2020年高三物理一轮复习二模三模试题分项解析专题05万有引力和航天第0期含解析04
2020届高三高考物理二轮复习专题强化练习：万有引力与航天
万有引力与航天1、（2020南昌摸底考试）2019年1月3日，“嫦娥四号”成为了全人类第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。
为了减小凹凸不平的月面可能造成的不利影响，“嫦娥四号”采取了近乎垂直的着陆方式。
己知：测得“嫦娥四号”近月环绕周期为T ，月球半径为R ，引力常量为G ，下列说法正确的是A.“嫦娥四号”着陆前的时间内处于失重状态B.“嫦娥四号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的速度为7.9 km/sC.月球表面重力加速度224R g T π=D.月球的密度为23GT πρ=2．（2020长春一模）石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，它的发现使“太空电梯”的制造成为可能，人类将有望通过“太空电梯”进入太空。
设想在地球赤道平面内有一垂直于地面延伸到太空的电梯，电梯始终相对地面静止。
如图所示，假设某物体B 乘坐太空电梯到达了图示的位置并停在此处，与同高度运行的卫星A 、地球同步卫星C 相比较，下列说法正确的是A ．物体B 的角速度大于卫星A 的角速度 B ．物体B 的线速度大于卫星A 的线速度C ．物体B 的线速度大于卫星C 的线速度D ．若物体B 突然脱离电梯，B 将做近心运动3、行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么所有行星运行周期T 的平方与轨道半径r 的三次方的比为常数，设T 2/r 3=K,则常数K 的大小 （ ） A ．只与恒星的质量有关B ．与恒星的质量及行星的质量有关地球赤道面同步卫星AC BC．只与行星的质量有关D．与恒星的质量及行星的速度有关4、一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为（）A．124()3GπρB．123()4GπρC．123()GπρD．12()Gπρ5、利用引力常量G和下列某一组数据,不能计算出地球质量的是()A.地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离6、中国国家航天局目前计划于2020年发射嫦娥工程第二阶段的月球车“嫦娥四号”。
2020年高考物理最新模拟试题汇编05 万有引力定律与航天
专题05 万有引力定律与航天1．（2020·北京市门头沟区高三一模）若已知引力常量G ，则利用下列四组数据可以算出地球质量的是（ ） A ．一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的运行速率和周期B ．一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的质量和地球的第一宇宙速度C ．月球绕地球公转的轨道半径和地球自转的周期D ．地球绕太阳公转的周期和轨道半径 【答案】A【解析】可根据方程22Mm v G m r r=和22r vT v r T ππ=⇒=，联立可以求出地球质量M ，选项BC 错误，A 正确；已知地球绕太阳公转的周期和轨道半径可以求出太阳质量，选项D 错误。
故选A 。
2．（2020·河北衡水中学高三五调）2019年4月10日，世界上第一张黑洞照片诞生了，证实了神秘天体黑洞的存在。
黑洞是宇宙中质量巨大的一类天体，连光都无法逃脱它的引力束缚。
取两天体相距无限远时引力势能为零，引力势能表达式为p GMmE r=-，已知地球半径R =6400km ，光速c =3x108m/s 。
设想把地球不断压缩（保持球形不变），刚好压缩成一个黑洞时，地球表面的重力加速度约为（ ）A ．7×109m/s 2B ．7×1010m/s 2C ．1.4×1010m/s 2D ．1.4×1011m/s 2【答案】A【解析】在地球表面有2MmGmg R= 解得2GM gR =①连光都无法逃脱它的引力束缚，故有21''2c GMm m Rv = 解得212c v GMR=② 联立①②1692269107.010m /s 22 6.410c g R v ⨯==≈⨯⨯⨯ A 正确，BCD 错误。
故选A 。
3．（2020·广东省东莞市高三检测）如图所示是嫦娥五号的飞行轨道示意图，其中弧形轨道为地月转移轨道，轨道I 是嫦娥五号绕月运行的圆形轨道。
