2019北京高考一模物理分类汇编—万有引力

1、2019北京高考一模物理分类汇编一万有引力1. （2019?西城区一模）如图所示，一颗卫星绕地球做椭圆运动，运动周期为T,图中虚线为卫星的运行轨迹，A,B, C, D是轨迹上的四个位置，其中 A距离地球最近，C距离地球最远。B和D点是弧线ABC ADC的中点，下列说法正确的是（）A.卫星在C点的速度最大B.卫星在C点的加速度最大C.卫星从A经D到C点的运动时间为-D.卫星从B经A至ij D点的运动时间为-2. （ 2019?石景山区模拟）2019年1月3日嫦娥四号月球探测器成功软着陆在月球背面的南极-艾特肯盆地冯卡门撞击坑，成为人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探测器。如图所示，在

2、月球椭圆轨道上，已关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，并在B处变轨进入半径为r、周期为T的环月圆轨道运行。已知引力常量为 G,下列说法正确的是（）A.图中探月卫星飞向B处的过程中速度越来越小B.图中探月卫星飞向B处的过程中加速度越来越小C.由题中条件可以计算出探月卫星受到月球引力大小D.由题中条件可以计算出月球的质量3. （ 2019?朝阳区一模）2018年5月21日，中国在西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将嫦娥四号任务“鹊桥”号中继星发射升空。6月14日，“鹊桥”号中继星进入地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道，以解决月球背面的通讯问题。如图所示，地月拉格朗日L2点在地球

3、与月球的连线上。若卫星在地月拉格朗日L2点上，受地球、月球两大天体的引力作用，能保持相对静止。已知地球质量和地月距离，若要计算地月拉格朗日L2点与地球间的距离，只需要知道的物理量是（）1舞鬻"A.月球的质量B. “鹊桥”号中继星的质量C.月球绕地球运行的周期D.引力常量4.（2019?丰台区一模）如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为 T0,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从 P经过N、Q M回到P的 运动过程中，下列说法正确的是（）海EM.一'I-/ 尸产 W '一曦 « -il

4、« « . * * U-frQ'太阳；/NA.从P到N阶段，动能逐渐增大B.从N到Q阶段，速度逐渐增大C.从Q到M阶段，所用时间大于一D.从M到P阶段，加速度逐渐减小5.（2019?丰台区一模）地球上某处海水的周期性涨落称为潮汐。潮汐主要是月球对海水的引力造成的，太阳的引力也起一定的作用，但要弱得多。引起潮汐的力称为引潮力，引潮力沿垂直海水表面向上（背离地心）最大处，海水形成高峰；反之，引潮力沿垂直海水表面向下（指向地心）最大处，海水出现低谷。为简化研究，只在地-月系统分析问题，此时引潮力可称为月潮力。假设地球表面全部被海水覆盖，如图所示，月地距离为r,地球半径为R

5、,月球质量为 M月，地球质量为 M地；A为近月点，B为远月点。如取直角坐标系的x轴沿月地联线，0为地表某处的半径与 x轴正方向的夹角。该处质量为m的海水的月潮力在 x轴、y轴上的分力值Fx、Fy分别是Fx 一-RcosQ , Fy -一Rsin 0 ,依据已学的知识，结合上述公式，判断下列说法正确的是（）A.月潮力就是地球对海水的引力B.月潮力就是月球对海水的引力C.近月点处的海水月潮力向下最大D.远月点处的海水月潮力向上最大6. （ 2019?延庆区一模）2016年我国成功发射首颗微重力实验卫星-实践十号，可以达到106g的微重力水平（106g其实指的是加速度），跻身世界先进行列。在太空中不

