2019届高考物理二轮复习万有引力与航天作业(全国通用)
第4讲 万有引力与航天
[真题再现]
1．(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
解析 由开普勒第三定律得r 3T 2＝k ，故T P T Q ＝
? ????R P R Q 3
＝ ? ????1643＝8
1
，C 正确。
答案 C
2．(2016·全国卷Ⅰ)利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为
A ．1 h
B ．4 h
C ．8 h
D ．16 h
解析 当一地球同步卫星的信号刚好覆盖赤道120°的圆周时，半径最小，周期最小，卫星的轨道半径r ＝R cos 60°＝2R ；对同步卫星，分别有GMm (6.6R )2＝m ? ??
?
?
2πT 02
·6.6R 和
GMm (2R )2＝m ? ????2πT 2·2R ，即
? ????T T 02＝? ??
??2R 6.6R 3
，解得T ＝4 h ，选项B 正确。
答案 B
3．(2018·全国卷Ⅱ)2018年2月，我国500 m 口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318＋0253”，其自转周期T ＝5.19 ms 。假设星体为质量均匀分布
的球体，已知万有引力常量为6.67×10－11 N·m 2/kg 2。以周期T 稳定自转的星体的密度最小值约为
A ．5×109 kg/m 3
B ．5×1012 kg/m 3
C ．5×1015 kg/m 3
D ．5×1018 kg/m 3
解析 毫秒脉冲星稳定自转时且密度最小是由万有引力提供其表面物体做圆周运动的向心力，根据G Mm R 2＝m 4π2R T 2，M ＝ρ·43πR 3，得ρ＝3π
GT 2，代入数据解
得ρ≈5×1015 kg/m 3，C 正确。
答案 C [考情分析]
考点一 天体质量和密度的计算
1．自力更生法：利用天体表面的重力加速度g 和天体半径R 。 由G Mm R 2＝mg 得天体质量M ＝gR 2
G 。
天体密度：ρ＝M V ＝M 43
πR 3＝3g
4πGR 。
2．借助外援法：通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的半径r 和周期T 。 (1)由G Mm r 2＝m 4π2r T 2得天体的质量为M ＝4π2r 3
GT 2。
(2)若已知天体的半径R ，则天体的密度 ρ＝M V ＝M 43
πR 3＝3πr 3
GT 2R 3。
(3)若卫星绕天体表面运行时，可认为轨道半径r 等于天体半径R ，则天体密度ρ＝
3π
GT 2
，可见，只要测出卫星环绕天体表面运行的周期T ，就可估算出中心天体的密度。
(多选)宇航员抵达一半径为R 的星球后，做了如下的实验：取一根细
线穿过光滑的细直管，细绳的一端拴一质量为m 的砝码，另一端连接在一固定的拉力传感器上，手捏细直管抡动砝码，使它在竖直平面内做圆周运动。若该星球表面没有空气，不计阻力，停止抡动细直管，砝码可继续在同一竖直平面内做完整的圆周运动，如图1－4－1所示，此时拉力传感器显示砝码运动到最低点与最高点两位置时读数差的绝对值为ΔF 。已知万有引力常量为G ，根据题中提供的条件和测量结果，可知
图1－4－1
A ．该星球表面的重力加速度为ΔF 2m
B ．该星球表面的重力加速度为ΔF 6m
C ．该星球的质量为ΔFR 3
6Gm
D ．该星球的质量为ΔFR 3
3Gm
[解析] 设砝码在最高点的速率为v 1，受到的弹力为F 1，在最低点的速率为v 2，受到的弹力为F 2，则有
F 1＋mg ＝m v 2
1R ，F 2－mg ＝m v 22
R
砝码由最高点到最低点，由机械能守恒定律得： mg ·2R ＋12m v 21＝12m v 2
2
拉力传感器读数差为 ΔF ＝F 2－F 1＝6mg
故星球表面的重力加速度为g ＝ΔF
6m
，A 错误，B 正确； 在星球表面附近有：
G Mm R 2＝mg ，则M ＝ΔFR 26Gm ，故C 正确，D 错误。 [答案] BC 【题组突破】
1．(多选)(2018·安阳二模)“雪龙号”南极考察船在由我国驶向南极的过程中，经过赤道时测得某物体的重力是G 1；在南极附近测得该物体的重力为G 2；已知地球自转的周期为T ，引力常数为G ；假设地球可视为质量分布均匀的球体，由此可知
A ．地球的密度为
3πG 1
GT 2(G 2－G 1)
B ．地球的密度为3πG 2
GT 2(G 2－G 1)
C ．当地球的自转周期为G 2－G 1
G 2
T 时，放在地球赤道地面上的物体不再对地面有压力
D ．当地球的自转周期为G 2－G 1
G 1T 时，放在地球赤道地面上的物体不再对地面有压力
答案 BC
2．土星最大的卫星叫“泰坦”(如图1－4－2)，每16天绕土星一周，其公转轨道半径约为1.2×106 km 。已知引力常量G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2，则土星的质量约为
图1－4－2
A ．5×1017 kg
B ．5×1026 kg
C ．7×1033 kg
D ．4×1036 kg
解析 由万有引力定律有F ＝G Mm r 2＝m ? ????2πT 2
r ，得土星的质量M ＝4π2r 3GT 2，代
入数据知M ＝5×1026 kg ，故选项B 正确。
答案 B
考点二 卫星运行参数的分析
1．熟记一个模型：无论是自然天体(如地球、月亮)还是人造天体(如宇宙飞船、人造卫星)都可以看作质点，围绕中心天体(视为静止)做匀速圆周运动。
2．天体运动中常用的公式 (1)运行天体的线速度：v ＝s
t ＝GM r ＝gR 2r ∝1
r (当r ≈R 时，v ＝gR )； (2)运行天体的角速度：ω＝θ
t ＝GM
r 3
＝gR 2r 3∝1
r
3(当r ≈R 时，ω＝g
R )；
(3)运行天体的周期：T ＝2π
ω＝2πr 3
GM ＝2πr 3gR
2∝r 3
(当r ≈R 时，T ＝2π
R g )；
(4)运行天体所在处的重力加速度：g ′＝
GM (R ＋h )2＝(R R ＋h
)2
g 。
我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。今年5月9日
发射的“高分五号”轨道高度约为705 km ，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km ，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是
A ．周期
B ．角速度
C ．线速度
D ．向心加速度
[解析] 本题考查万有引力定律及其应用、宇宙航行。设地球质量为M ，卫星质量为m ，轨道半径为R ，卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，
即G Mm R
2＝m v 2
R ，结合v ＝ωR ，ω＝2π
T ，a ＝v 2R ，解得v ＝
GM
R ，ω＝GM
R 3
，T ＝
4π2R 3GM ，a ＝GM R 2，可知v ∝1R ，ω∝1R
，T ∝R 3
a ∝1R 2，由题知R 四＞R 五，结合上面式子得v 五＞v 四，ω四＜ω五，a 五＞a 四，T 五＜T 四，故B 、C 、D 三项
均错，A 项正确。
[答案] A 【题组突破】
1．三种宇宙速度及其应用
(多选)在星球表面发射探测器，当发射速度为v 时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度达到2v 时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球。已知地球、火星两星球的质量比约为10∶1，半径比约为2∶1，下列说法正确的有
A ．探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大
B ．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大
C ．探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等
