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【金版教程】(全国通用)2022高考物理二轮复习 新题重组练专题一 力与运动4b
【金版教程】(全国通用)2022高考物理二轮复习 新题重组练专题一 力与运动4b
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【金版教程】(全国通用)2022高考物理二轮复习新题重组练专题一 力与运动4bZ专题检测•素能提升一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分,其中第3、4、7、8小题为多选题。)1.[2022·浙江高考]长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星,它的公转轨道半径r1=19600km,公转周期T1=6.39天。2022年3月,天文学家新发现两颗冥王星的小卫星,其中一颗的公转轨道半径r2=48000km,则它的公转周期T2最接近于( )A.15天 B.25天C.35天D.45天[解析] 由G=mr,解得T=2π,所以=,解得T2≈24.49天,所以B项正确。[答案] B2.[2022·江苏高考]已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( )A.3.5km/sB.5.0km/sC.17.7km/sD.35.2km/s[解析] 航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动,由火星对航天器的万有引力提供航天器的向心力得=同理=所以·=()2v火=·v地,而v地=7.9km/s故v火=km/s≈3.5km/s,选项A正确。[答案] A3.[2022·河南六市一联]2022年12月2日1时30分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭,成功将“嫦娥三号”探测飞船发射升空,展开奔月之旅。“嫦娥三号”首次实现月面巡视勘察和月球软着陆,为我国探月工程开启新的征程。设载着登月舱的探测飞船在以月球中心为圆心,半径为r1的圆轨道上运行时,周期为T1。随后登月舱脱离飞船,变轨到离月球更近的半径为r2的圆轨道上运行。引力常量为G,则下列说法正确的是( )A.登月舱在半径为r2的圆轨道上比在半径为r1的圆轨道上运行时的角速度大B.登月舱在半径为r2的圆轨道上比在半径为r1的圆轨道上运行时的线速度大C.月球的质量为6\nD.登月舱在半径为r2的圆轨道上运行时的周期为[解析] 由题意可知r1>r2,又由卫星角速度ω=,可知ω1<ω2,由线速度v=,可知v1<v2则A、B项对。由=m()2r1得月球质量M=,故C项对。由开普勒第三定律有=,解得登月舱在r2轨道上的周期T2=,所以D项错。[答案] ABC4.[2022·云南检测]如图所示,两星球相距L,质量之比为mA∶mB=1∶9,两星球半径远小于L。从星球A沿A、B连线向B以某一初速度发射一探测器。只考虑星球A、B对探测器的作用,下列说法正确的是( )A.探测器的速度一直减小B.探测器在距星球A为处加速度为零C.若探测器能到达星球B,其速度可能恰好为零D.若探测器能到达星球B,其速度一定大于发射时的初速度[解析] 设在距离星球A为x位置时,探测器所受合力为零,则有G=G,解得x=,B项正确;在距离星球A的距离小于时,探测器所受合力指向星球A,在距离大于时,探测器所受合力指向星球B,因此在整个过程中,合力对探测器先做负功,再做正功,由动能定理可知,探测器的速度先减小后增大,A项错;在与两星球距离相等的两点中,距离星球B近的点受合力较大,因此从星球A运动到星球B整个过程合力做正功,由动能定理可知,到达B星球时探测器的速度大于离开星球A时的发射速度,不可能为零,C项错,D项正确。[答案] BD5.[2022·宁波二模]某行星自转周期为T,赤道半径为R,研究发现若该行星自转角速度变为原来的两倍,将导致该星球赤道上的物体恰好对行星表面没有压力,已知万有引力常量为G,则以下说法中正确的是( )A.该行星质量为M=B.该星球的同步卫星轨道半径为r=RC.质量为m的物体对行星赤道地面的压力为FN=6\nD.环绕该行星做匀速圆周运动的卫星线速度必不大于7.9km/s[解析] 若该行星自转角速度变为原来的两倍,则自转周期变为T/2。根据题述将导致该星球赤道上物体恰好对行星表面没有压力,则有G=mR()2,解得该行星质量为M=,选项A错误。由G=mr2,G=mR2,联立解得该星球的同步卫星轨道半径为r=R,选项B正确。设行星赤道地面对物体的支持力为FN′,由G-FN′=mR2,解得FN′=,由牛顿第三定律得,质量为m的物体对行星赤道地面的压力为FN=,选项C错误。根据题述已知条件,不能得出环绕该行星做匀速圆周运动的卫星线速度大小,选项D错误。[答案] B6.黑洞是一种密度极大的天体,包括光在内的所有物质都逃脱不了其引力作用,可以认为物质以光速c恰好在黑洞表面做轨道半径为R的匀速圆周运动。科学家推测银河系中心可能存在一个黑洞,则距银河系中心距离为r的星体绕银河系中心做匀速圆周运动的速率为( )A.B.C.cD.c[解析] 根据题意有=,在银河系中有=,则v=c,故C对。[答案] C7.