第七章 万有引力与宇宙航行 章末复习方案(Word教参)-【状元桥·优质课堂】2021-2022学年新教材高中物理必修第二册（人教版）

命题视角一　开普勒定律与万有引力定律 1．(2019·江苏卷)1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动．如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球质量为M，引力常量为G，则(　　) A．v1＞v2　v1＝ B．v1＞v2　v1＞ C．v1＜v2　v1＝ D．v1＜v2　v1＞ 答案　B 解析　由开普勒第二定律可知，v1＞v2，过近地点做圆周运动的速度v＝，选项B正确．，由于“东方红一号”在椭圆轨道上运动，所以v1＞ 2．(2018·全国卷Ⅲ)为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍．P与Q的周期之比约为(　　) A．2∶1 B．4∶1 C．8∶1 D．16∶1 答案　C 解析　由开普勒第三定律，得＝8.3，解得3＝2＝ 3．(2019·全国卷Ⅱ)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(　　) ,A) ,B) ,C) ,D) 答案　D 解析　由万有引力定律可得F＝G，h越大，F越小，选项D正确． 命题视角二　万有引力定律的应用 1．(2021·1月浙江卷)嫦娥五号探测器是我国首个实施月面采样返回的航天器，由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成．为等待月面采集的样品，轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动．已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，地球质量m＝6.0×1024 kg，月球质量m2＝7.3×1022 kg，月地距离r1＝3.8×105 km，月球半径r2＝1.7×103 km.当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约200 km处做环月匀速圆周运动时，其环绕速度约为(　　) A．16 m/s B．1.1×102 m/s C．1.6×103 m/s D．1.4×104 m/s 答案　C 解析　由题意可知，轨道器和返回器在月球表面上方200 km处做环月匀速圆周运动时，其轨道半径为r＝r2＋h＝1.7×103 km ＋200 km＝1.9×106 m，根据万有引力提供向心力可得G m/s≈1.6×103 m/s，选项C正确．＝，解得v＝＝m 2．(2020·全国卷Ⅲ)“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆，着陆前曾绕月球飞行，某段时间可认为绕月做匀速圆周运动，圆周半径为月球半径的K倍．已知地球半径R是月球半径的P倍，地球质量是月球质量的Q倍，地球表面重力加速度大小为g.则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为(　　) A. B． C. D． 答案　D 解析　假设在地球表面和月球表面上分别放置质量为m和m0的两个物体，则在地球和月球表面处，分别有G，选项D正确．，解得v＝＝m1g，设“嫦娥四号”探测器的质量为m1，根据万有引力提供向心力得，G＝m0g′，解得g′＝＝mg，G 3．(2020·北京卷)我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”．已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%，下列说法正确的是(　　) A．火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度 B．火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间 C．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度 D．火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 答案　A 解析　当发射速度大于第二宇宙速度时，探测器将脱离地球的引力在太阳系的范围内运动，火星在太阳系内，所以火星探测器的发射速度应大于第二宇宙速度，选项A正确；第二宇宙速度是探测器脱离地球的引力到太阳系中的临界条件，当发射速度介于第一和第二宇宙速度之间时，探测器将围绕地球运动，选项B错误；由第一宇宙速度的计算公式v＝g<g，选项D错误．＝，火星表面的重力加速度g1＝得，地球表面的重力加速度g＝v<v，选项C错误；根据星球表面的重力加速度计算公式g＝＝，则火星的第一宇宙速度为v1＝可得，地球的第一宇宙速度为v＝ 命题视角三　卫星的运行参数 1．(2020·全国卷Ⅱ)若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是(　　) A. B． C. D． 答案　A 解析　卫星在星体表面附近绕其做圆周运动，则有G，选项A正确．，联立各式解得T＝πR3，ρ＝2，又有V＝＝mR 2．(2020·天津卷)北斗问天，国之夙愿．我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍．与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星(　　) A．周期大 B．线速度大 C．角速度大 D．加速度大 答案