D ．探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大
解析 探测器在星球表面做匀速圆周运动时，由G Mm
R 2＝m v 2R ，得v ＝
GM R ，
则摆脱星球引力时的发射速度2v ＝
2GM
R ，与探测器的质量无关，选项A 错
误；设火星的质量为M ，半径为R ，则地球的质量为10M ，半径为2R ，地球对探测器的引力F 1＝G 10Mm (2R )2＝5GMm 2R 2，比火星对探测器的引力F 2＝G Mm
R 2大，选项B 正确；探测器脱离地球时的发射速度v 1＝2G ·10M
2R
＝10GM
R ，脱离火
星时的发射速度v 2＝
2GM
R ，v 2＜v 1，选项C 错误；探测器脱离星球的过程中
克服引力做功，势能逐渐增大，选项D 正确。
答案 BD
2．同步卫星的特点
“北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步轨道卫星组成。地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍，下列说法中正确的是
A ．静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍
B ．静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍
C ．静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的1/7
D ．静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的1/7
解析 根据万有引力提供向心力有G Mm r 2＝mr 4π2
T 2，解得卫星周期公式T ＝
2π
r 3
GM ，地球静止轨道卫星和中轨道卫星距地面的高度分别约为地球半径6
倍和3.4倍，即轨道半径分别约为地球半径的7倍和4.4倍，所以静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍，故A 正确；由G Mm
r
2＝m v 2r 可得v ＝
GM
r ，所
以静止轨道卫星的线速度大小小于中轨道卫星的线速度大小，故B 错误；由G Mm
r 2
＝mrω2可得ω＝
GM
r 3
，由此可知，静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的0.5，故C 错误；由G Mm r 2＝ma 得a ＝GM
r 2，所以静止轨道卫星的向心加速
度大小约为中轨道卫星的0.4，故D 错误。
答案 A
考点三 卫星的变轨问题 1．变轨现象
2．卫星变轨过程中的能量变化
卫星在同一轨道上稳定运行过程中机械能守恒；在变轨过程中，点火加速，做离心运动，轨道升高，机械能增加，点火减速，做近心运动，轨道降低，机械能减少。
(多选)(2018·河南六市联考)2018年我国即将发射“嫦娥四号”登月
探测器，将首次造访月球背面，首次实现对地对月中继通信，若“嫦娥四号”
从距月面高度为100 km 的环月圆轨道Ⅰ上的P 点实施变轨，进入近月点为15 km 的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q 落月，如图1－4－3所示。关于“嫦娥四号”，下列说法正确的是
图1－4－3
A ．沿轨道Ⅰ运动至P 时，需制动减速才能进入轨道Ⅱ
B ．沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期
C ．沿轨道Ⅱ运行时，在P 点的加速度大于在Q 点的加速度
D ．在轨道Ⅱ上由P 点运行到Q 点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，重力势能减小，机械能不变
[审题探究]
(1)什么条件下探测器做近心运动？
(2)探测器运动的加速度是什么力产生的？如何计算加速度大小？
(3)探测器从P 点运动到Q 点的过程中，引力方向与速度方向的夹角是大于90°还是小于90°？引力做正功还是负功？
[解析] 嫦娥四号沿轨道Ⅰ运动到P 点，若减速则有G Mm
r 2＞m v 2r ，则其将
做近心运动，进入轨道Ⅱ。故A 正确；根据开普勒第三定律，a 3
T 2＝k ，嫦娥四号
在Ⅱ轨道的半长轴小于Ⅰ轨道的半径，则其在Ⅱ轨道的周期小于Ⅰ轨道的周期，B 错误。
根据G Mm
r 2＝ma ，可知在P 点的加速度小于Q 点的加速度，C 错误；嫦娥
四号在轨道Ⅱ上由P 点运行到Q 点的过程中，引力做正功，则动能增加，重力势能减小，机械能不变，故D 正确。
[答案] AD 【题组突破】
1．卫星变轨的参数分析
(2016·北京卷)如图1－4－4所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行，在P 点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是
图1－4－4
A ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的速度都相同
B ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的加速度都相同
C ．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度
D ．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量
解析 从轨道1变轨到轨道2，需要加速，故A 错误；根据公式G Mm
R 2＝ma
可得a ＝G M
R 2，故只要半径相同，加速度就相同，由于卫星在轨道1做椭圆运动，
运动半径在变化，所以运动过程中的加速度在变化，B 正确，C 错误；卫星在轨道2做匀速圆周运动，运动过程中的速度方向时刻在变，所以动量方向不同，D 错误。
答案 B
2．卫星变轨的能量分析
(多选)按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步“落月”工程，已在2013年以前完成。假设月球半径为R ，月球表面的重力加速度为g 0，飞船沿距月球表面高度为3R 的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A 点。点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B 再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。下列判断正确的是
图1－4－5
A ．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率v ＝
g 0R
2
B ．飞船在A 点处点火变轨时，动能增大
C ．飞船在A 点变轨完成后向B 点运行的过程中机械能增大
D ．飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间T ＝2π
R g 0
解析 飞船在轨道Ⅰ上运动时，万有引力提供向心力，有G Mm
(4R )2＝m v 24R ，
在月球表面，万有引力大小等于重力，则G Mm R 2＝mg 0，解得v ＝g 0R
2，选项A
正确；在较高的圆轨道Ⅰ变轨到较低的椭圆轨道Ⅱ，需要在A 点给飞船减速，减小飞船所需的向心力，故在A 点处点火变轨时，飞船动能减小，选项B 错误；飞船在A 点变轨完成后，向近月点B 运动过程中，只有月球引力做正功，飞船机械能不变，选项C 错误；飞船在轨道Ⅲ上做圆周运动，mg 0＝m 4π2R
T 2，解得T
＝2π
R
g 0
，选项D 正确。 答案 AD [归纳提升]
1．变轨运动与机械能变化
卫星速度增大(发动机做正功)会做离心运动，轨道半径增大，万有引力做负功，卫星动能减小，由于变轨时遵从能量守恒，稳定在圆轨道上时需满足G Mm
r 2
＝m v 2
r ，致使卫星在较高轨道上的运行速度小于在较低轨道上的运行速度，但机械能增大；相反，卫星由于速度减小(发动机做负功)会做向心运动，轨道半径减
小，万有引力做正功，卫星动能增大，同样原因致使卫星在较低轨道上的运行速度大于在较高轨道上的运行速度，但机械能减小。
2．航天器变轨问题的三点注意事项