已知轨道I 到月球表面的高度为H ，月球半径为R ，月球表面的重力加速度为g ，若忽略月球自转及地球引力影响，则下列说法中正确的是（ ）A ．嫦娥五号在轨道III 和轨道I 上经过Q 点时的速率相等B ．嫦娥五号在P 点被月球捕获后沿轨道III 无动力飞行运动到Q 点的过程中，月球与嫦娥五号所组成的系统机械能不断增大C ．嫦娥五号在轨道I ()R g R H +D gR 【答案】C【解析】嫦娥五号从轨道III 进入轨道I 要先在Q 点减速做近心运动进入轨道II ，再在轨道II 上Q 点减速做近心运动进入轨道I ，所以嫦娥五号在轨道III 和轨道I 上经过Q 点时速率不相等，故A 错误；嫦娥五号在P 点被月球捕获后沿轨道III 无动力飞行运动到Q 点的过程中，只有引力对嫦娥五号做功，则月球与嫦娥五号所组成的系统机械能守恒，故B 错误；由公式2MmG mg R =和22()Mm v G m R H R H =++联立得： 2()R g R H GM gR v R H R H +===++，故C 正确；月球的第一宇宙速度为GM v gR R ==， gR ，故D 错误。
2020年物理高考二轮总复习：万有引力与航天专题优化训练(含答案)
2020年物理高考二轮总复习万有引力与航天专题优化训练▲不定项选择题1．a 、b 、c 、d 四颗地球卫星，a 还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为a 1，b 处于地面附近近地轨道上正常运动角速度为1ω，c 是地球同步卫星离地心距离为r ，运行的角速度为2ω，加速度为a 2，d 是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，地球的半径为R 。
则有（ ）A ．a 的向心加速度等于重力加速度gB ．d 的运动周期有可能是20小时C ．212a r a R ⎛⎫= ⎪⎝⎭ D．12ωω=2．下列描述中符合物理学史实的是（ ）A ．第谷通过长期的天文观测，积累了大量的天文资料，并总结出了行星运动的三个规律B ．开普勒通过“月地检验”证实了地球对物体的吸引力与天体间的吸引力遵守相同的规律C ．伽利略对牛顿第一定律的建立做出了贡献D ．万有引力定律和牛顿运动定律都是自然界普遍适用的规律3．2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器自主着陆在月球背面南极—艾特肯盆地内的冯卡门撞击坑内，实现人类探测器首次在月球背面软着陆。
“嫦娥四号”初期绕地球做椭圆运动，经过变轨、制动后，成为一颗绕月球做圆周运动的卫星，设“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的轨道半径为r 、周期为T ，已知月球半径为R ，不计其他天体的影响。
若在距月球表面高度为h 处（hR ）将一质量为m 的小球以一定的初速度水平抛出，则小球落到月球表面的瞬间月球引力对小球做功的功率P 为（ ）A．B．C．D．4．某人造地球卫星发射时，先进入椭圆轨道Ⅰ，在远地点A 加速变轨进入圆轨道Ⅱ。
已知轨道Ⅰ的近地点B 到地心的距离近似等于地球半径R ，远地点A 到地心的距离为3R ，则下列说法正确的是（ ）A．卫星在B点的加速度是在A点加速度的3倍B．卫星在轨道Ⅱ上A点的机械能大于在轨道Ⅰ上B点的机械能C．卫星在轨道Ⅰ上A点的机械能大于B点的机械能D．卫星在轨道Ⅱ上A点的动能大于在轨道Ⅰ上B点的动能5．人造地球卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．半径越大，速度越小，周期越小B．半径越大，速度越小，周期越大C．所有卫星的速度均是相同的，与半径无关D．所有卫星的角速度均是相同的，与半径无关6．嫦娥工程分为三期，简称“绕、落、回”三步走。
2020届高三物理二模考试试题(含解析)
高三物理二模考试试题（含解析）一、选择题：1.下列说法正确的是（ ）A. 一个中子和一个质子结合生成氘核时，会发生质量亏损B. 一个处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁，可能产生6种不同频率的光子C. 氡（22286Rn ）衰变的半衰期为3.8天，升高温度后其半衰期将小于3.8天D. 核反应41232110H H He n +→+是轻核的聚变【答案】A 【解析】【详解】A 、一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，由质能方程可知，此过程中有质量亏损，故A 正确；B 、一个处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁，最终跃迁到基态，跃迁情况可能是：4→1，释放1种频率的光子。
4→3→1，4→2→1，释放2种频率的光子。
4→3→2→1，释放3种频率的光子，可能最多产生3种不同频率的光子，故B 错误；C 、原子核衰变的半衰期由原子核自身性质决定，是不变的，与核外的压强、温度等因素均无关，故选项C 错误；D 、核反应32411120H H He n +→+是轻核的聚变，故选项D 错误。
2.甲，乙两车儿停在斑马线处礼行人，在行人经过班马线后，甲、乙两车同时启动并沿平直公路同向行驶其速度一时间图象分别为图中直线a 和曲线b 。
由图可知（ ）A. t 0时刻辆车并排行驶B. t 0时刻乙车的运动方向发生改变C. 在0～t 0时间内，乙车的加速度越来越小D. 在0～t 0时间内，乙车的平均速度为02v 【答案】C【解析】【详解】根据v-t 图象与时间轴所围成的面积表示位移，知在0～t 0时间内，乙车的位移比甲车的大，则t 0时刻乙车在甲车的前方，故A 错误。
