2015高考物理真题分类汇编：专题05+万有引力与航天

2023-05-01 来源：好走旅游网

【2015·上海·22B】1．两靠得较近的天体组成的系统成为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于由于引力作用而吸引在一起。设两天体的质量分布为m1和

m2，则它们的轨道半径之比Rm1:Rm2__________；速度之比vm1:vm2__________。

1．【答案】 m2:m1；m2:m1

【考点定位】万有引力定律；圆周运动

【名师点睛】本题考查双星问题，要掌握双星问题的特点：双星角速度相同，向心力由万有引力提供也相同，向心力大小也相等。

【2015·江苏·3】2．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 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径为1/20，该中心恒星与太阳的质量比约为（）

A．1/10 B．1 C．5 D．10 2．【答案】B

【考点】天体运动

Mm42【名师点睛】本题主要是公式，在天体运动中，万有引力提供向心力G2m2rrT可求中心天体的质量。

【2015·福建·14】3．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r1、r2，线速度大小分别为v1、v2。则（）

A.v1rvrvr2 B.11 C.1(2)2 v2r1v2r2v2r1v1r(1)2 v2r2C.3．【答案】 A

【考点定位】天体运动

【名师点睛】：本题主要是公式，卫星绕中心天体做圆周运动，万有引力提供向心力

Mmv2G2m，由此得到线速度与轨道半径的关系

rr【2015·重庆·2】4．宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为

A．0 B．4．【答案】B

GMGMmGM C． D． 222h(Rh)(Rh)【考点定位】万有引力定律的应用。

【名师点睛】掌握万有引力定律求中心天体的质量和密度、环绕天体的线速度、角速度、

周期、加速度；主要利用F引=F向=mg。

【2015·天津·4】5．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“旋转仓”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小的支持力，为达到目的，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 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 5．【答案】B

考点：万有引力与航天

【名师点睛】万有引力与航天是高考的热点也是重点，要把握好三个模型（公转、自转和双星）和解决天体问题以两条思路（一是黄金代换式，二是万有引力充当向心力），这是解决天体问题的基础。同时，这类试题对审题的要求比较高，如何回归模型是关键，如本题中，貌似属于万有引力与航天问题，实质上却是生活中的圆周运动问题，与万有引力无关，从“供需”的角度分析向心力即可。

【2015·山东·15】6．如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉

格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是

L1月球

地球

A．a2a3a1 B．a2a1a3 C．a3a1a2 D．a3a2a1 6．【答案】D

【考点定位】万有引力定律的应用.

【名师点睛】此题考查了万有引力定律的应用；关键是知道拉格朗日点与月球周期的关系

以及地球同步卫星的特点.

【2015·天津·8】7．P距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、1、P2为相距遥远的两颗行星，

s2做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐

标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r的反比关系，它们左端点横坐标相同，则

A．P1的平均密度比P2的大 B．P1的第一宇宙速度比P2的小 C．s1的向心加速度比s2的大

D．s1的公转周期比s2的大 7．【答案】AC

考点：天体与万有引力定律

【名师点睛】万有引力与航天是高考的热点也是重点，要把握好三个模型（公转、自转和双星）和解决天体问题以两条思路（一是黄金代换式，二是万有引力充当向心力），这是解决天体问题的基础。同时，这类试题对审题的要求比较高，如何回归模型是关键，解决本题不仅要熟练掌握公转模型问题的基本解题方法和思路，同时对读图、识图能力也有一定程度的考查。

【2015·四川·5】8．登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比

行星地球火星半径/m 6.4×106 3.4×106 质量/kg 6.0×1024 6.4×1023 轨道半径/m 1.5×1011 2.3×1011 A．火星的公转周期较小 B．火星做圆周运动的加速度较小 C．火星表面的重力加速度较大 D．火星的第一宇宙速度较大 8．【答案】B

【考点定位】万有引力定律的应用和分析数据、估算的能力。

【名师点睛】培养分析数据和估算的能力、熟记与理解万有引力定律和向心力公式是正确求解万有引力问题的必备条件。

【名师点睛】在遇到较大数据时，尤其在万有引力问题中，要善于使用比例关系式，不要过分“死算”。

【名师点睛】天体运动可分为近地运动模型和环绕运动模型两大类：（1）在近地运动模型中，mg≈G（2）在环绕运动模型中，Fn＝Gv、ω、an越小，T越大。

【2015·全国新课标Ⅰ·21】9．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1.3×109kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8m/s2。则次探测器

A．在着陆前瞬间，速度大小约为8.9m/s B．悬停时受到的反冲作用力约为2×103N

C．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，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在近地圆轨道上运行的线速度 9．【答案】BD

【考点定位】万有引力与航天

【名师点睛】万有引力提供向心力是基础，注意和运动学以及功能关系结合

【2015·海南·6】10．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2:7。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（） A．

717R R B．R C．2R D．22210．【答案】C

【考点定位】平抛运动，万有引力定律

【名师点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及掌握万有引力等于重力这一理论，并能灵活运用。

【2015·北京·16】11．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度

11．【答案】D

【考点定位】万有引力定律的应用。

【名师点睛】掌握万有引力定律求中心天体的质量和密度、环绕天体的线速度、角速度、周期、加速度（高轨低速大周期）；主要利用F引=F向=mg。

【2015·广东·20】12．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2v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 12．【答案】BD

【考点定位】万有引力定律的应用。

【名师点睛】在天体运动中，要善于使用比例法求解，不宜过多直接计算。

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