(1)航天器变轨时轨道半径的变化，根据万有引力和所需向心力的大小关系
判断；稳定在新轨道上的运行速度变化由v＝GM
r判断。
(2)航天器在不同轨道上运行时机械能不同，轨道半径越大，机械能越大。
(3)航天器经过不同轨道相切的同一点时加速度相等，外轨道的速度大于内轨道的速度。
考点四双星与多星问题
1．双星系统模型有以下特点
(1)各自需要的向心力由彼此间的万有引力相互提供，即Gm1m2
L2＝m1
ω21r1，
Gm1m2
L2＝m2
ω22r2。
(2)两颗星的周期及角速度都相同，即T1＝T2，ω1＝ω2。
(3)两颗星的半径与它们之间的距离关系为：r1＋r2＝L。
2．多星问题的处理方法
(1)各星运动的周期相同、角速度相同。
(2)每个星受其他星的合力提供该星运动的向心力。
在天体运动中，将两颗彼此相距较近的恒星称为双星。它们在相互的万有引力作用下间距保持不变，并沿半径不同的同心圆轨道做匀速圆周运动。如果双星间距为L，质量分别为M1和M2，试计算：
(1)各星的轨道半径；
(2)各星的线速度。
[审题探究]
(1)两颗星做圆周运动的向心力由什么力提供？大小是多少？
(2)两颗星和圆心的位置有什么关系，才能保证它们所受外力的方向指向圆
心？
[解析] (1)如图，对质量为M 1的星球，由向心力公式可得：
F 1＝
G M 1M 2
L 2＝M 1ω2R 1
同理对质量为M 2的星球有： F 2＝G M 1M 2
L 2＝M 2ω2R 2
两式联立得：
R 1R 2＝M 2
M 1
(即轨道半径与质量成反比) 又因为L ＝R 1＋R 2 所以R 1＝
M 2M 1＋M 2L ，R 2＝M 1
M 1＋M 2
L ，
ω＝1
L
G (M 1＋M 2)
L
(2)因为v ＝ωr ，所以v 1＝1
L G (M 1＋M 2)L ×M 2
M 1＋M 2
L ＝M 2
G
L (M 1＋M 2)
v 2＝1L
G (M 1＋M 2)L ×M 1
M 1＋M 2
L ＝M 1
G
L (M 1＋M 2)
。
[答案] (1)M 2M 1＋M 2L M 1
M 1＋M 2L
(2)M 2
G
L (M 1＋M 2)
M 1
G
L (M 1＋M 2)
【题组突破】
1.(三星系统)宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图1－4－6所示，三颗质量均为m 的星位于等边三角形的三个顶点，三
角形边长为L ，忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O 做匀速圆周运动，引力常量为G ，下列说法正确的是
图1－4－6
A ．每颗星做圆周运动的角速度为 3Gm
L 3
B ．每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关
C ．若距离L 和每颗星的质量m 都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍
D ．若距离L 和每颗星的质量m 都变为原来的2倍，则线速度变为原来的4倍
解析 任意两星间的万有引力F ＝G m 2
L 2，对任一星受力分析，如图所示，由
图中几何关系和牛顿第二定律可得：3F ＝ma ＝mω2
L
3
，联立可得：ω＝ 3Gm L 3，a ＝ω2L 3＝3Gm L 2，选项A 、B 错误；由周期公式可得：T ＝2πω ＝2π L 3
3Gm ，当L 和m 都变为原来的2倍，则周期T ′＝2T ，选项C 正确；由速度公式可得：v ＝ωL 3
＝ Gm
L ，当L 和m 都变为原来的2倍，则线速度v ′＝v ，
选项D 错误。
答案 C
2．(多选)太空中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统
存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R 的圆轨道上运行，如图1－4－7甲所示；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示。设这三个星体的质量均为M ，并设两种系统的运动周期相同，则
图1－4－7
A ．直线三星系统运动的线速度大小为v ＝GM R
B ．直线三星系统的运动周期为T ＝4πR
R 5GM
C ．三角形三星系统中星体间的距离为L ＝312
5R
D ．三角形三星系统运动的线速度大小为v ′＝1
2
5GM R
解析 对直线三星系统中的其中一颗环绕星，有G M 2R 2＋G M 2
(2R )2＝M v 2R ，解得
v ＝
1
2
5GM R
，选项A 错误；根据T ＝2πR
v ，可得选项B 正确；对三角形三星系统中的任意一颗星体，有2G M 2L 2cos 30°＝M (L 2
cos 30°)(2π
T )2，三角形三星系统的周
期等于直线三星系统的周期T ＝4πR R
5GM ，联立解得L ＝3125
R ，选项C 正确；根据T ＝
2πr v ′
，若按照r ＝R 计算，就会得到v ′＝
125GM
R ，
但r ＝L
2cos 30°
≠R ，故选项D 错误。
答案 BC
2019年高考物理试题(全国3卷)
2019年高考物理试题（全国3卷） 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项 符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现？ A ．电阻定律 B ．库仑定律 C ．欧姆定律 D ．能量守恒定律 15．金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a 金 、a 地、a 火，它们沿轨道运行的速率分别为v 金、v 地、v 火。已知它们的轨道半径R 金
A．2 kg B．1.5 kg C．1 kg D．0.5 kg 18．如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为1 2 B和B、方向均垂直于纸 面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为 A．5π 6 m qB B． 7π 6 m qB C． 11π 6 m qB D． 13π 6 m qB 19．如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上。t=0时，棒ab以初速度v0向右滑动。运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示。下列图像中可能正确的是
高考物理万有引力与航天专题训练答案
高考物理万有引力与航天专题训练答案 一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天 1．一名宇航员到达半径为R 、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一个质量为m 的小球，上端固定在O 点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O 点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小F 随时间t 的变化规律如图乙所示．F 1、F 2已知，引力常量为G ，忽略各种阻力．求： （1）星球表面的重力加速度； （2）卫星绕该星的第一宇宙速度； （3）星球的密度． 【答案】（1）126F F g m -=（212()6F F R m -(3) 128F F GmR ρπ-= 【解析】 【分析】 【详解】 （1）由图知：小球做圆周运动在最高点拉力为F 2，在最低点拉力为F 1 设最高点速度为2v ，最低点速度为1v ，绳长为l 在最高点：2 22mv F mg l += ① 在最低点：2 11mv F mg l -= ② 由机械能守恒定律，得 221211222 mv mg l mv =?+ ③ 由①②③，解得1 2 6F F g m -= （2） 2 GMm mg R = 2GMm R =2 mv R 两式联立得：12()6F F R m -
