专题十三 万有引力与宇宙航行-【高考主旋律】2024年高考物理一轮复习微专题考向训练卷（新教材）

专题十目 万有引力与宇宙航行 考点开普勒行星运动定律（基础考点） 隔(a1=子，T为轨道周期)的位置.如果作用在 卫星上的力只有地球E对卫星的万有引力，则下 [素养考查要点] 列说法正确的是 ( 理解开普勒行星运动定律特点、并能分析解决相 A.面积S1>S2 关问题. B.卫星在轨道A点的速度小于在B点的速度 C.r2=Ca3,其中C为常数，a为椭圆半长轴 [典例导引门 D.T=Cb3,其中C为常数，b为椭圆半短轴 【题型要点】(1)开普勒三定律是通过对行星运动 考点日万有引力定律及其应用（能力考点） 的观察结果总结而得出的规律，它们都是经验 定律 [典例导引] (2)行星绕太阳的运动通常按圆轨道处理。 【题型要点】1.万有引力与重力的关系 (3)开普勒行星运动定律也适用于其他天体，例 地球对物体的万有引力F表现 如月球、卫星绕地球的运行. 【例1】“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫 为两个效果：一是重力g;二是 提供物体随地球自转的向心力 星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动.如图 Fn,如图所示 所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为 ,2,近地点到地心的距离为r,地球质量为M, (1)在赤道上：GM R =mg+moR. 引力常量为G.则 ) (2)在两极上：G R2-2. M 近地点 远地点 2.星体表面上的重力加速度 (1)星体表面附近的重力加速度g(不考虑星体 A.1>2 GM GM B.v 自转)mg-6得g GM (2)在星体上空距离球心r=R+h处的重力加速 C.v<v2,01 D.功<21入 r 度gm以限得g=R0 [多维训练] 【例2】(2023·广东省湛江市高三调研)在北极 1.[开普勒定律的理解](2023·安阳市高三联考) 重力为G1的物体，在赤道上重力变为G2.若将 2020年6月15日，中国科学院宣布，中国首颗量 地球看成质量分布均匀的球体，北极的重力加速 子科学实验卫星“墨子号” 度为g,则地球半径与自转周期的平方之比为 在国际上首次实现千公里 ( 级基于纠缠的量子密钥分 G2-G G2 发.“墨子号”运行轨道为如 A.4Grg B.Gi 图所示的椭圆轨道，地球E位于椭圆的一个焦点 G1-G2 上，轨道上标记了“墨子号”卫星经过相等时间间 C.4 Gy ·69· 能存在超大质量黑洞.这项研究工作获得了 [多维训练] 2020年诺贝尔物理学奖.若认为S2所受的作用 2.[重力加速度的计算]假设地球是一半径为R、质 力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量 量分布均匀的球体.一矿井深度为d,已知质量 为M,可以推测出该黑洞质量约为 分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，则矿井 1994 1995 底部和地面处的重力加速度大小之比为() t1996 1997 *1998 A1-是 B1+发 *1999 2000 c.( D.() 黑洞 ● 2001 2002 考点目天体质量和密度的计算（能力考点）， A.4×104M B.4×105M [素养考查要点] C.4×108M D.4×1010M 掌握天体质量和密度的计算方法且能选择合适的 [多维训练] 规律和方法分析解决具体问题， 3.[天体质量和密度计算](2023·辽宁普高校招生 [典例导引] 适应性测试)（多选）“嫦娥五号”探测器绕月球做 匀速圆周运动时，轨道半径为r,速度大小为. 【题型要点】 已知月球半径为R,引力常量为G,忽略月球自 使用方法 已知量 利用公式 表达式 备注 转的影响.下列选项正确的是 r、T Mm 3 =mr M=rp GT 能得 A.月球平均密度为，3 4πGR2 r、U G Mu -mv M-ru 到中 质 利用运 G 心天 B.月球平均密度为 3v2r 4xGR 量 行天体 G Mu-m 体的 的 v.T Mm mr M- 质量 C月球表面重力加速度为尽 计 T 算 利用天体 D月球表面重力加速度为 R2 表面重力 g.R mg =GMm R M=gR G 加速度 考点四人造卫星运行问题（能力考点） 利用 [素养考查要点] 近地 3πr GMi-mr 4π P-GTR 卫星 人造卫星运行规律和特点、会比较卫星运动的各物 利用运 r2 r.T.R 当r=R时 只需 理量之间的关系并能计算， 所 行天体 4 M-03R 测出 度 3x -GT 其运 [典例导引门 的 行周 计 期 考向1卫星运行参数的比较 算 mg-GMm 【题型要点】人造卫星的运动规律 利用天体 R 表面重力 g·R M-p' 3g P-4RGR 加速度 3 4 G Mm GM mwrw√→wc 【例3】(2021·全国乙卷，18)科学家对银河系中 规律(r=R十h) 越高越慢 心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出 mT√TcF 1994年到