6、是应该引力提供向心力而完全失重吗？微重力的来源之一是“引潮力”。引潮力较为复杂，简单说来是由于卫星实验舱不能被看作质点造成的，只有在卫星的质心位置引力才恰好等于向心力。假设卫星实验舱中各点绕地球运动的角速度相同，请根据所学知识判断下列说法中正确的是（）A.在卫星质心位置下方（靠近地心一侧）的物体微重力方向向上（远离地心一侧）B.在卫星质心位置上方的物体微重力方向向上C.处在卫星质心位置的物体所受合力为零D.在卫星质心位置上方的物体所受引力大于向心力7. （2019?怀柔区模拟）为纪念中国航天事业的成就，发扬航天精神，自 2016年起，将每年的4月24日设立为“中国航天日”。在 46年前的这一天

7、，中国第一颗人造卫星发射成功。至今中国已发射了逾百颗人造地球卫星。卫星环绕地球运动近似为圆周运动。下列说法正确的是（）A.卫星的环绕周期一定等于24hB.卫星的环绕周期可能等于24hC.卫星的第一宇宙速度小于7.9km/sD.卫星的第一宇宙速度可能是3km/s8. （2019?海淀区校级模拟）2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家，如图所示，该拉格朗日点位于太阳与地球连线的延长线上，一飞行器位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的（）/ J地球外、 / % Q太阳© ：;I Ii * %/

8、干% % > /A.线速度大于地球的线速度B.向心力仅由地球的引力提供C.向心力仅由太阳的引力提供D.向心加速度小于地球的向心加速度9 / 8物理试题答案1 .【分析】卫星绕地球做椭圆运动，与地球绕太阳做椭圆运动类似，可借助于开普勒第二定律：行星与太阳的连 线在相等时间内扫过的面积相等，进行分析。【解答】解：A卫星绕地球做椭圆运动，类似于行星绕太阳运转，根据开普勒第二定律：行星与太阳的连线 在相等时间内扫过的面积相等，则知卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以卫星在距离地球最 近的A点速度最大，在距离地球最远的C点速度最小，卫星在 日D两点的速度大小相等。故 A正确,B、加速度

9、a则距离小的加速度大，即 A点加速最大，故 B错误C、卫星从A经D到C点与由C经B到A为关于地球对称的两段距离，用时相同都为 故C正确D、卫星从B经A至ij D点的运动时间要小于-，故D错误故选：C。【点评】 本题采用类比的方法，运用开普勒定律进行分析，也可以万有引力进行分析，掌握牛顿第二定律的应 用。2 .【分析】探月卫星靠近月球时，受月球的万有引力占主导，知道卫星在月球轨道上变轨时的操作，根据万有引 力提供圆周运动向心力可以计算中心天体的质量。【解答】 解：A在椭圆轨道上，探月卫星向月球靠近过程，万有引力做正功，根据动能定理，卫星的速度要 增加，故A错误；B、探月卫星飞向B处的过程中受到地

10、球的引力越来越小，受到月球的引力越来越大，合外力越来越大，所以 加速度越来越大，故 B错误；C、探月卫星质量未知，故由题设条件无法计算探月卫星受到月球引力大小，故C错误；D、在环月轨道，万有引力提供圆周运动向心力，有：mr ,可得中心天体质量：M ,故D正确；故选：Do【点评】知道卫星变轨原理，环绕天体绕中心天体做圆周运动时万有引力提供圆周运动向心力，据此可以分析 卫星轨道问题及计算中心天体质量问题，掌握相关规律是解决问题的关键。3 .【分析】“鹊桥”号中继星绕地球做圆周运动，其向心力是地球和月球的引力的合力提供，由万有引力定律可列方程求解；“鹊桥”号中继星做圆周运动的周期和月球绕地周期相同；