（3）在星球表面：2 GMm mg R = ④ 星球密度：M V ρ= ⑤ 由④⑤，解得12 8F F GmR ρπ-= 点睛：小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点与最低点绳子的拉力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出重力加速度；万有引力等于重力，等于在星球表面飞行的卫星的向心力，求出星球的第一宇宙速度；然后由密度公式求出星球的密度． 2．a 、b 两颗卫星均在赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，a 为近地卫星，b 卫星离地面高度为3R ，己知地球半径为R ，表面的重力加速度为g ，试求： （1）a 、b 两颗卫星周期分别是多少？ （2） a 、b 两颗卫星速度之比是多少？ （3）若某吋刻两卫星正好同时通过赤道同--点的正上方，则至少经过多长时间两卫星相距最远？ 【答案】（1 ）2 ，16（2）速度之比为2 【解析】 【分析】根据近地卫星重力等于万有引力求得地球质量，然后根据万有引力做向心力求得运动周期；卫星做匀速圆周运动，根据万有引力做向心力求得两颗卫星速度之比；由根据相距最远时相差半个圆周求解； 解：（1）卫星做匀速圆周运动，F F =引向， 对地面上的物体由黄金代换式2 Mm G mg R = a 卫星 2 224a GMm m R R T π= 解得2a T =b 卫星2 2 24·4(4)b GMm m R R T π= 解得16b T = （2）卫星做匀速圆周运动，F F =引向， a 卫星2 2a mv GMm R R =
物理学考复习第6章万有引力与航天复习教案设计
第六章 万有引力与航天（复习设计） ★新课标要求 1、理解万有引力定律的内容和公式。 2、掌握万有引力定律的适用条件。 3、了解万有引力的“三性”，即：①普遍性②相互性 ③宏观性 4、掌握对天体运动的分析。 ★复习重点 万有引力定律在天体运动问题中的应用 ★教学难点 宇宙速度、人造卫星的运动 ★教学方法：复习提问、讲练结合。 ★教学过程 （一）投影全章知识脉络，构建知识体系 （二）本章要点综述 1、开普勒行星运动定律 第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。 第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。即： 3 2a k T = 比值k 是一个与行星无关的常量。 2、万有引力定律 （1）开普勒对行星运动规律的描述（开普勒定律）为万有引力定律的发现奠定了基础。 （2）万有引力定律公式： 122m m F G r =，1122 6.6710/G N m kg -=?? （3）万有引力定律适用于一切物体，但用公式计算时，注意有一定的适用条件。 3、万有引力定律在天文学上的应用。 周期定律 开普勒行星运动定律 轨道定律 面积定律 发现 万有引力定律 表述 G 的测定 天体质量的计算 发现未知天体 人造卫星、宇宙速度 应用 万有引力定律
（1）基本方法： ①把天体的运动看成匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供：2 22Mm v G m m r r r ω== ②在忽略天体自转影响时，天体表面的重力加速度：2M g G R =，R 为天体半径。 （2）天体质量，密度的估算。 测出环绕天体作匀速圆周运动的半径r ，周期为T ，由2 224Mm G m r r T π=得被环绕天体的质量 为2324r M GT π=，密度为3 22 3M r V GT R πρ==，R 为被环绕天体的半径。 当环绕天体在被环绕天体的表面运行时，r ＝R ，则2 3GT π ρ=。 （3）环绕天体的绕行速度，角速度、周期与半径的关系。 ①由2 2Mm v G m r r =得v =∴r 越大，v 越小 ②由2 2 Mm G m r r ω=得ω=∴r 越大，ω越小 ③由2224Mm G m r r T π=得T =∴r 越大，T 越大 （4）三种宇宙速度 ①第一宇宙速度（地面附近的环绕速度）：v 1=7.9km/s ，人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动的速度。 ②第二宇宙速度（地面附近的逃逸速度）：v 2=11.2km/s ，使物体挣脱地球束缚，在地面附近的最小发射速度。 ③第三宇宙速度：v 3=16.7km/s ，使物体挣脱太阳引力束缚，在地面附近的最小发射速度。 （三）本章专题剖析 1、测天体的质量及密度：（万有引力全部提供向心力） 由r T m r Mm G 2 22?? ? ??=π 得2 324GT r M π= 又ρπ?=3 3 4R M 得3 233R GT r πρ= 【例1】继神秘的火星之后，今年土星也成了全世界关注的焦点！经过近7年35.2亿公里在太 空中风尘仆仆的穿行后，美航空航天局和欧航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间6月30日（北京时间7月1日）抵达预定轨道，开始“拜访”土星及其卫星家族。这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测！若“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道，在半径为R 的土星上空离土星表面高h 的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n 周飞行时间为t 。试计算土星的质量和平均密度。 解析：设“卡西尼”号的质量为m ，土星的质量为M . “卡西尼”号围绕土星的中心做匀速圆
2019届高考物理二轮复习专题六原子物理学案
专题六原子物理 真题再现考情分析(2018·高考全国卷Ⅱ)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出 锌板表面的最大初动能为1.28×10－19J．已知普朗克常量为6.63×10 －34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1.能使锌产生光电效应的 单色光的最低频率约为( ) A. 1×1014 Hz B. 8×1014 Hz C. 2×1015 Hz D. 8×1015 Hz 解析：选B.根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0＝h c λ －hν0，代入数据解得ν0≈8×1014 Hz，B正确. [命题点分析] 光电效应方程 [思路方法] 由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可得锌板的逸出功W0的大小，当E k＝0时即 可得出最低频率 (2018·高考全国卷Ⅲ)1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋2713Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为( ) A.15和28 B．15和30 C．16和30 D．17和31 解析：选B.据α粒子和中子的质量数和电荷数写出核反应方程：42He ＋2713Al―→10n＋A Z X，结合质量数守恒和电荷数守恒得，A＝4＋27－1＝30，Z＝2＋13－0＝15，原子序数等于核电荷数，故B正确. [命题点分析] 核反应方程的书写 [思路方法] 核反应方程两边要满足质量数和电荷数守恒的原则，配平方程 即可 命题规律研究及预 测 2017年把本部分内容列为必考后，高考中对此都有所体现，毕竟原子物理作为物理的一大分支，考查理所应当．但由于考点分散，要求不高，基本以选择题为主，难度不大．从备考角度看，重点应注意以下几点内容：
2019年全国卷高考物理试题及答案
2019全国Ⅰ卷物理 2019全国Ⅱ卷物理 2019全国Ⅲ卷物理2019年高考全国卷Ⅰ物理试题
