高考物理二輪復(fù)習(xí)專項訓(xùn)練模型19 天體模型（原卷版）

模型19天體模型1．（2023年6月高考浙江選考科目）木星的衛(wèi)星中，木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三做圓周運動的周期之比為SKIPIF1<0。木衛(wèi)三周期為T，公轉(zhuǎn)軌道半徑是月球繞地球軌道半徑r的n倍。月球繞地球公轉(zhuǎn)周期為T0，則（）A．木衛(wèi)一軌道半徑為SKIPIF1<0B．木衛(wèi)二軌道半徑為SKIPIF1<0C．周期T與T0之比為SKIPIF1<0D．木星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為SKIPIF1<02.（2023高考選擇性考試遼寧卷）在地球上觀察，月球和太陽的角直徑（直徑對應(yīng)的張角）近似相等，如圖所示。若月球繞地球運動的周期為T?，地球繞太陽運動的周期為T?，地球半徑是月球半徑的k倍，則地球與太陽的平均密度之比約為（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<03.（2023高考山東高中學(xué)業(yè)水平等級考試）牛頓認(rèn)為物體落地是由于地球?qū)ξ矬w的吸引，這種吸引力可能與天體間（如地球與月球）的引力具有相同的性質(zhì)、且都滿足SKIPIF1<0。已知地月之間的距離r大約是地球半徑的60倍，地球表面的重力加速度為g，根據(jù)牛頓的猜想，月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期為（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<04.（2023高考湖南卷）根據(jù)宇宙大爆炸理論，密度較大區(qū)域的物質(zhì)在萬有引力作用下，不斷聚集可能形成恒星。恒星最終的歸宿與其質(zhì)量有關(guān)，如果質(zhì)量為太陽質(zhì)量的SKIPIF1<0倍將坍縮成白矮星，質(zhì)量為太陽質(zhì)量的SKIPIF1<0倍將坍縮成中子星，質(zhì)量更大的恒星將坍縮成黑洞。設(shè)恒星坍縮前后可看成質(zhì)量均勻分布的球體，質(zhì)量不變，體積縮小，自轉(zhuǎn)變快．不考慮恒星與其它物體的相互作用．已知逃逸速度為第一宇宙速度的SKIPIF1<0倍，中子星密度大于白矮星。根據(jù)萬有引力理論，下列說法正確的是（）A.同一恒星表面任意位置的重力加速度相同B.恒星坍縮后表面兩極處重力加速度比坍縮前的大C.恒星坍縮前后的第一宇宙速度不變D.中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸速度5．（2022新高考海南卷）火星與地球的質(zhì)量比為a，半徑比為b，則它們的第一字宙速度之比和表面的重力加速度之比分別是（）A．SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0=SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0D．SKIPIF1<06．2.（2018高考全國理綜I）．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(xué)家們復(fù)原的過程，在兩顆中子星合并前約100s時，它們相距約400km，繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈，將兩顆中子星都看作是質(zhì)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(xué)知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星A．質(zhì)量之積B．質(zhì)量之和C．速率之和D．各自的自轉(zhuǎn)角速度7.