2023高考物理二轮专题复习与测试第一部分专题一第5讲万有引力与航天课件

这是一份2023高考物理二轮专题复习与测试第一部分专题一第5讲万有引力与航天课件，共41页。PPT课件主要包含了专题一力与运动，知识归纳素养奠基，细研命题点提升素养，答案CD，答案B，答案D等内容，欢迎下载使用。

第5讲　万有引力与航天
命题点一　开普勒行星运动定律的应用
(多选)(2022·湖南卷)如图，火星与地球近似在同一平面内，绕太阳沿同一方向做匀速圆周运动，火星的轨道半径大约是地球的1.5倍．地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行．当火星、地球、太阳三者在同一直线上，且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日．忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是(　　)
球运行线速度，所以在冲日处火星相对于地球由东向西运动，为逆行，故B错误，C正确；由于火星和地球运动的线速度大小不变，在冲日处火星和地球速度方向相同，故相对速度最小，故D正确．故选CD.
1．如图为人造地球卫星的轨道示意图，LEO是近地轨道，MEO是中地球轨道，GEO是地球同步轨道，GTO是地球同步转移轨道．已知地球的半径R＝6 400 km，该图中MEO卫星的周期约为(图中数据为卫星近地点、远地点离地面的高度)(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．3 h B．8 h C．15 h D．20 h
2．“神舟八号”飞船绕地球做匀速圆周运动时，飞行轨道在地球表面的投影如图所示，图中标明了飞船相继飞临赤道上空所对应的地面的经度．设“神舟八号”飞船绕地球飞行的轨道半径为r1，地球同步卫星飞行轨道半径为r2.则r13∶r23等于(　　)A．1∶24 B．1∶156 C．1∶210 D．1∶256
命题点二　研究天体运动的两个基本关系式
(2022·山东卷)“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星．如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直．卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈．已知地球半径为地轴R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为(　　)
(2022·全国乙卷)2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400 km的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课．通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们(　　)A．所受地球引力的大小近似为零B．所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零C．所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等D．在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小
1.2021年5月15日7时18分，我国发射的“祝融号”火星车从火星上发回遥测信号确认，“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区．火星探测器“天问一号”着陆前通过测试得到，围绕火星做匀速圆周运动的小天体的速度的平方v2与小天体到火星表面的距离x的关系如图所示，图线纵坐标截距为a.若将火星看作质量分布均匀、半径为R的球体，不考虑火星自转，则到火星表面距离为R、做匀速圆周运动的卫星的速度大小为(　　)
2.(2022·茂名二模)如图，“嫦娥五号”“天问一号”探测器分别在近月、近火星轨道运行．已知火星的质量为月球质量的9倍、半径为月球半径的2倍．假设月球、火星均可视为质量均匀分布球体，忽略其自转影响，则(　　)A．月球表面重力加速度比火星表面重力加速度大B．月球的第一宇宙速度比火星的第一宇宙速度大C．质量相同的物体在月球、火星表面所受万有引力大小相等D．“嫦娥五号”绕月周期比“天问一号”绕火星周期大
命题点三　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：
(2022·广东卷)“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季．假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍．火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动．下列关于火星、地球公转的说法正确的是(　　)A．火星公转的线速度比地球的大B．火星公转的角速度比地球的大C．火星公转的半径比地球的小D．火星公转的加速度比地球的小
(2022·深圳第二次调研)由于潮汐等因素影响，月球正以每年约3至5厘米的速度远离地球．地球和月球可以看作双星系统，它们绕O点做匀速圆周运动．多年以后，地球(　　)A．与月球之间的万有引力变大B．绕O点做圆周运动的周期不变C．绕O点做圆周运动的角速度变小D．绕O点做圆周运动的轨道半径变小
1.(2022·佛山二模)如图，辛丑年农历除夕神舟十三号航天员在遥远的中国空间站向祖国和人民送上了新春的祝福．下列相关说法正确的是(　　)A．在空间站中宇航员所受的重力为零B．宇航员在空间站中“静止”不动时处于平衡状态C．空间站绕地球运动经远地点时的速度小于7.9 km/sD．空间站绕地球运动经远地点时的加速度大于9.8 m/s2
2.量子卫星成功运行后，我国将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系．假设量子卫星轨道在赤道平面，如图所示．已知量子卫星的轨道半径是地球半径的m倍，同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，图中P点是地球赤道上一点，由此可知(　　)
命题点四　卫星的变轨问题
屈原曾在《天问》中发出了“九天之际，安放安属？日月安放，列星安陈？”的旷世之问．其诗中提到的“荧惑”(即火星)始终是人们最关心的行星之一．为此，中国航天正式启动了行星探测计划——“天问”.2020年7月23日，天问一号火星探测器搭乘长征五号遥四火箭成功发射，开启了中国航天走向深空的新旅程．由着陆巡视器和环绕器组成的天问一号经过发射、地火转移、火星捕获、火星停泊、离轨着陆和科学探测六个阶段后，其中的着陆巡视器于2021年5月着陆火星，如图所示，则(　　)
A．天问一号发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度B．天问一号绕“火星停泊段”运行的周期大于它绕“科学探测段”运行的周期C．天问一号从图示“火星捕获段”需经过加速才能运动到“火星停泊段”D．着陆巡视器从图示“离轨着陆段”至着陆火星过程，机械能守恒
解析：天问一号探测器要挣脱地球引力的束缚，在地面的发射速度要大于第二宇宙速度，A错误；天问一号绕“火星停泊段”的长轴大于“科学探测段”轨道的长轴，根据开普勒第三定律，天问一号绕“火星停泊段”运行的周期大于它绕“科学探测段”运行的周期，B正确；天问一号从图示“火星捕获段”到“火星停泊段”轨道半径变小，做的是近心运动，所以需要减速运动，C错误；着陆巡视器从图示“离轨着陆段”至着陆火星过程，需要不断点火减速，到达火星表面，机械能不守恒，D错误．
1．如图所示，我国“天问一号”火星探测器在地火转移轨道1上飞行七个月后，于今年2月进入近火点为280千米、远火点为5.9万千米的火星停泊轨道2，进行相关探测后将进入较低的轨道3开展科学探测．则探测器(　　)
A．在轨道1上的运行速度不超过第二宇宙速度B．在轨道2上近火点的速率比远火点小C．在轨道2上近火点的机械能比远火点大D．在轨道2上近火点减速可进入轨道3
解析：第二宇宙速度为脱离地球的引力，则在轨道1上的运行速度超过第二宇宙速度，故A错误；在轨道2上近火点的速率比远火点大，故B错误；在轨道2上从近火点到远火点只有引力做功，则机械能守恒，故C错误；在轨道2上近火点减速时，则探测器做向心运动可进入轨道3，故D正确．故选D.
2．(2022·浙江卷)“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号(　　)A．发射速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间B．从P点转移到Q点的时间小于6个月C．在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小D．在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度