2023年高考物理专题集锦（一）“万有引力与航天”命题分析

2023年高考物理专题集锦（一）“万有引力与航天”命题分析PAGE“万有引力与航天〞命题分析“万有引力与航天〞是牛顿运动定律和万有引力定律完美结合并应用于实际问题的典范。在新课标高考中，根本上以选择题形式命题，难度偏高，主要考查学生的分析综合能力。在一轮复习中，我们认为抓好以下几个根底性的问题,能够逐步提高难度与高考匹配。一、“圆周运动〞规律破解公转模型学以致用是课标主要的理念，所以围绕万有引力理论的成就命题理所应当。具体思路为：(1)万有引力提供向心力，即，；〔2〕“黄金代换式〞。忽略自转，天体对其外表物体的万有引力近似等于物体的重力，即得。【例一行星绕恒星作圆周运动。由天文观测可得，其运动周期为T，速度为v引力常量为G,以下表述不正确的选项是 〔〕A.恒星的质量为B.行星的质量为C.行星运动的轨道半径为D.行星运动的加速度为【解析】由可得，，C项正确;由,将r代人可得A项正确;由可得，D项正确;在万有引力提供向心力的表达式中,行星质量无法求出，B项错误。【答案】B【总结】“万冇引力〞中的定量问题主要有网个方而。一个针对中心天体，涉及的物理量有质量和密度。如天体质量，天体密度;天体的质量天体的密度；假设天体外表运行时，可认为轨进半径r等于天体R,体密度(天体外表的重力加速度为g和天休半径为R，卫星绕天体做匀速圆周运动的周期为T和半径为r)。另一个就是围绕卫星或行星的运动量命题，可以定量，也可以定性分析比拟等。主要公式为：二、重力加速度"牵手〞天地两物体【例假设在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的商度处、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。该行星质量约为地球的倍，地球的半径为R。由此可知，该行星的半径约为〔〕A.R/2 B.7R/2C.2RD.【解析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，即x=v0t,在竖直方向上做自由落体运动,即h=gt2/2，所以，两种情况下，抛出的速度相同，高度相同，所以，根据公式可得，，故，解得知，故C项正确。【答案【总结】在天体上进行小型的科学探究如让物体处于平衡态〔mg=F〕，让物体做自由落体运动〔h=gt2/2〕；让物体做平抛运动〔x=v0t，h=gt2/2〕；让物体做圆周运动等，找出重力加速度，利用黄金代换把“地上〞与“天上〞的物理量联系起来，实现天地归一。三、“供需〞辩证关系解读变轨模型【例】同步卫星的发射方法是变轨发射，即先把卫星发射到离地面高度为200km〜300km的圆形轨道上，这条轨进叫停序泊轨道,如图1所示，当卫星穿过赤道平面上的P点时，末级火箭点火工作，使卫星进人一条大的椭圆轨道，其远地点恰好在地球赤道上空约36000km处,这条轨道叫转移轨道；当卫星到达远地点Q时，再开动卫星上的发动机，使之进人同步轨道，也叫静止轨道。关于同步卫星及发射过程,以下说法正确的选项是 ()A.在P点火箭点火和Q点开动发动机的目的都是使卫星加速,因此，卫星在静止轨道上上运行的线速度大于在停泊轨道运行的线速度在P点火箭点火和Q点开动发动机的目的都是使卫星加速,因此，卫星在静止轨道上上运行的机械能大于在停泊轨道运行的机械能C.卫星在转移轨道上运动的速度大小范围为11.2D.所有地球同步卫星的静止轨道都相同【解析】卫星点火加速后，由于克服地球引力做功，速度减小，知在高轨道上的线速度小于停泊轨道上的线速度，A错误；在P点火箭点火和Q点火箭开动发动机的目的都是使卫星加速，那么卫星在静止轨道上运行的机械能大于在停泊轨道运行的机械能，故B项正确,在转移轨道上的速度一定小于第一宇宙速度,故C项错误；所有的地球同步卫星的静止轨道都相同，并且都在赤道平面上，故D项正确。【答案】BD【总结】(1)卫星发射及变轨过程概述：人造卫星的发射过程要经过屡次变轨方可到达预定轨2①为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道I上。②在A点点火加速，由于速度变大，万有引力缺乏以提供向心力，卫星做离心运动进人椭圆轨道。③在B点远地点再次点火加速进入圆形轨道。)三个运行物理量的大小比拟①速度设卫星在圆轨道和上运行时的速率分别v1和v3,在轨道，又因v1，故有②加速度因为在点，卫星只受到万有引力作用,故不管从轨道还是轨道上经过点，卫星的加速度都相点加速度也相同。③周期设卫星在、、轨道上运行周期分别为23，轨道半径分别为、由开普勒第三定律可知2<3。四、“传动规律’，嫁接双星模型【例4】宇宙中两颗相距很近的恒星常常组成一个双星系统，它们以相互间的万有引力彼此提供向心力，从而使它们绕着某一共同的圆心做匀速圆周运动，假设它们的运转周期为T，两星到某一共同圆心的距离分别为R1和R2，那么，这双星系统中两颗恒星的质量关系正确的选项是 ()A.这两颗恒星的质毋必定相等B.这两颗恒星的质量之和为C.这两颗恒星的质量之比为m1:m2=R2:R1D.其