2020屆高考物理總復習沖刺練習專題：萬有引力定律及應用(含答案)

2020屆局考物理總復習沖刺練習專題：萬有引力定律及其應用一、不定項選擇（1-10題為單項選擇，11-12為多項選擇）1.如圖所示，已知地球半徑為R,甲乙兩顆衛(wèi)星繞地球運動。衛(wèi)星甲做勻速圓周運動，其軌道直徑為4R,C是軌道上任意一點；衛(wèi)星乙的軌道是橢圓，橢圓的長軸長為 6R,A、B是軌道的近地點和遠地點。不計衛(wèi)星間相互作用，下列說法正確的是（ ）A.衛(wèi)星甲在C點的速度一定小于衛(wèi)星乙在B點的速度B.衛(wèi)星甲的周期大于衛(wèi)星乙的周期C.衛(wèi)星甲在C點的速度一定小于衛(wèi)星乙在A點的速度D.在任意相等的時間內(nèi)，衛(wèi)星甲與地心的連線掃過的面積一定等于衛(wèi)星乙與地心的連線掃過的面積.嫦娥三號的飛行軌道示意圖如圖所示，假設嫦娥三號在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運動時，只受到月球的萬有引力，則（ ）發(fā)射及人仇發(fā)射及人仇A.嫦娥三號由環(huán)月段圓軌道變軌進入環(huán)月段橢圓軌道時，應讓發(fā)動機點火使其加速B.嫦娥三號在環(huán)月段橢圓軌道上 P點的速度大于Q點的速度C.嫦娥三號在環(huán)月段橢圓軌道上 Q點的速度大于環(huán)月段圓軌道的速度D.嫦娥三號在環(huán)月段橢圓軌道上 P點的加速度大于環(huán)月段圓軌道上 P點的加速度.1916年愛因斯坦建立廣義相對論后預言了引力波的存在， 2017年引力波的直接探測獲得了諾貝爾物理學獎.科學家們其實是通過觀測雙星軌道參數(shù)的變化來間接驗證引力波的存在.如圖所示為某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的O點做勻速圓周運動的示意圖，若 A星的軌道半徑大于B星的軌道半徑，雙星的總質(zhì)量 M,雙星間的距離為L,其運動周期為「則

卜列說法中正確的是L I? I? 卜列說法中正確的是L I? I? 'iPA的質(zhì)量一定大于B的質(zhì)量A的線速度一定小于B的線速度L一定，M越小，T越小M一定，L越小，T越小4.假設某衛(wèi)星在距地面高度為 4200km的赤道上空繞地球做勻速圓周運動，該衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星繞地球同向運動.已知地球半徑約為 6400km,地球同步衛(wèi)星距地面高度36000km.每當兩者相距最近時，衛(wèi)星向同步衛(wèi)星發(fā)射信號， 然后再由同步衛(wèi)星將信號發(fā)送至地面接收站.從某時刻兩者相距最遠開始計時， 在一晝夜的時間內(nèi)，接收站共接收到信號的次數(shù)為（不考慮信號傳輸所需時間）A.4次 B.6次C.7次 D.8次.我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星（簡稱“量子衛(wèi)星”）“墨子號”發(fā)射升空。已知引力常量為G,地球半徑為R,“墨子號”距地面高度為h,為h,線速度為vi,地球表面的重力加速度為g,第一宇宙速度為V2,下列說法正確的是B.衛(wèi)星距離地面的高度 h可用gR2B.衛(wèi)星距離地面的高度 h可用gR2J來表示ViD.此衛(wèi)星角速度大于.已知月球半徑為R,飛船在距月球表面高度為R的圓軌道上繞月飛行，周期為T。萬有引力常量為G,則（）2 3A.月球質(zhì)量為16RB.月球表面重力加速度為322RTB.月球表面重力加速度為322RT23C.月球留度為 2GT2D.月球第一宇宙速度為 2&RTTOC\o"1-5"\h\z.假設地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體，已知地球表面的重力加速度在兩極的大小為 go,在赤道的大小為g；地球自轉(zhuǎn)的周期為T,引力常數(shù)為G,則地球的密度為：3g0g 3 g0 3 3g0A? 2 B. 2 C.r D. 2GT go GTgog GT2 GT2g.2019年4月10日，事件視界望遠鏡（EHT）項目團隊發(fā)布了人類歷史上的首張黑洞照片，我國科學家也參與其中做出了巨大貢獻。經(jīng)典的“黑洞”理論認為，當恒星收縮到一定程度時，會變成密度非常大的天體，這種天體的逃逸速度非常大， 大到光從旁邊經(jīng)過時都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于等于光速， 此時該天體就變成了一個黑洞。 若太陽演變成一個黑洞后的密度為 、半徑為R,設光速為c,第二宇宙速度是第一宇宙速度的 J2倍,引力常量為G,則 R2的最小值是（ ）A.3c24GA.3c24GC.-23cD.8G

