专题05 万有引力与宇宙航行-五年（2018-2022）高考物理真题考情·命题·素养·基础知识精分全析（全国通用）

专题05 万有引力与宇宙航行 析考情 近5年考情分析 考点要求 等级要求 考题统计 2022 2021 2020 2019 2018 开普勒定律 万有引力定律及其应用 Ⅱ 辽宁卷·T9 湖南卷·T8 广东卷·T2 山东卷·T6 乙卷·T14 浙江6月卷·T6 甲卷·T18 乙卷·T18 河北卷·T4 湖南卷·T7 卷Ⅰ·T15 Ⅱ卷·T15 山东卷·T7 Ⅱ卷·T14 Ⅲ卷·T25 卷Ⅰ·T20 人造卫星 宇宙速度 Ⅱ 浙江1月卷·T8 广东卷·T2 Ⅲ卷·T16 北京卷·T5 浙江7月卷·T7 江苏卷·T7 析命题 1.命题分析：高考对本专题的考查形式多样、内容丰富、考法灵活．题型有选择题、实验题、计算题等．试题综合性强，对能力要求较高． 2．趋势分析：往往与动力学、运动学以及电磁学等主干知识相结合，并密切联系实际，难度较大，突出体现高考的选择性特征． 析情景 生活实践类：机车启动、各种交通工具、各种体育比赛项目、各种生产工具、各种娱乐项目和传送带等． 学习探索类：功的正负判断和大小计算、变力做功的计算、功率的分析与计算、动能定理的应用、机械能守恒的理解与应用、功能关系的理解和应用、能量守恒及转化问题． 析素养 析基础 一、开普勒行星运动定律 1．开普勒第一定律：所有的行星绕太阳运动的轨道都是________，太阳处在椭圆的一个________上． 2．开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的________相等． 3．开普勒第三定律：所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的________的二次方的比都相等，表达式：＝k. 二、万有引力定律 1．内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的________成正比、与它们之间距离r的________成反比． 2．表达式：F＝G，G为引力常量，其值通常取G＝6.67×10－11________． 3．适用条件： (1)公式适用于________间的相互作用．当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可视为质点． (2)质量分布均匀的球体可视为质点，r是两球________间的距离． 三、宇宙速度 1．第一宇宙速度： (1)第一宇宙速度又叫________速度，其数值为________km/s. (2)第一宇宙速度是人造卫星在________附近环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度． (3)第一宇宙速度是人造卫星的最小______速度，也是人造卫星的最大______速度． (4)第一宇宙速度的两种计算方法 ①由G＝m得v＝；②由mg＝m得v＝. 2．第二宇宙速度：使物体挣脱______引力束缚的最小发射速度，其数值为______km/s. 3．第三宇宙速度：使物体挣脱______引力束缚的最小发射速度，其数值为______km/s. 一、 1．椭圆　焦点 2．面积 3．公转周期 二、 1．乘积　二次方 2．N·m2/kg2 3．(1)质点　(2)球心 三、 1．(1)环绕　7.9　(2)地球　(3)发射　环绕 2．地球　11.2 3．太阳　16.7 析真题 1.（2022·重庆卷·T9）我国载人航天事业已迈入“空间站时代”。若中国空间站绕地球近似做匀速圆周运动，运行周期为T，轨道半径约为地球半径的倍，已知地球半径为R，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则（　　） A. 漂浮在空间站中的宇航员不受地球的引力 B. 空间站绕地球运动的线速度大小约为 C. 地球的平均密度约为 D. 空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的倍 【答案】BD 【解析】 A．漂浮在空间站中的宇航员依然受地球的引力，所受引力提供向心力做匀速圆周运动而处于完全失重，视重为零，故A错误； B．根据匀速圆周运动的规律，可知空间站绕地球运动的线速度大小约为 故B正确； C．设空间站的质量为，其所受万有引力提供向心力，有 则地球的平均密度约为 故C错误； D．根据万有引力提供向心力，有 则空间站绕地球运动的向心加速度大小为 地表的重力加速度为 可得 即空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的倍，故D正确。 故选BD。 2.（2022·北京卷·T19）利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思维方法。 （1）某质量为m的行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，在近日点速度为，在远日点速度为。求从近日点到远日点过程中太阳对行星所做的功W。 （2）设行星与恒星的距离为r，请根据开普勒第三定律（）及向心力相关知识，证明恒星对行星的作用力F与r的平方成反比。 （3）宇宙中某恒星质量是太阳质量的2倍，单位时间内向外辐射的能量是太阳的1