2012年高考物理命题名师研究必考知识点专辑六

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1、2012年高考物理命题名师研究必考知识点专辑六必考点18.万有引力的应用求天体质量及密度18. 我国发射了第一颗探月卫星“嫦娥一号” ，使“嫦娥奔月”这一古老的神话变成了现实嫦娥一号发射后先绕地球做圆周运动，经多次变轨，最终进入距月面h=200公里的圆形工作轨道，开始进行科学探测活动设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的（ ） A嫦娥一号绕月球运行的周期为 B由题目条件可知月球的平均密度为C嫦娥一号在工作轨道上的绕行速度为D在嫦娥一号的工作轨道处的重力加速度为【答案】B【类型拓展】1美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可

2、适合居住的行星“开普勒22b”，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一周，距离地球约600光年，体积是地球的2.4倍，已知万有引力常量和地球表面的重力加速度。根据以上信息，下列推理中正确的是（ ）A若能观测到该行星的轨道半径，可求出该行星所受的万有引力B若已知该行星的密度和半径，可求出该行星的轨道半径C根据地球的公转周期与轨道半径，可求出该行星的轨道半径D若该行星的密度与地球的密度相等，可求出该行星表面的重力加速度【答案】D【类型拓展】2“天宫一号”是中国第一个目标飞行器，于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射，“神舟八号”、“神舟九号”、“神舟十号”飞船将在两年内

3、依次与天宫一号完成无人或有人交会对接任务，并建立中国首个空间实验室。已知“天宫一号”环绕地球沿椭圆轨道运动，m表示它的质量，h表示它在近地点的高度，表示它在近地点的角速度，a表示它在近地点的加速度，R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度。则“天宫一号”在近地点所受地球对它的万有引力的大小等于Ama Bm CmD以上结果都不对 【答案】AB 必考点19.星球表面及某高度处的重力加速度19. 设地球的质量为，半径为，自转周期为，引力常量为 ，“天宫一号”绕地球运行时离地面的高度为h，则“天宫一号”与“同步卫星”各自所处轨道处的重力加速度之比为（ ）AB C D【答案】C【类型拓展】英国新科

4、学家(New Scientist)杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650500双星系统中发现的最小黑洞位列其中若某黑洞的半径R约45 km，质量M和半径R的关系满足(其中c为光速，G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为 A108 m/s2 B1010 m/s2C1012 m/s2 D1014 m/s2【答案】C必考点20.天体及卫星的运动参数20. 为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2 的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则（ ）A该星球的

5、质量为 B该星球表面的重力加速度为C登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为D登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为【答案】D【类型拓展】同步卫星距地心的距离为r，运行速率为v1，其向心加速度为a1。地球半径为R，地球赤道上随地球自转的物体的运行速率为v2，向心加速度为a2，则（ ）A， B， C， D， 【答案】A【类型拓展】质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的（ ）A线速度 B角速度 C运行周期 D向心加速度【答案】AC 必考点21地球同步卫星

6、21. 2011年6月21日，我国发射了“中星10号”地球同步通讯卫星，卫星的质量为5.22t，下列说法中正确的是A卫星可以定点在北京的正上方B卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度C卫星运行的速度比第一宇宙速度小D卫星运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小【答案】B C 【类型拓展】2011年8月12日，我国在西昌卫星发射中心，将巴基斯坦通信卫星1R（ Paksat - 1R）成功送人地球同步轨道，发射任务获得圆满成功关于成功定点后的“1R”卫星，下列说法正确的是（ ）A运行速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度B离地面的高度一定，相对地面保持静止C绕地球运动的周期比月球绕地球运行的周

7、期大D向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等【答案】B必考点22宇宙速度22. “嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，引力常量为G。求：（1）“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小；（2）月球的质量；（3）若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大。解析：（1）“嫦娥一号”运行的线速度v=2（R+H）/T（2）设月球质量为M，“嫦娥一号”的质量为m，根据万有引力定律和牛顿第二定律，对“嫦娥一号”绕月飞行的过程有 G解得（3）设绕月球表面做

8、匀速圆周运动的飞船的质量为m0，线速度为v0，根据万有引力定律和牛顿第二定律，对飞船绕月飞行的过程有G又因，联立可解得v0=【类型拓展】未来我国将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站。如图所示，关闭发动机的航天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站实现对接。已知空间站绕月做匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R，那么以下选项正确的是A月球的平均密度为 B月球的第一宇宙速度为C图中的航天飞机正在减速地飞向B处 D航天飞机到达B处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须减速【答案】D必考点23变轨问题23. 如图所示，在发射某地球卫星的

9、过程中，首先将卫星从地面上A点发射进入椭圆轨道运行，然后在B点通过改变卫星速度，让卫星进入预定圆轨道上运行，则（ ）ABOA该卫星的发射速度必定小于11.2km/sB卫星在椭圆轨道运行的过程中，经过A点的速度大于经过B点的速度C卫星沿轨道运动的周期小于沿轨道运动的周期D卫星在椭圆轨道经过B点时的机械能大于在圆轨道经过B点时的机械能【答案】AB【类型拓展】“嫦娥一号”探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球。如图所示是绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的的运行速率为7.7km/s，则下列说法中正确的是（

10、 ）A卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7.7km/sB卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7km/sC卫星在3轨道所具有的机械能小于2轨道所具有的机械能D卫星在3轨道所具有的最大速率小于2轨道所具有的最大速率【答案】.AB 必考点24双星或多星问题24. 天文学家如果观察到一个星球独自做圆周运动，那么就想到在这个星球附近存在着一个看不见的星体黑洞。星球与黑洞由万有引力的作用组成双星，以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，那么（ ）A.它们做圆周运动的角速度与其质量成反比 B.它们做圆周运动的周期与其质量成反比 C.它们做圆周运动的半径与其质量成反比 D.它们所受的向心力与其质量成反比【

11、答案】.C 【类型拓展】宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，设每个星体的质量均为m，四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上，已知这四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，引力常量为G，试求：（1）求星体做匀速圆周运动的轨道半径；（2）若实验观测得到星体的半径为R，求星体表面的重力加速度；（3）求星体做匀速圆周运动的周期。解析：（1）由星体均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动可知，星体做匀速圆周运动的轨道半径。（2）由万有引力定律可知，则星体表面的重力加速度。（3）星体在其他三个星体的万有引力作用下围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，由万有引力定律和向心力公式得：，解得周期。 （得到也给分）第 5 页 共 5 页