14．氢原子能级示意图如图所示。光子能景在eV~ eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为 A．eV B．eV C．eV D．eV 15．如图，空间存在一方向水平向右的匀强磁场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则 A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷 C．P带正电荷，Q带负电荷 D．P带负电荷，Q带正电荷 16．最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为×108 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为
A ．× 102 kg B ．×103 kg C ．×105 kg D ．×106 kg 17．如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平 面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M 、N 与直流电源两端相接，已如导体棒MN 受到的安培力大小为F ，则线框LMN 受到的安培力的大小为 A ．2F B ． C ． D ．0 18．如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H 。上升第 一个4H 所用的时间为t 1，第四个4 H 所用的时间为t 2。不计空气阻力，则21t t 满足 A ．1<21t t <2 B ．2<21t t <3 C ．3<21t t <4 D ．4<21 t t <5 19．如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一 端悬挂物块N 。另一端与斜面上的物块M 相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉
高中物理万有引力与航天专题训练答案及解析
高中物理万有引力与航天专题训练答案及解析 一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天 1．如图所示，质量分别为m 和M 的两个星球A 和B 在引力作用下都绕O 点做匀速圆周运动，星球A 和B 两者中心之间距离为L ．已知A 、B 的中心和O 三点始终共线，A 和B 分别在O 的两侧，引力常量为G ．求： (1)A 星球做圆周运动的半径R 和B 星球做圆周运动的半径r ； (2)两星球做圆周运动的周期． 【答案】（1） R=m M M +L, r=m M m +L,（2）()3L G M m + 【解析】 （1）令A 星的轨道半径为R ，B 星的轨道半径为r ，则由题意有L r R =+ 两星做圆周运动时的向心力由万有引力提供，则有：22 22244mM G mR Mr L T T ππ== 可得 R M r m ＝ ，又因为L R r =+ 所以可以解得：M R L M m = +,m r L M m =+； （2）根据（1）可以得到：2222244mM M G m R m L L T T M m ππ==?+ 则：()()233 42L L T M m G G m M π= =++ 点睛：该题属于双星问题，要注意的是它们两颗星的轨道半径的和等于它们之间的距离，不能把它们的距离当成轨道半径． 2．载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标．假设宇航员登上月球后，以初速度v 0竖直向上抛出一小球，测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t.已知引力常量为G ，月球的半径为R ，不考虑月球自转的影响，求： (1)月球表面的重力加速度大小g 月； (2)月球的质量M ； (3)飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期T .
高中物理《万有引力与航天(1)》优质课教案、教学设计
《万有引力与航天》高三复习教学设计 （ 一） 设计思想 本讲主要内容就是《万有引力》部分一轮复习。通过教学，给学生一个清晰的知识脉络和模型，使学生在面对高考试题时能高效入题，高效做题，高效得分。促进学生熟练掌握， 并能减轻学生学习的负担，提高学习的效率。其次就是通过这部分内容的学习，激发学 生对航空、航天产生更加浓厚的兴趣和爱好。 （ 二 ） 教材分析 《万有引力与航天》在高考试题中是一个必出的内容。几乎每年都以选择题的形式出 现。 本专题的知识是以所学物理规律解决“天地”问题的典范。所以深刻理解万有引力定 律及应用的条件、范围和思路，是这个单元教学的中心。 在万有引力的应用上，主要有三方面，一是在地表面附近的应用， G Mm =mg, R 2 和 G Mm =Fn+mg （矢量相加），前者是在不考虑自转影响时用（因为在地面上的物 R 2 体随，后者是在考虑地球自转影响时用。二是在天上的应用（以圆周运动为主），依据 是 G Mm ＝F ｎ。三是卫星的发射与变轨的问题。 r 2 （ 三） 学情分析 经过高二的学习之后，学生对万有引力定律及其应用有了一定的认识，但由于时间较 长，学生不仅在知识上有所遗忘，更重要的是规律的生疏和方法经验的缺失、遗忘，致使学生对这部分知识又成陌路。所以在一轮复习时，回顾知识，用一些做过的问题作为引子，唤醒学生记忆，并在此基础上有针对性地加强经验、方法、模型的小结（针对考试），可更有效地提升做题的效率。 （ 四） 教学目标 1、知识与技能 （1） ）复习回顾《万有引力》。
（2））小结回顾归纳万有引力定律在实际中的应用及典型模型，指出各类问题解决的 方法思路。提高学生做题的技巧和能力。 （3））通过适量练习，小结方法经验，指出需要注意的事项。提高解题技巧和估算能力。 2、过程与方法 （1））能够应用万有引力定律解决简单的引力计算问题。 （2））掌握计算天体质量与密度方法。 （3））掌握天体运动规律与宇宙速度的概念。 3、情感、态度与价值观 （1））航空与航天，是多少优秀中华儿女的梦想，通过学习掌握万有引力定律及其应用，促使学生热爱航空航天事业，激发学生的深厚兴趣，为我国航空航天事业贡献力量。（2））通过本单元教学，可以培养学生热爱生活的态度和实事求是的精神，培养学生唯 物史观和探索宇宙兴趣和爱好。 （五）教学重难点 教学重点：万有引力在天体运动中的应用教 学难点：万有引力与重力的关系应用 （六）教学方法 1、小结归纳、难点透析； 2、例题归类、方法点拨； 3、联系实际、激发兴趣。 （七）教学手段 1、多媒体呈现主要内容和主要过程； 2、板书内容要点和演练过程。 （八）教学过程 一复习回顾基本知识 【知识储备】 1、开普勒行星运动第一定律：. 第二定律：. 第三定律：. 2 、有两个质量均匀分布的小球，质量分别为M 和m，半径为r，两球间距离也为 r，则两球之间的万有引力为。 3、向心力计算公式F = F = F= 。
2019届高考物理二轮复习选考实验学案(浙江专用)
第25讲选考实验 [考试要求和考情分析] 涉及电学类实验 [要点总结] 1．探究电磁感应的产生条件及感应电流方向的规律 (1)若原线圈磁场较弱，为使现象明显，把原线圈插入或拔出时，可采用较大速
度。 (2)开始实验时滑动变阻器的滑片应置于连入电路的阻值最大的位置。 (3)灵敏电流计满偏电流为＋300 μA，允许通过的电流很小，查明电流计指针的偏转方向和电流方向的关系时，应使用一节干电池。 (4)原、副线圈接入电路前应仔细观察导线绕向并画出草图。 2．探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 (1)先保持原线圈的匝数不变，改变副线圈的匝数，研究对副线圈电压的影响。然后再保持副线圈的匝数不变，改变原线圈的匝数，研究对副线圈电压的影响。(电路上要标出两个线圈的匝数、原线圈欲加电压的数值且要事先推测副线圈两端电压的可能数值) (2)连接电路后要同组的几位同学各自独立检查后，方可接通电源。 (3)为了人身安全，使用低压交流电源，所用电压不要超过12 V。 (4)为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。 [典例分析] 【例1】(2018·浙江宁波市北仑区高二期中)如图1所示是三个成功电磁感应的演示实验，回答下列问题。 图1 (1)图c电路中仪器未连线，请按照实验的要求连好实验电路。 (2)电流表指针偏转角跟感应电流的大小成________关系。 (3)第一个成功实验(如图a)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么量是相同的？_________________________，
