高考物理真题分类汇编万有引力和天体运动含解析

1、2015年高考物理真题分类汇编：万有引力和天体运动（2015新课标I- 21）.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 x 103kg ,地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的3.7倍，地球表面的重力加速度约为9.8m/s 2,则此探测器A.着落前的瞬间，速度大小约为8.9m/sB.悬停时受到的反冲作用力约为2X103NC.从离开近月圆轨道这段时间内，机械能守恒D.在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星

2、在近地圆轨道上运行的线速度 【答案】B、D【考点】万有引力定律及共应用；环绕速度一一 ,、.八，一，一, GSffFlI -,一,一、【解析】在中心天体表面上万有引力提供重力：= mg ,则可得月球表面的重力加速度0.17g地=1.66m/s 2 .根据平衡条件，探测器悬停时受到的反作用力m探g月2 x 103N,选项B正确；探测器自由下落，由V2=2g月h ,得出着落前瞬间的速度 v-3.6m/s ,选项A错误；从离开近月圆轨道，关闭发动机后，仅在月球引力作用下机械能守 ai a2d . a3 a a2 a【答案】Dt解析】试题分析：因空间站建在拉格朗日点，故周期等于月球的周期，根据心=土二

3、产可，1 .；对空瞄和rqi r地球的同步卫星而言，瓯步卫星周期d三空间站的周期则，同步二言的轨道半径加N根据疗=学可知生：；_,故选项正确口考点：万有引力定律的应用 .【2015广东-20】20.在星球表面发射探测器，当发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度达到v时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球，已知地球、火星两星球的质量比约为 10 :1半径比约为2:1 ,下列说法正确的有A.探测器的质量越大，脱离星球所需的发射速度越大B.探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C.探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等D.探测器脱离星球的过程中势能逐渐变大【答案】BD【考点】万

4、有引力定律及其应用；环绕速度【解析】本题考点是万有引力定律及其应用。由于v是探测器在星球表面上做匀速圆周运动的速度，万有引力提供所需的向心力：=,可得v = 1 ,R为星球的半径，M为求 RV R星球的质量，G为万有引力常量，可知发射速度与探测器的质量无关，选项A错误；探测器在星球表面所受的万有引力MMF万 ,代入地球、火星的质量比和半径比， 可知在地球表面的引力更大，选项B正确；必探测器可摆脱星球引力束缚脱离该星球的发射速度为弱v= ，地球和火星的 M与R比值不同，所以发射速度不同，选项C错误；由于探测器在脱离星球过程中要克服引力做功，引力势能增大，选项 D正确。【2015福建-14114.

5、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ri、r2,线速度大小分别为 vi、V2。则 （）试题分析：由题意知，两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据Mm v 曰 GM _ v1r2 ,“Gy=m，得：v = j，所IA=，故A正确；B、C D错误。r r, rv2 r1【2015北京-16】.假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么()A .地球公转周期大于火星的公转周期B .地球公转的线速度小于火星公转的线速度C .地球公转的加速度小于火星公转的加速度D .地球公转的角速度大于火星公转的角速

6、度【答案】D【难度】【考点】万有引力定律与天体运动【解析】本题难度不大，直接根据万有引力公式与圆周运动公式结合解题会比较麻烦。题目已知地球环绕太阳的公转半径小于火星环绕太阳的公转半径，利用口诀“高轨、低速、大周期”能够非常快的判断出，地球的轨道“低”，因此线速度大、周期小、角速度大。最后结合万有引力公式a = GM，得出地球的加速度大。r因此答案为D。天体运动在2014年以计算题的形式出现，但是根据历年的高考规律，这部 分内容还是应该回归选择题。【2015安徽-24.由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的作用，存在着一种运动 形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三

7、个顶点上，绕某共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动(图示为A、R C三颗星体质量不相同时的一般情况)。若A星体质量为2nl R C两星体的质量均为 m三角形边长为a。求：a2(4) T 二二Gm2A星体所受合力大小 Fa；B星体所受合力大小 Fb;C星体的轨道半径 R;(4)三星体做圆周运动的周期To(3)【解析】方向如图,则合力大小为元=入初？直题分析；(1)由万有引力定律，/星体所受及二星体引力大小为尸叮二G二七二G三二Fy 一 尸 a20 TOC o 1-5 h z (2)同上，方星体所受乩。星体引力大小分别为F二二G二 aT m三r a. HYPERLINK l bo

8、okmark20 o Current Document Fy =gE=G工方向如图，则合力大小为F. =Fa.60c-F ra次, HYPERLINK l bookmark22 o Current Document Fp = Fi sin 60c = yj3G,可得 F二= #(? a - -#is)通过分析可知，圆心仃在中垂线期的中点，出：二;+1 =(4)二星体运动周期相同，对T星体，由F：=八二#(考点：本题考查万有引力定律、力的合成、正交分解法等知识。【2015江苏-3】3.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 pegb”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“5

9、1 peg b ”绕其中心恒星做匀速圆周运动，1、， ， ，-，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径为，该中心恒星与太阳的质量比约为A. B . 1 C . 5 D . 1010【答案】B所以B正确【2015海南-6】若在某行星和地球上相对于各自水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2:47。已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为 R由此可知，该行星的半径为() TOC o 1-5 h z 7_ _A.RB.- RC. 2RD.2【答案】C【解析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，即，=%,在竖直方向上做自由落体运动，即方=；靖，所以楞，

10、两群情况下,抛出的速度相同,高度相同,所以含=：，根据公式G竽=用且可得g 二零M疗yr 7故生= 解得6二2立，故C正确：京34V【2015天津-4】4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“旋转舱” .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的支持力。为达到上述目的，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弋制增；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【答案】B TOC o 1-5 h z 【2015天津-818. Pi、P2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Si、S2做匀速圆周运动。图中纵坐标表示行