2018年高考物理真題匯編專題5萬有引力與航天

1、5-1（2018 全國 1,20,6 分）2017 年，人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波.根據(jù)科學家們復原的過程，在兩顆中子星合并前約 100 s 時，它們相距約 400 km，繞二者連線上的某點每秒轉動 12 圈，將兩顆中子星都看作是質量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬有 引力常量并利用牛頓力學知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星（ ）a. 質量之積 b. 質量之和 c. 速率之和 d. 各自的自轉角速度【答案】bc【解析】雙中子星做勻速圓周運動的頻率 f=12hz（周期 t=1/12s），由萬有引力等于向心力，可得，g=m r （2f）2，g 1 1=m r （2f）2，r + r

2、 =r=40km，聯(lián)立解得：（m +m ）=2 2 1 2 1 2（2f）2gr3，選項 b 正確 a 錯誤；由 v =r =2f r ，v =r =2f r ，聯(lián)立解得：v + v =21 1 1 2 2 2 1 2f r，選項 c 正確；不能得出各自自轉的角速度，選項 d 錯誤.5-2（2018 全國 2,16,6 分）2018 年 2 月，我國 500 m 口徑射電望遠鏡（天眼）發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星 “j0318+0253”，其自轉周期 t=5.19 ms，假設星體為質量均勻分布的球體，已知萬有引力常量為.以周期 t 穩(wěn)定自轉的星體的密度最小值約為（ ）a.c.【答案】cb.d.【解析】設脈沖

3、星值量為 m，密度為 ，根據(jù)天體運動規(guī)律知：，代入可得：，故 c 正確；故選 c5-3（2018 全國 3,15,6 分）為了探測引力波，“天琴計劃”預計發(fā)射地球衛(wèi)星 p，其軌道半徑約為地球半徑的 16 倍；另一地球衛(wèi)星 q 的軌道半徑約為地球半徑的 4 倍.p 與 q 的周期之比約 為a. 2:1 b. 4:1 c. 8:1 d. 16:1【答案】c【解析】設地球半徑為 r，根據(jù)題述，地球衛(wèi)星 p 的軌道半徑為 r =16r，地球衛(wèi)星 q 的軌道p半徑為 r =4r，根據(jù)開普勒定律， = =64，所以 p 與 q 的周期之比為 t t =81，選項 c q p q正確.5-4（2018 北京

4、，17,6 分）若想檢驗“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同 樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑 60 倍的情況下，需要驗證a. 地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的 1/602b. 月球公轉的加速度約為蘋果落向地面加速度的 1/602c. 自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的 1/6d. 蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的 1/60【答案】b【解析】若想檢驗“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律 萬有引力定律，則應滿足 gmm/r2=ma,即加速度 a 與距離 r 的平方成反比，由題中數(shù)據(jù)知，選b .5-5（2018 天津，6,6 分）2018

5、 年 2 月 2 日，我國成功將電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星“張衡一號”發(fā)射 升空，標志我國成為世界上少數(shù)擁有在軌運行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一.通過 觀測可以得到衛(wèi)星繞地球運動的周期，并已知地球的半徑和地球表面處的重力加速度.若將 衛(wèi)星繞地球的運動看作是勻速圓周運動，且不考慮地球自轉的影響，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計算a.b.c.d.【答案】 cd【解析】 衛(wèi)星做圓周運動的向心力由萬有引力提供，則有 gmm/(r+h)2=m(2/t)2(r+h),無 法計算得到衛(wèi)星的質量，更無法確定其密度及向心力大小，a、b 項錯誤；又 gmm /r =m g，0 2 0聯(lián)立兩式可得 h= 3gr 2t 24 2r，c 項正確；由 v=2(r+h)/t，可計算出衛(wèi)星的線速度的大，小，d 項正確.5-6（2018 江蘇，1,3 分）我國高分系列衛(wèi)星的高分辨對地觀察能力不斷提高今年 5 月 9 日發(fā)射的“高分五號”軌道高度約為 705 km，之前已運行的“高分四號”軌道高度約為 36 000 km，它們都繞地球做圓周運動與“高分四號冶相比，下列物理量中“高分五號”較小的是（ ） a. 周期b. 角速度c. 線速度d. 向心加速度【答案】a【解析】設地球質量為 m，人造衛(wèi)星質量為 m，人造衛(wèi)星做勻速圓周運動時，根據(jù)萬有引力提供向心力有gmm v2 2m m