备战2021新高考物理-重点专题-万有引力与航天(三)(含解析)
备战2021新高考物理-重点专题-万有引力与航天（三） 一、单选题 1.三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，运行方向如图所示.已知 ，则关于三颗卫星，下列说法错误的是（） A.卫星运行线速度关系为 B.卫星轨道半径与运行周期关系为 C.已知万有引力常量G，现测得卫星A的运行周期T A和轨道半径R A，可求地球的平均密度 D.为使A 与B同向对接，可对A适当加速 2.如图所示，A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是() A.B，C的角速度相等，且小于A的角速度 B.B，C的线速度大小相等，且大于A的线速度 C.B，C的向心加速度相等，且大于A的向心加速度 D.B，C的周期相等，且小于A的周期 3.2020年4月24日，国家航天局宣布，我国行星探测任务命名为“天问”，首次火星探测任务命名为“天问一号”。已知万有引力常量，为计算火星的质量，需要测量的数据是（） A.火星表面的重力加速度和火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径 B.火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径和火星的公转周期 C.某卫星绕火星做匀速圆周运动的周期和火星的半径 D.某卫星绕火星做匀速圆周运动的轨道半径和公转周期 4.一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上．用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g′表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，F N表示人对秤的压力，下面说法中正确的是（）
A.g′=0 B.g′= C.F N=0 D.F N= 5.2019年11月23日8时55分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号“乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第50、51颗北斗导航卫星。两颗卫星均属于中圆轨道（MEO）卫星，是我国的“北斗三号”系统的组网卫星。这两颗卫星的中圆轨道（MEO）是一种周期为12小时，轨道面与赤道平面夹角为60°的圆轨道。是经过GPS和GLONASS运行证明性能优良的全球导航卫星轨道。关于这两颗卫星，下列说法正确的是（） A.这两颗卫星的动能一定相同 B.这两颗卫星绕地心运动的角速度是长城随地球自转角速度的4倍 C.这两颗卫星的轨道半径是同步卫星轨道半径的 D.其中一颗卫星每天会经过赤道正上方2次 6.如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相等且小于c的质量，则下列判断错误的是（） A.b所需向心力最小 B.b、c周期相等，且大于a的周期 C.b、c向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度 D.b、c线速度大小相等，且小于a的线速度 7.将地球看成质量均匀的球体，假如地球自转速度增大，下列说法中正确的是() A.放在赤道地面上的物体所受的万有引力增大 B.放在两极地面上的物体所受的重力增大 C.放在赤道地面上的物体随地球自转所需的向心力增大 D.放在赤道地面上的物体所受的重力增大 8.太阳系中有一颗绕太阳公转的行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的4倍，则该行星绕太阳公转的周期是（） A.2年 B.4年 C.8年 D.10年 9.若将八大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示：从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近( )
2019届高三物理二轮复习圆周运动题型归纳
2019届高三物理二轮复习圆周运动题型归纳 类型一、生活中的水平圆周运动 例1、如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A 、B 两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ） A ． B 的向心力是A 的向心力的2倍 B ．盘对B 的摩擦力是B 对A 的摩擦力的2倍 C ．A 、B 都有沿半径向外滑动的趋势 D ．若B 先滑动，则B 对A 的动摩擦因数A μ小于盘对B 的动摩擦因数B μ 【答案】BC 【解析】因为A 、B 两物体的角速度大小相等，根据2n F mr ω=，因为两物块的角速度大小相等，转动半 径相等，质量相等，则向心力相等；对A 、B 整体分析，22B f mr ω=，对A 分析，有2A f mr ω=，知盘 对B 的摩擦力是B 对A 的摩擦力的2倍，则B 正确；A 所受的摩擦力方向指向圆心，可知A 有沿半径向外滑动的趋势，B 受到盘的静摩擦力方向指向圆心，有沿半径向外滑动的趋势，故C 正确；对AB 整体分 析，222B B mg mr μω=，解得：B B g r μω=A 分析，2A A mg mr μω=，解得A A g r μω=B 先滑动，可知B 先到达临界角速度，可知B 的临界角速度较小，即B A μμ<，故D 错误。 【总结升华】解决本题的关键知道A 、B 两物体一起做匀速圆周运动，角速度大小相等，知道圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解。 例2、有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示．长为L 的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r 的水平转盘边缘．转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动．当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ．不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系．
2019年高考物理一轮复习试题
.精品文档. 2019年高考物理一轮复习试题 测量速度和加速度的方法 【纲要导引】 此专题作为力学实验的重要基础，高考中有时可以单独出题，16年和17年连续两年新课标1卷均考察打点计时器算速度和加速度问题；有时算出速度和加速度验证牛二或动能定理等。此专题是力学实验的核心基础，需要同学们熟练掌握。 【点拨练习】 考点一打点计时器 利用打点计时器测加速度时常考两种方法： （1）逐差法 纸带上存在污点导致点间距不全已知：（10年重庆） 点的间距全部已知直接用公式：，减少偶然误差的影响（奇数段时舍去距离最小偶然误差最大的间隔） （2）平均速度法 ，两边同时除以t，，做图，斜率二倍是加速度，纵轴截距是 开始计时点0的初速。
1. 【10年重庆】某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电频率f=50Hz在线带上打出的点中，选 出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如是22图1所示，A B、、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离： =16.6=126.5=624.5 若无法再做实验，可由以上信息推知： ①相信两计数点的时间间隔为___________ S ②打点时物体的速度大小为_____________ /s（取2位有效数字） ③物体的加速度大小为__________ （用、、和f表示） 【答案】①0.1s②2.5③ 【解析】①打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为T=0.1s . ②根据间的平均速度等于点的速度得v==2.5/s . ③利用逐差法：，两式相加得，由于，，所以就有了，化简即得答案。 2. 【15年江苏】（10分）某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运