（2015·安徽）由三顆星體構(gòu)成的系統(tǒng)，忽略其它星體對它們的作用，存在著一種運動形式：三顆星體在相互之間的萬有引力作用下，分別位于等邊三角形的三個頂點上，繞某一共同的圓心O在三角形所在的平面內(nèi)做相同角速度的圓周運動（圖示為A、B、C三顆星體質(zhì)量不相同時的一般情況）。若A星體質(zhì)量為2m，B、C兩星體的質(zhì)量均為m，三角形的邊長為a，求：OOACBRARBRC（1）A星體所受合力大小FA；（2）B星體所受合力大小FB；（3）C星體的軌道半徑RC；（4）三星體做圓周運動的周期T。最新模擬題1.（2023年10月宜荊荊隨高三聯(lián)考）行星各自衛(wèi)星的軌道可以看作是圓形的。某同學(xué)根據(jù)a行星和b行星的不同衛(wèi)星做圓周運動的半徑r與周期T的觀測數(shù)據(jù)，作出如圖所示的圖像，其中圖線A是根據(jù)a行星的不同衛(wèi)星的運行數(shù)據(jù)作出的，圖線B是根據(jù)b行星的不同衛(wèi)星的運行數(shù)據(jù)作出的。已知圖線A的斜率為SKIPIF1<0，圖線B的斜率為SKIPIF1<0，a行星半徑為b行星半徑的n倍，則（）A.a行星與b行星的質(zhì)量之比為SKIPIF1<0B.a行星與b行星的質(zhì)量之比為SKIPIF1<0C.a行星與b行星的第一宇宙速度之比為SKIPIF1<0D.a行星與b行星的第一宇宙速度之比為SKIPIF1<02.(2024遼寧沈陽重點高中質(zhì)檢)某行星周圍存在著環(huán)狀物質(zhì)，為了測定環(huán)狀物質(zhì)是行星組成部分還是環(huán)繞該行星的衛(wèi)星群，某天文學(xué)家對其做了精確的觀測，發(fā)現(xiàn)環(huán)狀物質(zhì)繞行星中心的運行速度v與到行星中心的距離r的關(guān)系如圖所示。已知行星除環(huán)狀物外的半徑為R，環(huán)狀物質(zhì)的寬度為d，引力常量為G。則以下說法正確的是（）A.環(huán)狀物質(zhì)不是該行星的組成部分B.行星表面的重力加速度g=SKIPIF1<0C.該行星除去環(huán)狀物質(zhì)部分后的質(zhì)量M=SKIPIF1<0D.該行星的自轉(zhuǎn)周期T=SKIPIF1<06.（2024南京六校聯(lián)合體調(diào)研）牛頓認(rèn)為物體落地是由于地球?qū)ξ矬w的吸引，這種吸引力可能與天體間（如地球與月球）的引力具有相同的性質(zhì)、且都滿足SKIPIF1<0。已知地月之間的距離r大約是地球半徑的60倍，地球表面的重力加速度為g，根據(jù)牛頓的猜想，月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期為（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<07．（2023山西陽泉期末）兩顆相距較遠(yuǎn)的行星A、B的半徑分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，距行星中心r處的衛(wèi)星圍繞行星做勻速圓周運動的線速度的平方SKIPIF1<0隨r變化的關(guān)系如圖甲所示，兩圖線左端的縱坐標(biāo)相同；距行星中心r處的衛(wèi)星圍繞行星做勻速圓周運動的周期為T，取對數(shù)后得到如圖乙所示的擬合直線（線性回歸），兩直線平行，它們的截距分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0。已知兩圖像數(shù)據(jù)均采用國際單位，SKIPIF1<0，行星可看作質(zhì)量分布均勻的球體，忽略行星的自轉(zhuǎn)和其他星球的影響，下列說法正確的是A．圖乙中兩條直線的斜率均為SKIPIF1<0 B．行星A、B的質(zhì)重乙比為2∶1C．行星A、B的密度之比為1∶2 D．行星A、B表面的重力加速度大小之比為2∶18.(2023天津模擬)．太陽系行星在眾多恒星背景下沿一定方向移動，但也會出現(xiàn)反常，即改變了移動方向出現(xiàn)“逆行”現(xiàn)象。行星的逆行在天空（天球背景）看起來好像倒退一樣，其中水星的逆行現(xiàn)象每年都會發(fā)生3次，若以地球為參考系觀察到水星的運動軌跡如圖。