11、“鹊桥”号中继星的质量在计算过程 中可以消去。【解答】解：“鹊桥”号中继星绕地球做圆周运动，其向心力是地球和月球的引力的合力提供的，由万有引力 定律可得：地月月地此方程中，“鹊桥”号中继星的质量可以消去，“鹊桥”号中继星的周期等于月球绕地周期，所以只要知道月 球的质量，就可此计算出地月拉格朗日L2点与地球间的距离。故A正确，BCD昔误。故选：A。【点评】本题考查了万有引力定律及应用。关键点一：“鹊桥”号中继星绕地球做圆周运动，其向心力是地球和月球的引力的合力提供；关键点二：“鹊桥”号中继星做圆周运动的周期和月球绕地周期相同。4 .【分析】根据海王星在PM段和MQ能的速率大小比较两段过程中的运动

12、时间，从而得出Q到M所用时间与周期的关系；抓住海王星只有万有引力做功，得出机械能守恒；根据万有引力做功确定速率的变化【解答】 解：A从P至UN阶段，万有引力对它做负功，动能逐渐减小，故 A错误；B、从N到Q阶段，万有引力做负功，速率减小，故 B错误；C、海王星在 MP的速度大小大于 QM段的速度大小，则 MP段的时间小于 QM段的时间，所以 Q到M所用的时 间大于一，故C正确；D、从M到P阶段，离太阳越来越近，万有引力增大，加速度逐渐增大，故D错误；故选：C。【点评】 解决本题的关键知道近日点的速度比较大，远日点的速度比较小，从 P到Q和Q到P的运动是对称的, 但是M到P和Q到M不是对称的。5

13、 .【分析】潮汐现象是沿海地区的一种自然现象，指海水在天体（主要是月球和太阳）引潮力作用下所产生的周 期性运动，月球引力和地球离心力是两种对立的力，两者结合起来产生的合力（矢量和），就是月球使海水发 生潮汐现象的力量，称为月球引潮力。【解答】 解：A月潮力是月球引力和地球离心力两者结合起来产生的合力，故AB错误；C、月潮力在 x轴、y轴上的分力值 Fx、Fy分别是Fx 一一RcosQ , Fy -Rsin 0 ,近月点处对应的夹 角是180。，Fx最大，方向指向月心，所以近月点处的海水月潮力向上最大，故 C错误；D、远月点处对应的夹角是 0。，Fx最大，方向背向月心，远月点处的海水月潮力向上最

14、大，故D正确；故选：Do【点评】 潮汐是一种自然现象，可以根据物理规律进行分析；潮汐形成有多种原因，但主要是因为月球的引力， 同时还要注意地球的自转的影响。6 .【分析】卫星实验舱若地球做匀速圆周运动，地球对实验舱的万有引力提供向心力，同时实验舱内的各点受到 实验舱各部分的万有引力（微重力），结合受力特点与运动的特点，然后分析即可。【解答】解：A根据万有引力提供向心力可知，卫星质点下方的物体，需要的向心力小于万有引力，多余的万有引力由向外的支持力抵消，“潮引力”向内，指向地心，故 A错误；B、D根据万有引力提供向心力可知，卫星质点上方的物体受到的万有引力比质心的小，上方物体需要的向心 力比质心

15、的大，此时引力不足以提供向心力；此时需要支持力来弥补引力来提供向心力，“潮引力”是支持力 的反方向，所以此时“潮引力”向上，故 B正确，D错误；C、处于质心位置的物体，万有引力提供向心力，合力不为零，故 C错误。故选：Bo【点评】该题考查学生的知识迁移能力，解答的关键是要根据题目的表述，正确结合实验舱做匀速圆周运动分 析。7 .【分析】 卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，同步卫星的周期是24小时，地球卫星的第一宇宙速度是 7.9Km/s ,【解答】 解：AB同步卫星的周期为 24小时，若不是同步卫星则周期不是24小时，故A错误，B正确CD地球卫星的第一宇宙速度是 7.9Km/s ,故CD错误故选：Bo【点评】明确第一宇宙速度是围绕地球做匀圆圆周运动的最大速度，同时也是近地轨道圆周运动的速度；它是 发射人造地球卫星的最小速度。8 .【分析】飞行器与地球同步绕太阳