专题03 万有引力-2021年高考北京市高三下学期4月一模物理试题汇编

2021年高考北京市高三下学期4月一模物理试题汇编 专题03 万有引力与航天 1、（2021·北京市房山区高三下学期4月一模）2020年11月28日晚间，嫦娥五号探测器经过四天多的奔月飞行，成功实施第一次近月制动，完成“太空刹车减速”被月球捕获。顺利进入一个近月点为Р的环月大椭圆轨道I，经过一段时间后，嫦娥五号探测器再次制动，最终进入圆轨道II环绕月球运动，如图2所示。则 A．探测器在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道II上运行的周期 B．探测器在轨道Ⅰ上运行时的机械能等于在轨道II上运行时的机械能 C．探测器沿轨道Ⅰ经过P点的速度小于沿轨道II经过Р点的速度 D．探测器沿轨道I经过Р点的加速度小于沿轨道II经过P点的加速度 【答案】A 【解析】根据开普勒第三定律可知，半长轴越长，则周期越大，而轨道I的半长轴大于轨道II，故探测器在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道II上运行的周期，选项A正确； 探测器在轨道Ⅰ上运行需要通过制动才能变成轨道II，故探测器在轨道Ⅰ上运行时的机械能大于在轨道II上运行时的机械能，选项B错误； 探测器在二轨道切点处的加速度是相等的，因为它受到的万有引力相等，根据a=v2/r可知，沿轨道Ⅰ经过P点的半径大一些，故轨道Ⅰ经过P点的速度大于于沿轨道II经过Р点的速度，选项C错误； 探测器沿轨道I经过Р点的加速度等于沿轨道II经过P点的加速度，因为F=ma，选项D错误。 2、（2021·北京市西城区高三下学期4月一模）地球刚诞生时自转周期约是8小时，因为受到月球潮汐的影响，自转在持续减速，现在地球自转周期是24小时。与此同时，在数年、数十年的时间内，由于地球板块的运动、地壳的收缩、海洋、大气等一些复杂因素以及人类活动的影响，地球的自转周期会发生毫秒级别的微小波动。 科学研究指出，若不考虑月球的影响，在地球的总质量不变的情况下，地球上的所有物质满足m1ωr12 + m2ωr22 + ….+ miωri2 = 常量，其中m1、m2、…… mi表示地球各部分的质量，r1、r2、…… ri为地球各部分到地轴的距离，ω为地球自转的角速度，如图所示。根据以上信息，结合所学，判断下列说法正确的是 A B mi ri A．月球潮汐的影响使地球自转的角速度变大 B．若地球自转变慢，地球赤道处的重力加速度会变小 C．若仅考虑A处的冰川融化，质心下降，会使地球自转周期变小 D．若仅考虑B处板块向赤道漂移，会使地球自转周期变小 【答案】C 【解析】由题意可知，因为受到月球潮汐的影响，地球的自转在持续减速，说明月球潮汐影响了地球自转的角速度，使它变变小了，选项A错误； 对于赤道处的物体来说，万有引力与支持力的合力提供向心力，F万-F支=F向，因为重力G=F支=F万-F向，万有引力是不变的，而赤道处的物体的向心力会随地球自转变慢而减小，故重力会变大，重力加速度也会变大，选项B错误； 若仅考虑A处的冰川融化，质心下降，因为地球上所有的物质满足：m1ωr12+ m2ωr22+…+ miωri2=常量；而质心下降，说明r变小，则地球自转的角速度ω会变大，自转的周期会变小，选项C正确； 若仅考虑B处的板块向赤道漂移，说明r在变大，则ω会变小，周期会变大，选项D错误。 3、（2021·北京市西城区高三下学期4月一模）2020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，并为全球提供服务。北斗三号系统由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星组成。其中，中圆地球轨道卫星距地面高度约为2.2×104km，地球静止轨道卫星距地面高度约为3.6×104km，它们都绕地球做近似的匀速圆周运动。则 A．中圆地球轨道卫星的运行速度大于第一宇宙速度 B．地球静止轨道卫星的加速度大于9.8m/s2 C．中圆地球轨道卫星的周期大于地球静止轨道卫星的周期 D．中圆地球轨道卫星的角速度大于地球静止轨道卫星的角速度 【答案】D 【解析】我们对两个星作一下对比，发现中圆轨道的卫星半径小，同步轨道的卫星半径大；而第一宇宙速度的卫星的半径等于地球的半径，根据“高轨、低速大周期”的规律可知，中圆地球轨道卫星的运行速度小于第一宇宙速度，选项A错误； 由于做环绕地球运动的卫星的向心加速度是9.8m/s2，而同步轨道卫星的高度比它要高很多，所以地球静止轨道卫星的加速度小于9.8m/s2，选项B错误； 因为中圆与静止轨道相比较，中圆的半径小，所以它的周期小，角速度大，选项C错误，D正确； 4、（2021·北京市丰台区高三下学期4月一模）为了对大气二氧化碳进行全天时、高精度监测，我国研制的全球首颗搭载主动激光雷达的大气环境监测卫星，将于2021年7月出厂待发射。与地球同步轨道卫星（图中卫星1）不同，大气环境监测卫星（图中卫星2）是轨道平面与赤道平面夹角接近90