2016年高考万有引力与航天考题赏析

◇　甘肃　王宗斌



2016年高考万有引力与航天考题赏析

◇甘肃王宗斌

2016年高考中万有引力模块的考题,以卫星问题为背景,突出开普勒定律、万有引力定律、圆周运动规律等问题的考查,凸现了对考生能力的要求．本文就2016年全国及各独立命题省市高考试卷中的万有引力问题进行分类讨论,给出详尽解答．

1　开普勒第三定律在卫(行)星问题中的应用

A开普勒在牛顿定律的基础上,导出了行星运动的规律;

B开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律;

C开普勒总结出了行星运动的规律,找出了行星按照这些规律运动的原因;

D开普勒总结出了行星运动的规律,发现了万有引力定律

图1

ATA>TB;

BEkA>EkB;

CSA=SB;

2　卫星问题

A卫星的速度和角速度;

B卫星的质量和轨道半径;

C卫星的质量和角速度;

D卫星的运行周期和轨道半径

图2

(1) 求M、N间感应电动势的大小E;

(2) 在太阳帆板上将一只“1.5 V、0.3 W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路,不计太阳帆板和导线的电阻，试判断小灯泡能否发光,并说明理由;

(3)取地球半径R=6.4×103km,地球表面的重力加速度g取9.8 m·s-2,试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h(计算结果保留1位有效数字).

(2) 不能,因为穿过闭合回路的磁通量不变,所以不产生感应电流．

解得

代入数据得h≈ 4×105m(数量级正确都算对).

3　同步卫星问题

A1 h;B4 h;

C8 h;D16 h

图3

由几何关系得,卫星的最小轨道半径为

①

②

由式①、②解得T2≈4 h.

图4

Aa2>a1>a3;

Ba3>a2>a1;

Ca3>a1>a2;

Da1>a2>a3

4　卫星变轨问题

图5

A使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后飞船加速追上空间实验室实现对接;

B使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后空间实验室减速等待飞船实现对接;

C飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速,加速后飞船逐渐靠近空间实验室,二者速度接近时实现对接;

D飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速,减速后飞船逐渐靠近空间实验室,二者速度接近时实现对接

图6

A不论在轨道1还是在轨道2运行,卫星在P点的速度都相同;

B不论在轨道1还是在轨道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

甘肃高台县第一中学)