【名师伴你行】2016高考物理二轮复习 题能演练 专题1 物体的平衡 1.1.4 万有引力定律及其应用（含解析）

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1、万有引力定律及其应用[真题再现]1．(2015·全国理综Ⅱ)由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道．当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫3星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行．已知同步卫星的环绕速度约为3.1×10m/s，某次3发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×10m/s，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30°，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为()3A．西偏北方向，1.9×10m/s3B．东偏南方向，1.9×10m/s3C．西偏北方向，2.7×10m

2、/s3D．东偏南方向，2.7×10m/s答案：B解析：设当卫星在转移轨道上飞经赤道上空与同步轨道高度相同的某点时，速度为v1，发动机给卫星的附加速度为v2，该点在同步轨道上运行时的速度为v.三者关系如图，由图知附加速2223度方向为东偏南，由余弦定理知v2＝v1＋v－2v1vcos30°，代入数据解得v2＝1.9×10m/s.选项B正确．-1-2．(多选)(2014·新课标全国卷Ⅰ)太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”．据报道，2014年各行星冲日

3、时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日．已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示．则下列判断正确的是()地球火星木星土星天王星海王星轨道半径1.01.55.29.51930(AU)A.各地外行星每年都会出现冲日现象B．在2015年内一定会出现木星冲日C．天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D．地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短答案：BD解析：设某行星相邻两次冲日的时间间隔为t，地球绕太阳运动的周期为T，某行星绕T232π2πTR太阳运动的周期为T行，则t－t＝2

4、π，可得t＝；而根据开普勒定律可得＝，T23TT行1－T行R行T行TTT联立可得t＝3，代入相关数据可得t火＝3≈2.195T，t木＝3≈1.092T，RRR1－1－1－333R行R火R木TTTt土＝3≈1.035T，t天＝3≈1.012T，t海＝3≈1.006T.根据上述数据可RRR1－1－1－333R土R天R海知，各地外行星并不是每年都会出现冲日现象，选项A错误；木星在2014年1月6日出现了木星冲日现象，再经1.092T将再次出现木星冲日现象，所以在2015年内一定会出现木星冲日，选项B正确；根据上述数据，天王星相邻两次冲日的时间间隔不是土星的一半，

5、选项C错误；根据上述数据可知，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短，选项D正确．3．(多选)(2013·新课标全国卷Ⅰ)2012年6月18日，“神舟九号”飞船与“天宫一号”目标飞行器在离地面343km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接．对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气．下列说法正确的是()A．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B．如不加干预，在运行一段时间后，“天宫一号”的动能可能会增加C．如不加干预，“天宫一号”的轨道高度将缓慢降低D．航天员在“天宫一号”中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用答案：BC

6、-2-GM解析：可认为目标飞行器是在圆形轨道上做匀速圆周运动，由v＝知轨道半径越大r时运行速度越小．第一宇宙速度为当r等于地球半径时的运行速度，即最大的运行速度，故目标飞行器的运行速度应小于第一宇宙速度，A错误；如不加干预，稀薄大气对“天宫一号”的阻力做负功，使其机械能减小，引起高度的下降，从而地球引力又对其做正功，当地球引力所做正功大于空气阻力所做负功时，“天宫一号”的动能就会增加，故B、C皆正确；航天员处于完全失重状态的原因是地球对航天员的万有引力全部用来提供使航天员随“天宫一号”绕地球运行的向心力了，而非航天员不受地球引力作用，故D错误．规律探寻1．

7、从近几年的高考试题来看，对人造地球卫星和天体运动的考查频率很高，命题侧重于对万有引力定律、圆周运动和牛顿第二定律综合起来考查，题型有选择题，也有计算题，由于人类相继对火星、月球进行探测，航天新技术、人造地球卫星等属于现代科技发展的重要领域，特别是人造卫星问题，几乎年年命题，年年出新．2．掌握万有引力作用及天体运动模型和规律，理解变轨问题中的实质是解题的关键．[考题预测](多选)为了测量某行星的质量和半径，宇航员记录了登陆舱在该行星表面做圆周运动的周期T，登陆舱在行星表面着陆后，用弹簧测力计称量一个质量为m的砝码，读数为N.已知引力常量为G.则下列说法正确的

8、是()34NTA．该行星的质量为4316πGm224πNTB．该行