高考物理二轮复习万有引力定律与航天专题训练(含解析)

1、2014 年高考二轮复习万有引力定律与航天2012 年 10 月 25 日，我国将第十六颗北斗卫星“北斗- G6 ”送入太空，并定点于地球静止轨道东经110.5 。由此，具有完全自主知识产权的北斗系统将首先具备为亚太地区提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力。其定位精度优于20m，授时精 度 优 于100ns 。 关 于 这 颗 “ 北 斗 -G6 ” 卫 星 以 下 说 法 中 正 确 的 有()A这颗卫星轨道平面与东经110.5 的经线平面重合B通过地面控制可以将这颗卫星定点于杭州正上方C这颗卫星的线速度大小比离地350 公里高的天宫一号空间站线速度要大D这颗卫星的周期

2、一定等于地球自转周期答案： D解析：定点于地球静止轨道的第十六颗北斗卫星“北斗- G6”是同步卫星，卫星轨道平面在赤道平面， 卫星的周期一定等于地球自转周期，选项 A 错误 D 正确； 不能通过地面控制将这颗卫星定点于杭州正上方，选项 B 错误；这颗卫星的线速度大小比离地350 公里高的天宫一号空间站线速度要小，选项C 错误。2. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道 1 和 2 相切于 Q点，轨道 2 和 3 相切于 P 点，设卫星在1 轨道和 3 轨道正常运行的速度和加速度分别为v1、v3 和 a1、a

3、3，在 2 轨道经过 P 点时的速度和加速度为v2 和 a2，且当卫星分别在1、 2、 3 轨道上正常运行时周期分别为 T 、 T 、 T ，以下说法正确的是123A v1 v2 v 3PB v1 v 3 v 23C a a a23121D 1 2 a3，在 2 轨道经过 P 点时的加速度a =a ，选项 C 错误。根据开普勒定律，卫星在1、 2、 3 轨道上正常运行23时周期1 2 m），在它们之间的万有引力作用下有规则地运动着。如图所示， 我们可认为行星在以某一定点C为中心、 半径为a 的圆周上做匀速圆周运动（图中没有表示出恒星） 。设万有引力常量为G，恒星和行星的大小可忽略不计，则下图中

4、粗略反映恒星、行星运动的轨道和位置的是（）答案： C解析： 质量为 M的恒星和质量为m的行星 （Mm），在它们之间的万有引力作用下围绕它们的质心做匀速圆周运动。由于Mm，粗略反映恒星、行星运动的轨道和位置的是图C。14.2008 年 9 月 25 日 21 时 10 分，神舟七号飞船成功发射，共飞行2 天 20 小时 27 分钟，绕地球飞行45 圈后，于 9 月 28 日 17 时 37 分安全着陆航天员翟志刚着“飞天”舱外航天服，在刘伯明的配合下，成功完成了空间出舱活动，进行了太空行走出舱活动结束后，释放了伴飞卫星，并围绕轨道舱进行伴飞试验神舟七号是由长征2F 运载火箭将其送入近地点为 A、

5、远地点为B的椭圆轨道上，实施变轨后，进入预定圆轨道，其简化的模拟轨道如图所示假设近地点A 距地面高度为h，飞船在预定圆轨道上飞行n 圈所用时间为t ，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，试求：（1）飞船在近地点A 的加速度aA大小；（2）飞船在预定圆轨道上飞行速度v 的大小14、解析：（ 12分） (1)由 GMmmg(2分)R2GMmmaA(2分 )(R h)2得：aAgR2(2分)( R h)2（2）由Tt(1分 )nGMmm(2)2 r(2分 )r 2TVr (1分 )得：2(2分)v 32 ngRt15. ）经过天文望远镜长期观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统，通过对它们的研

6、究，使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识，双星系统由两个星体组成，其中每个星体的大小都远小于两星体之间的距离，一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统来处理（即其它星体对双星的作用可忽略不计）现根据对某一双星系统的光度学测量确定：该双星系统中每个星体的质量都是m，两者相距L，它们正围绕两者连线上的某一点做匀速圆周运动（ 1）试计算该双星系统的运动周期T1 .（ 2）若实际中观测到的运动周期为T2， T2 与 T1 并不是相同的， 目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种观测不到的暗物质，它均匀地充满整个宇宙， 因此对双星运动的周期有一定的影响为了简化模型，我们假定

7、在如图14 所示的球体内（直径看作 L）均匀分布的这种暗物质才对双星有引力的作用， 不考虑其他暗物质对双星的影响，mm已知这种暗物质的密度为 ，求 T : T .12图 1415. 解：（ 1）两星的角速度相同，故F2 ；mr1 12F mr2 1而G m mFL2可得 r1r2（2 分）两星绕连线的中点转动，则Gm2LL2m221解得（2 分）2Gm1L3所以（ 2 分）222L3T12Gm2Gm1L3（ 2）由于暗物质的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则m2mM1（ 2 分）2G L2G12m2L(L)2M为暗物质质量，（ 1 分）MV4( L ) 332解和式得：（ 1 分）可求得：（ 1 分）22T24 G2GmL33联立、式解得：T T . =1+ 2 L3 1 （ 1 分）123m16. “嫦娥一号” 的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已 知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似圆周，距月球表面的高度为H，飞行周期为T, 月球的半 径为R，万有引力常量为G，假设宇航長在飞船上, 飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲，在最低点附近作半径为r的圆周运动，宇航员质量是m，飞船经过最低点时的速度是v；。求：(1) 月球的质量 M是多大？(2)经过最低点时，座位对宇航员的作用力F 是多大？16. 解析：（ 15 分）（ 1）设“嫦娥一号”的质量是m