[2022·课标全国卷Ⅰ]太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动,当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,天文学称为“行星冲日”。据报道,2022年各行星冲日时间分别是:1月6日木星冲日;4月9日火星冲日,5月11日土星冲日;8月29日海王星冲日;10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示,则下列判断正确的是( )地球火星木星土星天王星海王星轨道半径(AU)1.01.55.29.51930A.各地外行星每年都会出现冲日现象B.在2022年内一定会出现木星冲日C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D.地外行星中,海王星相邻两次冲日的时间间隔最短[解析] 根据万有引力提供向心力得,=mr,解得,T=6\n。结合题目表格数据可得,各地外行星的周期分别为T火≈1.84年,T木≈11.86年,T土≈29.28年,T天≈82.82年,T海≈164.32年。设各地外行星相邻两次冲日的时间为t,ω地t-ωt=2π,又ω=,则-=1,解得t火≈2.19年,t木≈1.09年,t土≈1.04年,t天≈1.01年,t海≈1.006年,由此可知B、D两项正确。[答案] BD8.已知地球的半径为R,一飞船先在高度为R的轨道上做匀速圆周运动,后开动发动机变轨到高度为2R的轨道上运动,则下列说法正确的是( )A.变轨后飞船的运行周期小于原来的2倍B.变轨后飞船的加速度为原来的倍C.变轨后飞船的运行速度为原来的倍D.变轨过程,发动机做功大于引力势能的增量[解析] 由G=m(2R)()2和G=m(3R)()2可知,T2=T1<2T1,A项正确;由G=ma1和G=ma2,所以a2=a1,B项正确;由G=m,G=m可知,v2=v1,C项错误;变轨过程,卫星的动能减少,引力势能增大,根据功能关系,发动机做功加上动能的减少量等于引力势能的增量,D项错误。[答案] AB二、计算题(本题共2小题,共36分。需写出规范的解题步骤。)9.[2022·四川高考]石墨烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化,其发现者由此获得2022年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换。6\n(1)若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站,求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的动能。设地球自转角速度为ω,地球半径为R;(2)当电梯仓停在距地面高度h2=4R的站点时,求仓内质量m2=50kg的人对水平地板的压力大小。取地面附近重力加速度g=10m/s2,地球自转角速度ω=7.3×10-5rad/s,地球半径R=6.4×103km。[解析] (1)设货物相对地心的距离为r1,线速度为v1,则r1=R+h1①v1=r1ω②货物相对地心运动的动能为Ek=m1v③联立①②③得Ek=m1ω2(R+h1)2④(2)设地球质量为M,人相对地心的距离为r2,向心加速度为a,受地球的万有引力为F,则r2=R+h2⑤a=ω2r2⑥F=G⑦g=⑧设水平地板对人的支持力大小为N,人对水平地板的压力大小为N′,则F-N=m2a⑨N′=N⑩联立⑤~⑩式并代入数据得N′=11.5N⑪[答案] (1)m1ω2(R+h1)2 (2)11.5N10.[2022·重庆高考]如图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图。首先在发动机作用下,探测器受到推力在距月面高度为h1处悬停(速度为0,h1远小于月球半径);接着推力改变,探测器开始竖直下降,到达距月面高度为h2处的速度为v;此后发动机关闭,探测器仅受重力下落至月面。已知探测器总质量为m(不包括燃料),地球和月球的半径比为k1,质量比为k2,地球表面附近的重力加速度为g,求:(1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小;(2)从开始竖直下降到刚接触月面时,探测器机械能的变化。6\n[解析] (1)设地球质量和半径分别为M和R,月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为M′、R′和g′,探测器刚接触月面时的速度大小为vt。则=k2,=k1由mg′=G和mg=G得g′=g由v-v2=2g′h2得vt=(2)设机械能变化量为ΔE,动能变化量为ΔEk,重力势能变化量为ΔEp。由ΔE=ΔEk+ΔEp有ΔE=mv-mg′h1=m(v2+)-mgh1得ΔE=mv2-mg(h1-h2)[答案] (1)g (2)mv2-mg(h1-h2)6
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高考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-26 00:09:53
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文章作者:U-336598
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