已知每當(dāng)?shù)厍蚺c水星相距最近時就發(fā)生一次逆行，水星比地球更靠近太陽，假設(shè)水星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)方向相同且軌道共面。下列說法正確的是A．水星和地球繞太陽做勻速圓周運動的周期之比約為1:2B．水星和地球繞太陽做勻速圓周運動的周期之比約為1:4C．水星和地球繞太陽做勻速圓周運動的半徑之比約為1:2D．水星和地球繞太陽做勻速圓周運動的半徑之比約為1:9...(2023山東濰坊重點高中期末)組成星球的物質(zhì)是靠引力吸引在一起的，這樣的星球有一個最大的自轉(zhuǎn)速率。如果超過了該速率，星球的萬有引力將不足以維持其赤道附近的物體做圓周運動。由此能得到半徑為R，密度為SKIPIF1<0。質(zhì)量為M且均勻分布的星球的最小自轉(zhuǎn)周期T。下列表達(dá)式中正確的是（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0。10.(2023北京房山期末)牛頓運用其運動定律并結(jié)合開普勒定律，通過建構(gòu)物理模型研究天體的運動，建立了偉大的萬有引力定律。請你選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律和方法解決下列問題：（1）某質(zhì)量為m的行星繞太陽運動的軌跡為橢圓，若行星在近日點與太陽中心的距離為SKIPIF1<0，在遠(yuǎn)日點與太陽中心的距離為SKIPIF1<0。求行星在近日點和遠(yuǎn)日點的加速度大小之比；（2）實際上行星繞太陽的運動軌跡非常接近圓，其運動可近似看做勻速圓周運動。設(shè)行星與太陽的距離為r，請根據(jù)開普勒第三定律（SKIPIF1<0）及向心力的相關(guān)知識，證明太陽對行星的作用力F與r的平方成反比（3）我們知道，地球表面不同位置的重力加速度大小略有不同。若已知地球質(zhì)量為M，自轉(zhuǎn)周期為T，萬有引力常量為SKIPIF1<0。將地球視為半徑為R、質(zhì)量均勻分布的球體，不考慮空氣的影響。設(shè)在赤道地面附近重力加速度大小為SKIPIF1<0，在北極地面附近重力加速度大小為SKIPIF1<0，求比值SKIPIF1<0的表達(dá)式。11.(2023甘肅天水秦安一中期末)使物體成為衛(wèi)星的最小發(fā)射速度稱為第一宇宙速度SKIPIF1<0，而使物體脫離星球引力所需要的最小發(fā)射速度稱為第二宇宙速度SKIPIF1<0與SKIPIF1<0的關(guān)系是SKIPIF1<0=SKIPIF1<0，已知某星球半徑是地球半徑R的SKIPIF1<0，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的SKIPIF1<0，地球的平均密度為SKIPIF1<0，不計其他星球的影響，則A.該星球上的第一宇宙速度為SKIPIF1<0B.該星球上的第二宇宙速度為SKIPIF1<0C.該星球的平均密度為SKIPIF1<0D.該星球的質(zhì)量為SKIPIF1<012.(2023北京二中期末)若規(guī)定兩質(zhì)點相距無限遠(yuǎn)時引力勢能為零，則質(zhì)量分別為M、m的兩個質(zhì)點相距為r時的引力勢能SKIPIF1<0，式中G為引力常量。若在地球表面發(fā)射一枚火箭，要使其能最終脫離地球引力束縛，飛行至距地球無窮遠(yuǎn)處，求火箭最小的發(fā)射速度。（已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，忽略地球自轉(zhuǎn)及其他天體對火箭的影響）13.(2023年7月湖南名校聯(lián)合體期末)宇宙中有A、B兩恒星組成的雙星系統(tǒng)，他們以O(shè)點為圓心做勻速圓周運動，如圖所示。由于兩恒星離地球非常遠(yuǎn)，而且地球位于他們的軌道平面上，所以從地球上看過去A、B兩星好像在一條直線上做往復(fù)運動。A星最遠(yuǎn)能到達(dá)M、N兩點，B星最遠(yuǎn)能到達(dá)P、Q兩點。當(dāng)A星靠近地球時，由于多普勒效應(yīng)，在地球上接收到A星發(fā)出的光頻率比實際頻率高，而