乙车的速度一直为正，运动方向没有改变，故B 错误。
在0～t 0时间内，乙车图象切线斜率越来越小，则乙车的加速度越来越小，故C 正确。
在0～t 0时间内，甲车做匀加速直线运动，平均速度为02v ，乙车的位移比甲车的大，则乙车的平均速度大于甲车的平均速度，即大于02v ，故D 错误。
人教版高一物理万有引力与航天模拟试题及答案(WORD版)
万有引力与航天1、（2020年昌平二模）我们可以采用不同方法“称量”地球。
例如，卡文迪许在实验室里通过测量铅球之间的作用力，推算出引力常量G，就可以“称量”地球。
已知引力常量G，利用下列数据可以“称量”地球质量的是A．月球绕地球做圆周运动的周期和速度B．月球绕地球做圆周运动的周期和月球的半径C．地球绕太阳做圆周运动的周期和速度D．地球绕太阳做圆周运动的周期和地球与太阳的距离2、（2020年东城二模）2020年4月24日第五个中国航天日启动仪式上，国家航天局正式发布备受瞩目的中国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。
火星是太阳系中距离地球较近、自然环境与地球最为类似的行星之一，一直以来都是人类深空探测的热点。
如果将地球和火星绕太阳的公转视为匀速圆周运动，并忽略行星自转的影响。
根据表中数据，结合所学知识可以判断A．火星的公转周期小于一年B．火星的公转速度比地球公转速度大C．火星的第一宇宙速度小于7.9km/sD．太阳对地球的引力比对火星的引力小3、（2020年顺义二模）2020年3月19时55分，我国在西昌卫星发射中心，成功发射北斗系统第五十四颗导航卫星，北斗三号GEO-2是一颗地球同步轨道卫星，以下关于这颗卫星判断正确的是A.地球同步轨道卫星的运行周期为定值B.地球同步轨道卫星所受引力保持不变C.地球同步轨道卫星绕地运行中处于平衡状态D. 地球同步轨道卫星的在轨运行速度等于第一宇宙速度4、（2020西城二模）1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功，经过航天人半个世纪的不懈努力，我国的航天事业取得了辉煌的成绩，实现了载人航天飞行，开展了月球探测工程，即将建成北斗卫星导航系统。
关于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法正确的是A．根据公式v＝ωr可知轨道半径越大，卫星的速度也越大B．根据公式a＝ω2r可知轨道半径越大，卫星的加速度也越大C．轨道半径增大到原来的2倍时，卫星需要的向心力减小为原来的1 2D．轨道半径增大到原来的2倍时，卫星需要的向心力减小为原来的1 45、（2020西城二模）北京时间2019年4月10日，人类历史上首张黑洞“照片”（如图）被正式披露，引起世界轰动；2020年4月7日“事件视界望远镜（EHT）”项目组公布了第二张黑洞“照片”，呈现了更多有关黑洞的信息。
2020年高考物理真题分类汇编 万有引力与航天
2020年高考物理真题分类汇编（详解+精校） 万有引力和航天1．（2020年高考·北京理综卷）由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（ ）A ．质量可以不同B ．轨道半径可以不同C ．轨道平面可以不同D ．速率可以不同1.A 解析：地球同步轨道卫星轨道必须在赤道平面内，离地球高度相同的同一轨道上，角速度、线速度、周期一定，与卫星的质量无关。
A 正确，B 、C 、D 错误。
2．（2020年高考·福建理综卷）“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。
若测得“嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行的周期T ，已知引力常量为G ，半径为R 的球体体积公式334R V π=，则可估算月球的A ．密度B ．质量C ．半径D ．自转周期2．A 解析：“嫦娥二号”在近月表面做周期已知的匀速圆周运动，有2224Mm G m R R Tπ=⋅。
由于月球半径R 未知，所以无法估算质量M ，但结合球体体积公式可估算密度（与3MR 成正比），A 正确。
不能将“嫦娥二号”的周期与月球的自转周期混淆，无法求出月球的自转周期。
3．（2020年高考·江苏理综卷）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 ，则A ．恒星的质量为32v T G πB ．行星的质量为2324v GT πC ．行星运动的轨道半径为2vT πD ．行星运动的加速度为2vTπ 3.ACD 解析：根据222()Mm F G m r T π==、 2rv Tπ=得：32v T M G π=、2vT r π=,A 、C 正确，B 错误；根据2v a r =、2v r r T πω==得：2va Tπ=，D 正确。
4．（2020年高考·广东理综卷）已知地球质量为M ，半径为R ，自转周期为T ，地球同步卫星质量为m ，引力常量为G 。
