5.1 万有引力定律及其应用-【十年高考】备战2022年高考物理真题分类解析与应试策略（Word版）

第五章　万有引力与航天 考点 2012~2016年 2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 合计 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 28.万有引力定律的理解 2 4 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 6 5 29.天体质量和密度的估算 2 2 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 5 5 30.天体运行参量的比较与计算 1 14 1 2 1 3 1 2 1 6 0 2 5 29 31.涉及万有引力定律的综合问题 2 5 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 3 6 32.近地卫星、赤道上的物体、同步卫星的运行问题 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 33.卫星变轨和对接问题 2 3 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 2 4 34.双星和多星问题 0 3 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 3 35.天体中的追及相遇问题 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 命题分析与备考建议 1.命题热度:10年来,本章属于热点内容,从命题频次上看,全国卷23次,地方卷54次。 2.考查方向:与航天技术息息相关的知识——“万有引力定律”一直是高考的热点、必考点。借此命题,通过构建模型、分析和推理,运用万有引力提供向心力的规律来分析天体运动问题,能强化运动观念和相互作用观念,提升科学思维素养。 3.明智备考:复习本章时,理解万有引力定律、宇宙速度等的同时,对于天体或人造天体绕某个中心天体运动问题,要明确一个匀速圆周运动模型;灵活应用两组公式:G=mω2r=mr==ma和mg=G。 第1节　万有引力定律及其应用 考点 万有引力定律的理解　 1.(2021·全国甲,18,6分,难度★★)2021年2月,执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后,进入运行周期约为1.8×105 s的椭圆形停泊轨道,轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105 m。已知火星半径约为3.4×106 m,火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7 m/s2,则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为(　C　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.6×105 m B.6×106 m C.6×107 m D.6×108 m 解析探测器做椭圆运动,根据开普勒第三定律,=k,对同一中心天体k相同。由=mr和黄金代换GM=gR2,可求出==k,将k代入开普勒第三定律=k,求得a==3.3×107 m,“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离h远=2a-h近-2R=5.89×107 m,故选C。 开普勒第三定律,=k,绕同一个中心天体,无论是圆周,还是椭圆,比例系数k相同。 2.(2020·全国1,15,6分,难度★★)火星的质量约为地球质量的,半径约为地球半径的,则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为 (　B　) A.0.2 B.0.4 C.2.0 D.2.5 解析本题以物体为研究对象,利用万有引力定律分析求解。设地球质量为m地,地球半径为r地,则火星的质量为,火星半径为,物体质量为m。由万有引力定律可知,在火星表面F火万=,在地球表面F地万=,所以同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为0.4,选项B正确。 3.(2019·全国2,14,6分,难度★)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 (　D　) 解析本题考查万有引力定律。根据万有引力定律F=G=G可知,探测器所受的地球引力F随h增加而减小,但不是线性关系。因此F-h图像应是一曲线,D正确,A、B、C错误。 4.(2018·北京,17,6分,难度★★)若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证 (　B　) A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 解析对于月球绕地球公转有=m月a月,得a月=。对于地球表面的物体,有=mg,得g=。上面两式中GM为同一定值,如果“使月球绕地球