万有引力与航天专题
A O 万有引力与航天专题 1．【2012?湖北联考】经长期观测发现，A 行星运行的轨道半径为R 0，周期为T 0但其实际运行的轨道与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔t 0时间发生一次最大的偏离．如图所示，天文学家认为形成这种现象的原因可能是A 行星外侧 还存在着一颗未知行星B ，则行星B 运动轨道半径为（ ） A ． 030002()2t R R t T =- B ．T t t R R -=000 C ． 3 20000)(T t t R R -= D ．300200T t t R R -= 2．【2012?北京朝阳期末】2011年12月美国宇航局发布声明宣布，通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星。该行星被命名为开普勒一22b （Kepler 一22b ），距离地球约600光年之遥，体积是地球的2．4倍。这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一圈。若行星开普勒一22b 绕恒星做圆运动的轨道半径可测量，万有引力常量G 已知。根据以上数据可以估算的物理量有（ ） A.行星的质量 B ．行星的密度 C ．恒星的质量 D ．恒星的密度 3．【2012?江西联考】如右图，三个质点a 、b 、c 质量分别为m 1、m 2、 M （M>> m 1，M>> m 2）。在c 的万有引力作用下，a 、b 在同一平面内 绕c 沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的周期之比T a ∶T b =1∶k ； 从图示位置开始，在b 运动一周的过程中，则 （ ） A ．a 、b 距离最近的次数为k 次 B ．a 、b 距离最近的次数为k+1次 C ．a 、b 、c 共线的次数为2k D ．a 、b 、c 共线的次数为2k-2 4．【2012?安徽期末】2011年8月26日消息，英国曼彻斯特大学的天文学家认为，他们已经在银河系里发现一颗由曾经的庞大恒星转变而成的体积较小的行星，这颗行星完全
2019届高考物理二轮复习物理图像问题学案(全国通用)
物理图像问题 22题 23题
24题25题
20题23题22题
19题 18题 19题 20题 第1课时力学图象问题 高考题型1运动学图象问题 1．v－t图象的应用技巧 (1)图象意义：在v－t图象中，图象上某点的斜率表示对应时刻的加速度，斜率的正负表示加速度的方向．
(2)注意：加速度沿正方向不表示物体做加速运动，加速度和速度同向时做加速运动． 2．x－t图象的应用技巧 (1)图象意义：在x－t图象上，图象上某点的斜率表示对应时刻的速度，斜率的正负表示速度的方向． (2)注意：在x－t图象中，斜率绝对值的变化反映加速度的方向．斜率的绝对值逐渐增大则物体加速度与速度同向，物体做加速运动；反之，做减速运动． 例1(多选)(2018·全国卷Ⅱ·19)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动，其速度—时间图象分别如图1中甲、乙两条曲线所示．已知两车在t2时刻并排行驶．下列说法正确的是() 图1 A．两车在t1时刻也并排行驶 B．在t1时刻甲车在后，乙车在前 C．甲车的加速度大小先增大后减小 D．乙车的加速度大小先减小后增大 答案BD 解析t1～t2时间内，甲车位移大于乙车位移，且t2时刻两车并排行驶，则t1时刻甲在乙的后面，A项错误，B项正确；由题图图象的斜率知，甲、乙两车的加速度均先减小后增大，C 项错误，D项正确． 拓展训练1(2018·河南省驻马店市第二次质检)甲、乙两辆汽车沿同一平直路面行驶，其v －t图象如图2所示，下列对汽车运动状态的描述正确的是() 图2 A．在第20 s末，甲、乙两车相遇 B．若乙车在前，则可能相遇两次 C．在第10 s末，乙车改变运动方向 D．在第10 s末，甲、乙两车相距150 m 答案 B
2019年高考理综物理全国卷3及答案
2019年高考理科综合试题全国卷（3）物理部分 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现？ A ．电阻定律 B ．库仑定律 C ．欧姆定律 D ．能量守恒定律 15．金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a 金、a 地、a 火，它们沿轨道运行的速率分别为v 金、v 地、v 火。已知它们的轨道半径R 金
2019年高考物理考纲
2019年高考物理考试大纲 Ⅰ. 考核目标与要求 根据普通高等学校对新生思想道德素质和科学文化素质的要求,依据中华人民共和国教育部 2003 年颁布的《普通高中课程方案(实验)》和《普通高中物理课程标准(实验)》，确定高考理工类物理科考试内容。 高考物理试题着重考查考生的知识、能力和科学素养，注重理论联系实际，注意物理与科学技术、社会和经济发展的联系，注意物理知识在日常学习生活、生产劳动实践等方面的广泛应用，大力引导学生从“解题”向“解决问题”转变，以有利于高校选拔新生，有利于培养学生的综合能力和创新思维，有利于激发学生学习科学的兴趣，培养实事求是的态度，形成正确的价值观，促进“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”三维课程培养目标的实现，促进学生德智体美劳全面发展。 高考物理在考查知识的同时注重考查能力，并把对能力的考查放在首要位置；通过考查知识及其运用来鉴别考生能力的高低，但不把某些知识与某种能力简单地对应起来。 目前，高考物理科要考查的能力主要包括以下几个方面： 1. 理解能力 理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件以及它们在简单情况下的应用；能够清楚地认识概念和规律的表达形式(包括文字表述和数学表达)；能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法；理解相关知识的区别和联系。 2. 推理能力 能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或做出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。 3. 分析综合能力
能够独立地对所遇到的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出起重要作用的因素及有关条件；能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系；能够提出解决问题的方法，运用物理知识综合解决所遇到的问题。 4. 应用数学处理物理问题的能力 能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；能运用几何图形、函数图像进行表达和分析。 5. 实验能力 能独立地完成表 2、表 3 中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，能对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制订解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。 这五个方面的能力要求不是孤立的，在着重对某一种能力进行考查的同时，也不同程度地考查了与之相关的能力。并且，在应用某种能力处理或解决具体问题的过程中往往伴随着发现问题、提出问题的过程。因而高考对考生发现问题、提出问题并加以论证解决等探究能力的考查渗透在以上各种能力的考查中。 Ⅱ. 考试范围与要求 要考查的物理知识包括力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、原子核物理学等部分。考虑到课程标准中物理知识的安排和高校录取新生的基本要求，考试大纲把考试内容分为必考内容和选考内容两类，必考内容有 5 个模块，选考内容有 2 个模块，具体模块及内容见表1。除必考内容外，考生还必须从 2 个选考模块中选择 1 个模块作为自己的考试内容。必考和选考的内容范围及要求分别见表 2 和表 3。考虑到大学理工类招生的基本要求，各省(自治区、直辖市)不得削减每个模块内的具体考试内容。