2020年高考物理一轮总复习《万有引力与航天》测试卷及答案详解
2020年高考物理一轮总复习《万有引力与航天》一．选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）1．关于万有引力和万有引力定律理解正确的有（）A．不可能看作质点的两物体之间不存在相互作用的引力B．可看作质点的两物体间的引力可用F＝计算C．由F＝知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大，紧靠在一起时，万有引力非常大D．引力常量的大小首先是由卡文迪许测出来的，且等于6.67×10﹣11N•m2/kg22．关于人造卫星所受的向心力F、线速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系，下列说法中正确的是（）A．由F＝G可知，向心力与r2成反比B．由F＝m可知，v2与r成正比C．由F＝mω2r可知，ω2与r成反比D．由F＝m可知，T2与r成反比3．人造地球卫星中的物体处于失重状态是指物体（）A．不受地球引力作用B．受到的合力为零C．对支持物没有压力D．不受地球引力，也不受卫星对它的引力4．可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道（）A．与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同心圆B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是运动的5．关于地球同步通讯卫星，下列说法正确的是（）A．它一定在赤道上空运行B．各国发射的这种卫星轨道半径都一样C．它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D．它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间6．最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运动一周所用的时间为1200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍．假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周．仅利用以上两个数据可以求出的量有（）A．恒星质量与太阳质量之比B．恒星密度与太阳密度之比C．行星质量与地球质量之比D．行星运行速度与地球公转速度之比7．若把地球视为密度均衡的球体，设想从地面挖一个小口径深井直通地心，将一个小球从井口自由下落，不计其他阻力，有关小球的运动的说法中，正确的是（）A．小球做匀速下落B．小球做加速运动，但加速度减小C．小球先加速下落，后减速下落D．小球的加速度增大，速度也增大8．某人造卫星因受高空稀薄空气的阻力作用绕地球运动的轨道会慢慢减小，每次测量中，卫星的运动均可近似看作圆周运动，则它受到的万有引力、线速度及运动周期的变化情况是（）A．变大、变小、变大B．变小、变大、变小C．变小、变小、变大D．变大、变大、变小9．一名宇航员来到某星球上，如果该星球的质量为地球的一半，它的直径也为地球的一半，那么这名宇航员在该星球上的重力是他在地球上重力的（）A．4倍B．0.5倍C．0.25倍D．2倍10．一旦万有引力常量G值为已知，决定地球质量的数量级就成为可能，若万有引力常量G＝6.67×10﹣11N•m2/kg2，重力加速度g＝9.8m/s2，地球的半径R＝6.4×106m，则可知地球质量的数量级是（）。
2020年高考物理备考优生：专题05万有引力定律：含解析
第一部分 名师综述万有引力定律是高考的必考内容，也是高考命题的一个热点内容。
考生要熟练掌握该定律的内容，还要知道其主要应用，要求能够结合该定律与牛顿第二定律估算天体质量、密度、计算天体间的距离（卫星高度）、以及分析卫星运动轨道等相关问题。
由于高考计算题量减少，故本节命题应当会以选择题为主，难度较以前会有所降低。
本章核心内容突出，主要考察人造卫星、宇宙速度以及万有引力定律的综合应用，与实际生活、新科技等结合的应用性题型考查较多。
第二部分 精选试题1.【广西省柳州铁路第一中学2016届高三上学期10月月考理综试题】如图所示，有一个质量为M ，半径为R ，密度均匀的大球体。
从中挖去一个半径为的小球体，并在空腔中心放置一质量为m 的质点，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为（已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零）A ．0B ．2Mm G RC ．22Mm G RD ．24MmG R 【答案】C考点：考查了万有引力定律的应用2.【云南省玉溪市第一中学2016届高三上学期期中考试理科综合试题】宇航员在某星球表面完成下面实验：如图所示，在半径为r的竖直光滑圆弧轨道内部，有一质量为m的小球（可视为质点），在最低点给小球某一水平初速度，使小球在竖直面内做圆周运动，测得轨道在最高点和最低点时所受压力大小分别为F1、F2；已知该星球的半径为R，引力常量G，则该星球的第一宇宙速度是（）错误！未找到引用源。
