2015年高考物理真题分类汇编：万有引力和天体运动

2015年高考物理真题分类汇编：万有引力和天体运动

(2015新课标I-21). 我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下落，已知探测器的质量约为1.3×103kg，地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的3.7倍，地球表面的重力加速度约为9.8m/s2,则此探测器

A. 着落前的瞬间，速度大小约为8.9m/s

B. 悬停时受到的反冲作用力约为2×103N

C. 从离开近月圆轨道这段时间内，机械能守恒

D. 在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度

【答案】B、D

【考点】万有引力定律及共应用；环绕速度

【解析】在中心天体表面上万有引力提供重力：= mg , 则可得月球表面的重力加速度

g月= ≈ 0.17g地= 1.66m/s2 .根据平衡条件，探测器悬停时受到的反作用力F = G探= m探

g月≈ 2×103N，选项B正确；探测器自由下落，由V2=2g月h ,得出着落前瞬间的速度v ≈3.6m/s ,选项A错误；从离开近月圆轨道，关闭发动机后，仅在月球引力作用下机械能守恒，而离开近月轨道后还有制动悬停，发动机做了功，机械能不守恒，故选项C错误；在近月圆轨道

万有引力提供向心力：= m,解得运行的线速度V月= = < ,

小于近地卫星线速度，选项D正确。

【2015新课标II-16】16. 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3.1x103/s，某次发

射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55x103/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

A. 西偏北方向，1.9x103m/s

B. 东偏南方向，1.9x103m/s

C. 西偏北方向，2.7x103m/s

D. 东偏南方向，2.7x103m/s

【答案】B

考点：速度的合成与分解

【2015重庆-2】. 宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m ，距地面高度为h ，地球质量为M ，半径为R ，引力常量为G ，则飞船所在处的重力加速度大小为

A.0

B.

2()GM R h + C. 2()GMm R h + D. 2GM h 【答案】B

【解析】

试题分析：对飞船受力分析知，所受到的万有引力提供匀速圆周运动的向心力，等于飞船所在位置的重力，即2()Mm G

mg R h =+，可得飞船的重力加速度为2

=()GM g R h +，故选B 。 考点：本题考查万有引力定律的应用。

（2015四川-5）．登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比 6.4×10A ．火星的公转周期较小 B ．火星做圆周运动的加速度较小

C ．火星表面的重力加速度较大

D ．火星的第一宇宙速度较大

【答案】B

考点：万有引力定律的应用和分析数据、估算的能力。

【2015山东-15】．如图，拉格朗日点L 1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L 1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以1a 、2a 分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，3a 表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是

A ．231a a a >>

B ．213a a a >>

C ．312a a a >>

D ．321a a a >>

【答案】D

考点：万有引力定律的应用.

【2015广东-20】20.在星球表面发射探测器，当发射速度为v 时，探测器可绕星球表面做匀

速圆周运动；当发射速度达到v 时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球，已知地球、火星两星球的质量比约为10 :1半径比约为2:1，下列说法正确的有

A.探测器的质量越大，脱离星球所需的发射速度越大

B.探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大

C.探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等

D.探测器脱离星球的过程中势能逐渐变大

【答案】BD

【考点】万有引力定律及其应用；环绕速度

【解析】本题考点是万有引力定律及其应用。由于v 是探测器在星球表面上做匀速圆周运动

的速度，万有引力提供所需的向心力： = ,可得v = ,R 为星球的半径，M 为星球的质量，G 为万有引力常量，可知发射速度与探测器的质量无关，选项A 错误；探测器在星球表面所受的万有引力

F 万 = ，代入地球、火星的质量比和半径比，可知在地球表面的引力更大，选项B 正确；

探测器可摆脱星球引力束缚脱离该星球的发射速度为v = ，地球和火星的M 与R 比值不同，所以发射速度不同，选项C 错误；由于探测器在脱离星球过程中要克服引力做功，引力势能增大，选项D 正确。

【2015福建-14】14. 如图，若两颗人造卫星a 和b 均绕地球做匀速圆周运动，a 、b 到地心O 的距离分别为r 1、r 2, 线速度大小分别为v 1 、 v 2。则 （ ）

12.v A v = 12B.v v =21221C.

()v r v r = 21122

C.()v r v r =