2011年高考物理真题考点点拨精析（新课标）考点5 万有引力与航天

2011年高考物理真题考点点拨精析（新课标）考点5 万有引力与航天内容摘要：

1、、选择题1.（2011江苏物理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 B行星的质量为32234行星运动的轨道半径为 D行星运动的加速度为【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：【精讲精析】选 得 ，C 对，根据22D 对，根据万有引力提供向心力2，可得 ,A 对。 2242011福建理综嫦娥二号”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 ，则可估算月球的34 路点拨】解答本题时可按以下思路分析：利用万有引力提供向心力列 2、式并结合隐含条件 r=R 和球体体积公式联立求解周期、加速度公式求得半径周期行星向心力分析中心天体质量【精讲精析】选 由于在月球表面轨道有 r=R，由球体体积公式 联立解得月球的密度 ，3423G故选 A。 3.（2011新课标全国卷星电话信号需要通过地球同步卫星传送。 如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为 05行周期约为 27 天，地球半径约为 6400线电信号的传播速度为 3108m/s，） 路点拨】解答本题时可按以下思路分析：（1） 由开普勒第三定律求出同步卫星的轨道半径；（2） 求出同步卫星距地 3、面的距离；（3） 求出无线电信号往返的时间.【精讲精析】选 B。 根据开普勒第三定律可得： ，则同步卫3 卫 月 卫星的轨道半径为 ，代入题设已知得，r 卫3卫卫 月 月（ ）= =07m，因此同步卫星到地面的最近距离为 L= r 卫r=0 7m0 6m=07m，从发出信号至对方接收到信号所需最短时间t= = A、C、D 错，B 正确。 22011山东高考、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。 路点拨】解答本题时应注意理解：（1）地球同步卫星周期以及轨道所处的位置和高度。 （2）地球卫星的周期、线速度、向心加速度和轨道半径的关系。 【精讲精析】选 A 4、、C。 由题意知甲卫星的轨道半径比乙大，由万有引力提供向心力可得 ，得出周期和轨道半径的关系，轨道半径越大，卫星周期越长。 可得出 A 选项正确。 有由万有引力充当向心力的另一个表达式 可得线速度和道半径的关系 ，轨道半径越大，线速度越小。 可得出 错误。 又由 ，得 ，故轨道半径越大，向心加速越小。 可得出 C 项正确。 地球同步卫星的轨道应在赤道正上方，不可能经过北极，D 项错误。 5.（2011天津理综量为 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， 路点拨】解答本题时可按以下思路分析：确 5、定探月航天器在月球附近做匀速圆周运动所需要的向心力来源，然后根据牛顿第二定律列方程，求航天器的速度，角速度，周期等物理量。 【精讲精析】选 球对探月航天器的万有引力提供探月航天器在月球附近做匀速圆周运动所需要的向心力，根据牛顿第二定律列方程得 ，则探月航天器的线速度为 ,222项 A 正确，其加速度 ,选项 D 错误，又知，在月球附近满2因此探月航天器的角速度 ，其周期为 ，选项 B 错误，而选项 C 正确。 T6.（2011浙江理综了探测 X 星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为 期为 质量为 后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为 圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为 A. 6、X 星球的质量为2314r=. X 星球表面的重力加速度为21【思路点拨】探测飞船和登陆舱绕星球运动时，均由万有引力充当向心力，满足： . 2224【精讲精析】选 万有引力充当向心力，满足 ，可得： ， A 正确； 又根据212142134（R 为星球半径），B 错误；根据： ，可213222： ，C 错误；根据： ，可得： ，D 3122011广东理综知地球质量为 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。 有关同步卫星，星运行时受到的向心力大小为 路点拨】：解答本题时注意把握以下两点：（1） 卫星运行时万有引力提供向心力（2） 第一宇宙速度与近地卫星的线速度相等 7、【精讲精析】选 ,所以 ,故 A 错误；第一宇宙速度224324是最大的环绕速度，B 正确；同步卫星运动的向心力等于万有引力，应为: ,C 错误；同步卫星的向心加速度为 ，地2 2同球表面的重力加速度 ,知 ，D 正确。 2 a同表二、非选择题8.（2011海南物理011 年 4 月 10 日，我国成功发射第 8颗北斗导航卫星，建成以后北斗导航卫星系统将包含多颗地球同步卫星，这有助于减少我国对 航系统的依赖，运行周期为 12 小时的卫星群组成，设北斗导航系统的同步卫星和 航卫星的轨道半径分别为 和 ，向心加速度分别为 和 ，则1_， =_（可用根式表示）12:R:a【思路点拨】【精讲精析】依据题 8、意可知 h， h，由开普勒第三定律241以 ；由万有引力提供向心力公式213221)(R3，可得 34329.（2011安徽高考1）开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴 a 的三次方与它的公转周期 ，即 ， a23将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量知引力常量为 G，太阳的质量为 （2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立。 经测定月地距离为 m，月球绕地球运动的周期为 ，试计算地球的质量 地。 （，结果保留一位有效数字）【思路点拨】（1）明确太阳对行星的万有引力提供行星做圆周运动的向心力（2）当 r 和 T 已知时，运用 进行分析求解32精讲精析】（1）因行星绕太阳作匀速圆周运动，于是轨道半长轴a 即为轨道半径 r，根据万有引力定律和牛顿第二定律有M行太行 于是有 太234即 太（2）在地月系统中， 地月月 得 解得234月 月地 答案（1） （2）太 24=太。