假期必刷42 万有引力与航天-【快乐假期】2025-2026学年高二物理暑假必刷题

快乐假期 锲而不舍，金石可镂。 假期必刷42万有引力与航天 完成日期： 素养解读 A.1.5×1017kg B.5×1026kg 1.通过史实，了解万有引力定律的发现过程. C.7×103kg D.4×1036kg 知道万有引力定律.认识发现万有引力定律 4.若地球半径为R,把地球看作质量分布均匀的 球体.“蛟龙号”下潜深度为d,“天宫二号”轨道 的重要意义.认识科学定律对人类探索未知 距离地面高度为h,“蛟龙号”所在处与“天宫 世界的作用。 二号”所在处的重力加速度之比为 2.会计算人造卫星的环绕速度.知道第二宇宙 A发 B.(R-d)2 速度和第三宇宙速度， (R+h) 素养训练 C.R-d)(R)D.(R-d)(Rh) R R 1.在天文学上，春分、 春分 5.火星探测任务“天问一号”的 夏至、秋分、冬至将 夏至 冬至 标识如图所示.若火星和地 一年分为春、夏、 球绕太阳的运动均可视为匀 秋分 秋、冬四季（如春季 速圆周运动，火星公转轨道 以春分为起始点，以夏至为终止点).如图 半径与地球公转轨道半径之中国行星探测 示，从地球绕太阳的运动规律入手，下列判 比为3：2，则火星与地球绕太 Mars 断正确的是 阳运动的 A.在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率 A.轨道周长之比为2：3 较小 B.线速度大小之比为√3：√2 B.在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大 C.角速度大小之比为2√2：3√3 C.春夏两季与秋冬两季时间相等 D.向心加速度大小之比为9：4 D.春夏两季比秋冬两季时间稍长 6.北斗问天，国之夙愿.我 国北斗三号系统的收官 2.“鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小 之星是地球静止轨道卫 时椭圆轨道的半长轴为a.已知地球同步卫 星，其轨道半径约为地球 星的轨道半径为r,则月球与地球质量之比 半径的7倍.与近地轨道 可表示为 ( 卫星相比，地球静止轨道卫星 a A. B.. A.周期大 B.线速度大 a C.角速度大 D.加速度大 C. 7.2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥 二号中继星成功发射升空.当抵达距离月球 3.土星最大的卫星叫“泰 表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制 坦”（如图），每16天绕土 动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨 星一周，其公转轨道半径 道的半长轴约为51900km.后经多次轨道 约为1.2×10km,已知 调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约 引力常量G=6.67×10-1N·m/kg,则土 为9900km,周期约为24h.则鹊桥二号在 星的质量约为 捕获轨道运行时 84 三0022. 三物理型) 捕获轨道 素养培优 近月点 月球 冻结轨道 10.(科学探究)宇航员驾驶 远月点 宇宙飞船成功登上月球， 他在月球表面做了一个 A.周期约为144h 实验：将停在月球表面的登陆舱内固定一 B.近月点的速度大于远月点的速度 倾角0=30°的斜面，让一个小物体以速度 C.近月点的速度小于在冻结轨道运行时近 ,由底端沿斜面向上运动，利用速度传感 月点的速度 器得到其往返运动的v一t图像如图所示， D.近月点的加速度大于在冻结轨道运行时 图中t。已知.已知月球的半径为R,万有引 近月点的加速度 力常量为G.不考虑月球自转的影响.求： 8.(多选)如图所示，A表示地 (1)月球的密度p: 球同步静止卫星，B为运行 (2)宇宙飞船在近月圆轨道绕月球做匀速 轨道比A低的一颗卫星，C 地球 圆周运动的速度· 为地球赤道上某一高山山 顶上的一个物体，两颗卫星 及物体C的质量都相同，关于它们的线速度、 角速度、运行周期和所受到的万有引力的比 较，下列关系式正确的是 () A.VB>VA>UC B.wA>wB>@c C.F>FB>Fc D.TA=Te>TB 9.由三个星体构成的系统，叫作三星系统.有这 样一种简单的三星系统，质量刚好都相同的三 个星体甲、乙、丙在三者相互之间的万有引力 作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上， 绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内 做相同周期的圆周运动.若三个星体的质量均 为m,三角形的边长为a,万有引力常量为G, 则下列说法正确的是 () A.三个星体做圆周运动的半径均为a B.三个星体做圆周运动的周期均为 2xa3Gm a C.