(课标Ⅱ卷)2020届高考物理一轮复习专题五万有引力与航天课件

答案 CD 本题考查天体的运行规律。海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,由开普勒第二定律可 知,从P→Q速度逐渐减小,故从P到M所用时间小于T0/4,选项A错误,C正确;从Q到N阶段,只受太 阳的引力,故机械能守恒,选项B错误;从M到N阶段经过Q点时速度最小,故万有引力对它先做 负功后做正功,选项D正确。 思路分析 天体绕太阳做椭圆运动时,近日点速率最大,远日点速率最小,结合动能定理可以确 定出万有引力的做功情况,结合机械能守恒条件可知,机械能守恒。
6.(2017课标Ⅲ,14,6分)2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室 完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。与 天宫二号单独运行时相比,组合体运行的 ( ) A.周期变大 B.速率变大 C.动能变大 D.向心加速度变大
2.(2019课标Ⅰ,21,6分)(多选)在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上,把物体P轻放在弹 簧上端,P由静止向下运动,物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另 一星球N上用完全相同的弹簧,改用物体Q完成同样的过程,其a-x关系如图中虚线所示。假设 两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍,则( )
学论证的核心素养,加强了考生以科学态度探究科学本质的责任感。
对物体在弹簧上向下运动的过程应用牛顿第二定律得mg-kx=ma,则a=g- k x,结合a-x图像可得,
m
重力加速度gM=3a0、gN=a0, k = 3a0 、 k = a0 ,联立可解得mQ=6mP,故B选项错。认为星球表面 mP x0 mQ 2x0
EkmQ EkmP
=


2x0 x0
2
=4,故C选项正确。
疑难突破 (1)数形结合获取有用信息是解决本题的突破口,由a=g- k x结合图像的纵截距和斜
m
率即可得物理量间的关系。
(2)当物体先加速后减速运动时,合力等于零时对应速度最大的运动状态。
(3)应用机械能守恒定律是分析C、D选项的关键。弹簧的弹性势能Ep= 1 kx2为必备知识。
为xm,此时物体动能为零,由机械能守恒定律有mgxm= 12 k xm2
,则xm= 2mg
k
,由此可得
xmN xmM
= mQ gN
mP gM
=6×
a0 =2,故D选项错。当物体加速度等于零时,速度最大,动能最大,由机械能守恒定律有,Ekm=
3a0
mgx'- 12 kx'2,结合mg=kx'可得Ekm= 12 kx'2,此时P、Q对应的弹簧的压缩量分别为x0和2x0,故有
答案 B 开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律,但并没有找出其中的 原因,A、C错误,B正确;万有引力定律是牛顿发现的,D错。 考查点 开普勒定律 解题关键 开普勒在第谷精确的天文观测数据基础上得出了开普勒行星运动定律。
考点二 人造卫星 宇宙航行
5.(2019课标Ⅱ,14,6分)2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆。在探测器 “奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描 述F随h变化关系的图像是 ( )
R 2 g
的重力等于万有引力,即mg=G Mm ,则星球质量M= R2g ,星球的密度ρ= M = G = 3g ,由此
R2GV 4 来自 R3 4 GR3可知M星球与N星球的密度之比为 ρM = gM RN = 3a0 × 1 =1,故A选项正确。设弹簧的最大压缩量 ρN gN RM a0 3
答案 D 本题考查了万有引力定律公式。考查了学生对万有引力定律的理解能力,体现了 运动和相互作用的物理观念及科学推理的核心素养。
由万有引力定律可知,探测器受到的万有引力F= (RGM hm)2 ,其中R为地球半径。在探测器“奔
向”月球的过程中,离地面距离h增大,其所受的万有引力非线性减小,故选项D正确。 储备知识 万有引力定律公式,数学函数与图像的关联。
A.M与N的密度相等 B.Q的质量是P的3倍 C.Q下落过程中的最大动能是P的4倍 D.Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍
答案 AC 本题考查了重力与万有引力的关系、密度、牛顿第二定律与图像的综合应用、
机械能守恒定律等,以及理解能力、推理能力、综合分析能力及应用数学知识处理物理问题
的能力,难度较大。本题体现了运动与相互作用观念、能量观念、模型建构、科学推理和科
高考物理 (课标Ⅱ专用)
专题五 万有引力与航天
五年高考
A组 统一命题·课标卷题组
考点一 万有引力定律及其应用
1.(2019课标Ⅲ,15,6分)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动,它们的向心加 速度大小分别为a金、a地、a火,它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火。已知它们的轨道半 径R金<R地<R火,由此可以判定 ( ) A.a金>a地>a火 B.a火>a地>a金 C.v地>v火>v金 D.v火>v地>v金
2
3.(2017课标Ⅱ,19,6分)(多选)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M、Q到N的运动过程中 ( )
A.从P到M所用的时间等于T0/4 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
4.(2016课标Ⅲ,14,6分)关于行星运动的规律,下列说法符合史实的是 ( ) A.开普勒在牛顿运动定律的基础上,导出了行星运动的规律 B.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律 C.开普勒总结出了行星运动的规律,找出了行星按照这些规律运动的原因 D.开普勒总结出了行星运动的规律,发现了万有引力定律
答案 A 本题考查万有引力定律和匀速圆周运动,体现了物理模型建构、科学推理等核心 素养。
行星绕太阳做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,即G MRm2
=ma向=m vR2 ,解得a向=G RM2
,v= GM R
,
由于R金<R地<R火,所以a金>a地>a火,v金>v地>v火,选项A正确。
解题关键 认识并掌握天体运动与万有引力的关系是解决这类问题的关键。