作用力 图 4 25 11 如图 4 26 所示 竖直面内的正方形ABCD的边长为d 质量为m 带电荷量为 q的小球 从AD边的中点 以某一初速度进入正方形区域 若正方形区域内未加电场时 小球恰好从 CD边的中点离开正方形区域 若在正方形区域内加上竖直方向的匀强