三个星体做圆周运动的线速度大小均为 3Gm Aa D.三个星体做圆周运动的向心加速度大小 均为3Gm a2 85三0022- 7.C[汽车以恒定速率转弯时，汽车的加速度大小不变，方向 时刻发生变化，汽车做变加速曲线运动，故A错误：汽车以 恒定速率转容时，根据F=m只可知转弯丰径越大，所需向 心力越小，故B错误；为了减小弯道行车安全隐患，弯道路 面应该设计成内低外高，使路面支持力有指向圆心的分力， 故C正确；弯道路面倾斜，汽车转弯时的速度不一样时，汽 车可能需要摩擦力提供向心力，故D错误.门 8.C[当外轨高于内轨时，轨道给火车 N 的支持力斜向弯道内侧，它与重力的 合力指向圆心，为火车转弯提供了一 部分向心力，减轻了轮缘和外轨的挤 压，在修筑铁路时，根据弯道半径和 轨道行驶速度，适当选择内外轨道的 mg 高度差，可以使火车的向心力完全由 火车的支持力和重力的合力提供，减少轮缘与铁轨间的挤 压，避免轨道变形，使火车行驶更安全，A错误、C正确；当实 际速度等于)时，内、外轨道都不受轮缘挤压，比较安全；如 果实际转弯速度大于，有离心趋势，与外侧铁轨挤压：反 之，挤压内侧铁轨，易使轨道变形，B、D错误.门 素养培优 9.解析：(1)滑块恰好在最高点F,则其所受支持力为零，即mg =m生，即，=√gr-1m/s, (2)滑块在AB斜面上，摩擦力做功W2=一umgscosa= 一mgL2,在OE阶段，摩擦力做功Wn=mgL1,根据动能 定理可知W#十Wn+W2十WGag=0,则W弹=mg(L,+ L2)十mgh,解得W4=8×103J,设到达E点的速度为01， 根据动能定理可知W华十Wa一之m心，设轨道对滑块支持 力为R,根据向心力知R一mg=m三，则F、=0.14N,即 滑块对轨道压力为0.14N. 答案：(1)1m/s(2)0.14N,8×103J 假期必刷42 素养训练 1.D 2.D[“鹊桥二号”中继星在24小时椭圆轨道运行时，根据开 普物第三定律号=， 同理，对地球的同步卫里根据开普勒第三定徐分=， ,M月=k 又开普勒常量与中心天体的质量成正比，所以=产， 联立可得-号 3.B4.C5.C 6.A[根据天体环绕的“高轨、低速、长周期”可知，地球静止 轨道卫星的轨道半径高于近地卫星，所以线速度和角速度均 小于近地卫星，周期长于近地卫星，故A正确，B、C错误.由 GM=ma可知，加速度与轨道半径的平方成反比，地球静 R,3 止轨道卫星的加速度小于近地卫星的加速度，故D错误，] 7.B[冻结轨道和捕获轨道的中心天体是月球，根据开普勒 第三发体行现得工，=T层-28A修深 根据开普勒第二定律得，近月点的速度大于远月点的速度， B正确；近月点从捕获轨道到冻结轨道鹊桥二号进行近月制 动，捕获轨道近月点的速度大于在冻结轨道运行时近月，点的 速度，C错误：两轨道的近月点所受的万有引力相同，根据牛 顿第二定律可知，近月，点的加速度等于在冻结轨道运行时近 月点的加速度，D错误.] 高二物理型) 8.AD[A为地球同步静止卫星，故wA=w,根据=wr可 知心，>，再根据G0=m号得到√ M,可见> A,所以三者的线速度关系为>U>,故选项A正确； 由同步静止卫星的含义可知T=T。,再由GMm r2 m(),可知T>T,因此它们的网期关系为T=T> T由w-票可知它们的角造度关系为m>0,所以选 项D正确，B错误；由F=GM可知FA<F。<F。,所以选 r2 项C错误.] 9,B[质量相等的三星系统的位置关系构m 成一等边三角形，其中心O即为它们的共 、0 同圆心， 由几何关系可知三个星体做圆周运动的半 径= 3,故选项A错误；每个星体受到 m 的另外两星体的万有引力的合力提供向心力，其大小F=√3 .g,对Gm=m答，得T=2a a a2 a,故选项B正 确；由线速度公式=平得=√ m,故选项C错误：向心 加速度a=P-3Gm,故选项D错误.] a2 素养培优 10.解析：(1)由题意及图像可知： =知·2①，得到物体回到斜面底端时速度大小：u 2 2 ②，物体向上运动时mgsin30°+mmgc0s30°=ma1,a,= 2 ③： to 物体向下运动时ngsin30°-mgcos30°=mia,a,一22 5⑤，在 由①②③④得出该星球表面的重力加速度为g=4。 里球表面G=mg@,M=p·青R⑦，由⑤⑥⑦得到 150% 该星球的密度为p=16πGRi。' (2)根据mg=mR ⑧，由⑤⑧得到该星球的第一宇亩速度 15vR 为0入4t 15 答案：(1)16πGRt (2) /5u,R 4t。 假期必刷43 素养训练 1.D2.C 3.B[学生体重约为50kg,每次引体向上上升高度约为0.5 m,重力加速度g取10m/s2,则引体向上一次克服重力做功 为W=mgh=50×10×0.5J=250J,全过程克服重力做功 的平均功率为P=nW_12×250W=100W.故选B.] t 30 4BD[根指一1图像知加建度a=智=-0.5m/,故A错 误；由牛顿第二定律得2F-mg=ma,解得F=mg十ma= 2 35