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2019-2020年高考物理二輪復習 題能演練 專題1 物體的平衡 1.1.4 萬有引力定律及其應用（含解析） 1．(xx全國理綜Ⅱ)由于衛(wèi)星的發(fā)射場不在赤道上，同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過調(diào)整再進入地球同步軌道．當衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空時，發(fā)動機點火，給衛(wèi)星一附加速度，使衛(wèi)星沿同步軌道運行．已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1103 m/s，某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時的速度為1.55103 m/s，此時衛(wèi)星的高度與同步軌道的高度相同，轉(zhuǎn)移軌道和同步軌道的夾角為30，如圖所示，發(fā)動機給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為(　　) A．西偏北方向，1.9103 m/s B．東偏南方向，1.9103 m/s C．西偏北方向，2.7103 m/s D．東偏南方向，2.7103 m/s 答案：B 解析： 設(shè)當衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空與同步軌道高度相同的某點時，速度為v1，發(fā)動機給衛(wèi)星的附加速度為v2，該點在同步軌道上運行時的速度為v.三者關(guān)系如圖，由圖知附加速度方向為東偏南，由余弦定理知v＝v＋v2－2v1vcos 30，代入數(shù)據(jù)解得v2＝1.9103 m/s.選項B正確． 2．(多選)(xx新課標全國卷Ⅰ)太陽系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動．當?shù)厍蚯『眠\行到某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學稱為“行星沖日”．據(jù)報道，xx年各行星沖日時間分別是：1月6日木星沖日；4月9日火星沖日；5月11日土星沖日；8月29日海王星沖日；10月8日天王星沖日．已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示．則下列判斷正確的是(　　) 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 軌道半徑 (AU) 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A.各地外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象 B．在xx年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日 C．天王星相鄰兩次沖日的時間間隔為土星的一半 D．地外行星中，海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最短 答案：BD 解析：設(shè)某行星相鄰兩次沖日的時間間隔為t，地球繞太陽運動的周期為T，某行星繞太陽運動的周期為T行，則t－t＝2π，可得t＝；而根據(jù)開普勒定律可得＝，聯(lián)立可得t＝，代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得t火＝≈2.195T，t木＝≈1.092T，t土＝≈1.035T，t天＝≈1.012T，t海＝≈1.006T.根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知，各地外行星并不是每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象，選項A錯誤；木星在2014年1月6日出現(xiàn)了木星沖日現(xiàn)象，再經(jīng)1.092T將再次出現(xiàn)木星沖日現(xiàn)象，所以在xx年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日，選項B正確；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，天王星相鄰兩次沖日的時間間隔不是土星的一半，選項C錯誤；根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知，海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最短，選項D正確． 3．(多選)(xx新課標全國卷Ⅰ)2012年6月18日，“神舟九號”飛船與“天宮一號”目標飛行器在離地面343 km的近圓形軌道上成功進行了我國首次載人空間交會對接．對接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣．下列說法正確的是(　　) A．為實現(xiàn)對接，兩者運行速度的大小都應介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間 B．如不加干預，在運行一段時間后，“天宮一號”的動能可能會增加 C．如不加干預，“天宮一號”的軌道高度將緩慢降低 D．航天員在“天宮一號”中處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用 答案：BC 解析：可認為目標飛行器是在圓形軌道上做勻速圓周運動，由v＝知軌道半徑越大時運行速度越?。谝挥钪嫠俣葹楫攔等于地球半徑時的運行速度，即最大的運行速度，故目標飛行器的運行速度應小于第一宇宙速度，A錯誤；如不加干預，稀薄大氣對“天宮一號”的阻力做負功，使其機械能減小，引起高度的下降，從而地球引力又對其做正功，當?shù)厍蛞λ稣Υ笥诳諝庾枇λ鲐摴r，“天宮一號”的動能就會增加，故B、C皆正確；航天員處于完全失重狀態(tài)的原因是地球?qū)教靻T的萬有引力全部用來提供使航天員隨“天宮一號”繞地球運行的向心力了，而非航天員不受地球引力作用，故D錯誤． 規(guī)律探尋　 1．從近幾年的高考試題來看，對人造地球衛(wèi)星和天體運動的考查頻率很高，命題側(cè)重于對萬有引力定律、圓周運動和牛頓第二定律綜合起來考查，題型有選擇題，也有計算題，由于人類相繼對火星、月球進行探測，航天新技術(shù)、人造地球衛(wèi)星等屬于現(xiàn)代科技發(fā)展的重要領(lǐng)域，特別是人造衛(wèi)星問題，幾乎年年命題，年年出新． 2．掌握萬有引力作用及天體運動模型和規(guī)律，理解變軌問題中的實質(zhì)是解題的關(guān)鍵． [考題預測] 　(多選)為了測量某行星的質(zhì)量和半徑，宇航員記錄了登陸艙在該行星表面做圓周運動的周期T，登陸艙在行星表面著陸后，用彈簧測力計稱量一個質(zhì)量為m的砝碼，讀數(shù)為N.已知引力常量為G.則下列說法正確的是(　　) A．該行星的質(zhì)量為 B．該行星的半徑為 C．該行星的密度為 D．該行星的第一宇宙速度為 答案：ACD 解析：據(jù)N＝mg0＝mR，得R＝，B選項錯．由G＝mR，得M＝，又R＝，則M＝，A正確．密度ρ＝＝，C正確．第一宇宙速度v＝＝，D正確．只有B項錯誤．