高一物理万有引力与航天
新人教版高中物理必修二 同步教案 第六章 万有引力与航天 单元复习教案 新课标要求 1、理解万有引力定律的内容和公式。 2、掌握万有引力定律的适用条件。 3、了解万有引力的“三性”，即：①普遍性②相互性 ③宏观性 4、掌握对天体运动的分析。 复习重点 万有引力定律在天体运动问题中的应用 教学难点 宇宙速度、人造卫星的运动 教学方法：复习提问、讲练结合。 教学过程 （一）投影全章知识脉络，构建知识体系 （二）本章要点综述 1、开普勒行星运动定律 第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。 第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。即： 3 2a k T = 比值k 是一个与行星无关的常量。 2、万有引力定律 （1）开普勒对行星运动规律的描述（开普勒定律）为万有引力定律的发现奠定了基础。 （2）万有引力定律公式： 122m m F G r =，1122 6.6710/G N m kg -=?? 周期定律 开普勒行星运动定律 轨道定律 面积定律 发现 万有引力定律 表述 的测定 天体质量的计算 发现未知天体 人造卫星、宇宙速度 应用 万有引力定律
（3）万有引力定律适用于一切物体，但用公式计算时，注意有一定的适用条件。 3、万有引力定律在天文学上的应用。 （1）基本方法： ①把天体的运动看成匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供： 2 22Mm v G m m r r r ω== ②在忽略天体自转影响时，天体表面的重力加速度：2 M g G R =，R 为天体半径。 （2）天体质量，密度的估算。 测出环绕天体作匀速圆周运动的半径r ，周期为T ，由2 224Mm G m r r T π=得被环绕天体 的质量为2324r M GT π=，密度为3 22 3M r V GT R πρ==，R 为被环绕天体的半径。 当环绕天体在被环绕天体的表面运行时，r ＝R ，则2 3GT π ρ= 。 （3）环绕天体的绕行速度，角速度、周期与半径的关系。 ①由22Mm v G m r r =得v =∴r 越大，v 越小 ②由2 2Mm G m r r ω=得ω=∴r 越大，ω越小 ③由2224Mm G m r r T π=得T =∴r 越大，T 越大 （4）三种宇宙速度 ①第一宇宙速度（地面附近的环绕速度）：v 1=7.9km/s ，人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动的速度。 ②第二宇宙速度（地面附近的逃逸速度）：v 2=11.2km/s ，使物体挣脱地球束缚，在地面附近的最小发射速度。 ③第三宇宙速度：v 3=16.7km/s ，使物体挣脱太阳引力束缚，在地面附近的最小发射速度。 （三）本章专题剖析 1、测天体的质量及密度：（万有引力全部提供向心力） 由r T m r Mm G 2 22??? ??=π 得2 324GT r M π= 又ρπ?=334R M 得3 23 3R GT r πρ=
2019年高考理综物理全国1卷含答案
2019年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ar 40 Fe 56 I 127 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要 求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14．氢原子能级示意图如图所示。光子能景在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为 A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.5l eV 15．如图，空间存在一方向水平向右的匀强磁场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则
A ．P 和Q 都带正电荷 B ．P 和Q 都带负电荷 C ．P 带正电荷，Q 带负电荷 D ．P 带负电荷，Q 带正电荷 16．最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发 取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s ，产生的推力约为4.8×108 N ，则它在1 s 时间内喷射的气体质量约为 A ．1.6×102 kg B ．1.6×103 kg C ．1.6×105 kg D ．1.6×106 kg 17．如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强 度方向垂直，线框顶点M 、N 与直流电源两端相接，已如导体棒MN 受到的安培力大小为F ，则线框LMN 受到的安培力的大小为 A ．2F B ．1.5F C ．0.5F D ．0 18．如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H 。上升第一个4 H 所用的时间为t 1，第四个4 H 所用的时间为t 2。不计空气阻力，则21t t 满足
万有引力与航天专题复习
万有引力与航天专题 复习 Revised on November 25, 2020
万有引力与航天 一、行星的运动 1、 开普勒行星运动三大定律 ①第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 ②第二定律（面积定律）：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相等的面积。 推论：近日点速度比较快，远日点速度比较慢。 ③第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比 值都相等。 即： 其中k 是只与中心天体的质量有关，与做圆周运动的天体的质量无关。 推广：对围绕同一中心天体运动的行星或卫星，上式均成立。K 取决于中心天体的质量 例1. 据报道，美国计划从2021年开始每年送15 000名游客上太空旅游．如图所示，当航天器围绕地球沿椭圆轨道运行时，在近地点A 的速率 (填“大于”“小于”或“等于”)在远地点B 的速率。 例2、宇宙飞船进入一个围绕太阳运动的近乎圆形的轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是（ ） 年 年 年 年 二、万有引力定律 1、万有引力定律的建立 ①太阳与行星间引力公式 ②卡文迪许的扭秤实验——测定引力常量G 2、万有引力定律 ①内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量1m 和2m 的乘积成正 比，与它们之间的距离r 的二次方成反比。即： ②适用条件 （Ⅰ）可看成质点的两物体间，r 为两个物体质心间的距离。 （Ⅱ）质量分布均匀的两球体间，r 为两个球体球心间的距离。 ③运用 （1）万有引力与重力的关系： 重力是万有引力的一个分力，一般情况下，可认为重力和万有引力相等。 忽略地球自转可得： 例3.设地球的质量为M ，赤道半径R ，自转周期T ，则地球赤道上质量为m 的物体所受重力的大小为（式中G 为万有引力恒量） （2）计算重力加速度 3 2a k T =2Mm F G r =1122 6.6710/G N m kg -=??12 2m m F G r =2R Mm G mg =
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