C.错误！未找到引用源。
【答案】B考点：考查了圆周运动，动能定理，万有引力定律3．【广西桂林市第十八中学2016届高三上学期第三次月考理综试题】发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后在圆轨道1的Q点经点火使卫星沿椭圆轨道2运行，待卫星到椭圆轨道2上距地球最远点P处，再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，如图所示．则卫星在轨道1、2和3上正常运行时，有：A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B ．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C ．卫星在轨道1上经Q 点的加速度等于它在轨道2上经Q 点的加速度D ．卫星在轨道2上运行时经过P 点的加速度跟经过Q 点的加速度相等 【答案】BC考点：本题考查万有引力定律、匀速圆周运动向心力公式。
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2020年高考冲刺生物试卷
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万有引力和航天
一．选择题
1. （2019全国考试大纲调研卷3）如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N 为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中( )
A．从P到M所用的时间等于
B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大
C．从P到Q阶段，速率逐渐变小
D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功
【参考答案】CD
2（2019江苏宿迁期末）2018年12月8日2时23分，我国成功发射“嫦娥四号”探测器。
“嫦娥四号”探测器经历地月转移、近月制动、环月飞行，最终于2019年1月3日10时26分实现人类首次月球背面软着陆。
假设“嫦娥四号”在环月圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力，则“嫦娥四号”（）A．在减速着陆过程中，其引力势能减小
B．在环月椭圆轨道上运行时，其速率不变
C．由地月转移轨道进入环月轨道，应让其加速
D．若知其环月圆轨道的半径、运行周期和引力常量，则可算出月球的密度
【参考答案】A
【名师解析】嫦娥三号在着陆过程中，万有引力做正功，引力势能减小，故A正确。
在椭圆轨道上，由远月点到近月点，万有引力做正功，速度增加，则远点的速度小于近月点的速度，故B错误。
嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，需点火减速，使得万有引力大于向心力，做近心运动，故C错误。
已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，根据万有引力提供向心力可以求出月球的质量，但是月球的半径未知，无法求出月球的体积，则无法得出月球的密度，故D 错误。
3．（2019广东茂名一模）嫦娥四号于2019年1月3日在月球背面着陆，嫦娥五号也计划在今年发射。
如果嫦娥五号经过若干次轨道调整后，先在距离月球表面h 的高度处绕月球做匀速圆周运动，然后开启反冲发动机，嫦娥五号着陆器暂时处于悬停状态，最后实现软着陆，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。
月球的半径为R 且小于地球的半径，月球表面的重力加速度为g 0且小于地球表面的重力加速度，引力常量为G 。
不考虑月球的自转，则下列说法正确的是
A.嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度
B.月球的平均密度GR g πρ430=
C.嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的t 时间内，绕月球运转圈数
D.根据题目给出数据无法求出月球的第一宇宙速度 【参考答案】BC
4（2019洛阳联考）某地区的地下发现天然气资源，如图所示，在水平地面P 点的正下方有一球形空腔区域 内储藏有天然气．假设该地区岩石均匀分布且密度为ρ，天然气的密度远小于ρ，可忽略 不计．如果没有该空腔，地球表面正常的重力加速度大小为g ；由于空腔的存在，现测得P 点处的重力加速度大小为kg(k<l)．已知引力常量为G ，球形空腔的球心深度为d ，则此球形空腔的体积是。