3c2.“神九”載人飛船與“天宮一號”成功對接及“蛟龍”號下潛突破000米入選2012年中國十大科技進展新聞。若地球半徑為R,把地球看作質(zhì)量分布均勻的球體（質(zhì)量分布均勻的球殼對球內(nèi)任一質(zhì)點的萬有引力為零）。“蛟龍”號下潛深度為d,“天宮一號”軌道距離地面高度為h,“天宮一號”所在處與“蛟龍”號所在處的重力加速度之比為（ ）A.R-dR+hB.A.R-dR+hB.R3— _ 2(Rd)(Rh)「（R-d）（R+h）2 （R-d）（R+h）C. 3 D. 2R3 R210.2019年4月11日21時黑洞視界望遠鏡合作組織（ETE值布了近鄰巨橢圓星系M87中心捕獲的首張黑洞圖像，提供了黑洞存在的直接“視覺”證據(jù)，驗證了 1915年愛因斯坦的偉大預言.一種理論認為，整個宇宙很可能是個黑洞，如今可觀測宇宙的范圍膨脹到了半徑465億光年的規(guī)模，也就是說，我們的宇宙就像一個直徑930億光年的球體.黑洞的質(zhì)量M和半徑R的關(guān)系滿足史瓦西半徑公式 Mc—（其中c為光速，其值為c=3xi08m/s,G為R2G引力常量，其值為6.67X1011Nm2/kg2）則，由此可估算出宇宙的總質(zhì)量的數(shù)量級約為A.1054kg B.1044kgC.1034kg D.1024kg11.太陽系個行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動，當?shù)厍蚯『眠\行到某個行星和太陽之間，且三者幾乎成一條直線的現(xiàn)象，天文學成為“行星沖日”據(jù)報道， 2014年各行星沖日時間分別是：1月6日，木星沖日，4月9日火星沖日，6月11日土星沖日,8月29日，海王星沖日，10月8日，天王星沖日，已知地球軌道以外的行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示，則下列判斷正確的是：地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑（AU）1.01.55.29.51930A.各點外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B.在2015年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日C.天王星相鄰兩次的沖日的時間是土星的一半D.地外行星中海王星相鄰兩次沖日間隔時間最短.2019年1月3號“嫦娥4號”探測器實現(xiàn)人類首次月球背面著陸，并開展巡視探測。因月球沒有大氣，無法通過降落傘減速著陸，必須通過引擎噴射來實現(xiàn)減速。如圖所示為“嫦娥4號”探測器降落月球表面過程的簡化模型。質(zhì)量m的探測器沿半徑為r的圓軌道I繞月運動。為使探測器安全著陸，首先在P點沿軌道切線方向向前以速度u噴射質(zhì)量為△m的物體，從而使探測器由P點沿橢圓軌道II轉(zhuǎn)至Q點（橢圓軌道與月球在Q點相切）時恰好到達月球表面附近，再次向前噴射減速著陸。已知月球質(zhì)量為 M、半徑為R。萬有引力常量為Go則下列說法正確的是（ ）

A.探測器噴射物體前在圓周軌道 I上運行時的周期為2GMTOC\o"1-5"\h\zB.在P點探測器噴射物體后速度大小變?yōu)?——m-uGMC.減速降落過程，從P點沿軌道II運行到月球表面所經(jīng)歷的時間為 _GM2GM GMD.月球表面重力加速度的大小為 一2R2二、綜合計算題.某飛船在某小行星表面為返回地球而豎直起飛， 起飛前在行星表面上的重力 Go=1X104N,,… 2飛船起飛時的加速度大小 ai=5m/s,飛船上升的局度等于小行星半徑時的加速度大小a2=10m/s2若飛船上升時受到的推力不變，小行星的半徑 R=96km,不計其他星體及該行星表面氣體的影響，求飛船質(zhì)量和起飛時的推力。.地球半徑為R,在距球心r處(rR)有一同步衛(wèi)星。另有一半徑為 2R的星球A,在距球心3r處也有一同步衛(wèi)星，它的周期是 48h,求：地球平均密度與A星球平均密度之比地：A。.宇航員駕駛宇宙飛船成功登上月球，他在月球表面做了一個實驗：在停在月球表面的登陸艙內(nèi)固定一傾角為30的斜面，讓一個小物體以速度V0沿斜面上沖，利用速度傳感登陸艙內(nèi)固定一傾角為器得到其往返運動的v—t圖象如圖所示，圖中t0已知。已知月球的半徑為R,萬有引力常量為Go不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響。求:(1)物體返回出發(fā)點時的速度大小以及下滑過程中的加速度大小;(2)月球的密度p；(3)宇宙飛船在近月圓軌道繞月球做勻速圓周運動的速度.某課外小組經(jīng)長期觀測，發(fā)現(xiàn)靠近某行星周圍有眾多衛(wèi)星，且相對均勻地分布于行星周圍，假設所有衛(wèi)星繞該行星的運動都是勻速圓周運動， 若已知離行星最近的一顆衛(wèi)星的運動半徑為R,線速度大小為vi,已知萬有引力常為Go求：(1)行星的質(zhì)量；(2)若行星的半徑為R,行星的第一宇宙速度；(3)通過天文觀測，發(fā)現(xiàn)離行星很遠處還有一顆衛(wèi)星，且其運動半徑為 R,線速度大小為V2,試估算靠近行星周圍眾多衛(wèi)星的總質(zhì)量。2020屆高考物理