2020屆高考物理總復(fù)習(xí)沖刺練習(xí)專題：萬(wàn)有引力定律及應(yīng)用(含答案)

2020屆局考物理總復(fù)習(xí)沖刺練習(xí)專題：萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用一、不定項(xiàng)選擇（1-10題為單項(xiàng)選擇，11-12為多項(xiàng)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(yùn)動(dòng)。衛(wèi)星甲做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道直徑為4R,C是軌道上任意一點(diǎn)；衛(wèi)星乙的軌道是橢圓，橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為 6R,A、B是軌道的近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)。不計(jì)衛(wèi)星間相互作用，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.衛(wèi)星甲在C點(diǎn)的速度一定小于衛(wèi)星乙在B點(diǎn)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(diǎn)的速度一定小于衛(wèi)星乙在A點(diǎn)的速度D.在任意相等的時(shí)間內(nèi)，衛(wèi)星甲與地心的連線掃過(guò)的面積一定等于衛(wèi)星乙與地心的連線掃過(guò)的面積.嫦娥三號(hào)的飛行軌道示意圖如圖所示，假設(shè)嫦娥三號(hào)在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受到月球的萬(wàn)有引力，則（ ）發(fā)射及人仇發(fā)射及人仇A.嫦娥三號(hào)由環(huán)月段圓軌道變軌進(jìn)入環(huán)月段橢圓軌道時(shí)，應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火使其加速B.嫦娥三號(hào)在環(huán)月段橢圓軌道上 P點(diǎn)的速度大于Q點(diǎn)的速度C.嫦娥三號(hào)在環(huán)月段橢圓軌道上 Q點(diǎn)的速度大于環(huán)月段圓軌道的速度D.嫦娥三號(hào)在環(huán)月段橢圓軌道上 P點(diǎn)的加速度大于環(huán)月段圓軌道上 P點(diǎn)的加速度.1916年愛(ài)因斯坦建立廣義相對(duì)論后預(yù)言了引力波的存在， 2017年引力波的直接探測(cè)獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).科學(xué)家們其實(shí)是通過(guò)觀測(cè)雙星軌道參數(shù)的變化來(lái)間接驗(yàn)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(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(zhǎng),其運(yùn)動(dòng)周期為「則

卜列說(shuō)法中正確的是L I? I? 卜列說(shuō)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(shè)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(yùn)動(dòng)，該衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星繞地球同向運(yùn)動(dòng).已知地球半徑約為 6400km,地球同步衛(wèi)星距地面高度36000km.每當(dāng)兩者相距最近時(shí)，衛(wèi)星向同步衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)， 然后再由同步衛(wèi)星將信號(hào)發(fā)送至地面接收站.從某時(shí)刻兩者相距最遠(yuǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)， 在一晝夜的時(shí)間內(nèi)，接收站共接收到信號(hào)的次數(shù)為（不考慮信號(hào)傳輸所需時(shí)間）A.4次 B.6次C.7次 D.8次.我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（簡(jiǎn)稱“量子衛(wèi)星”）“墨子號(hào)”發(fā)射升空。已知引力常量為G,地球半徑為R,“墨子號(hào)”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(shuō)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(lái)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(wàn)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(shè)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(yuǎn)鏡（EHT）項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)布了人類歷史上的首張黑洞照片，我國(guó)科學(xué)家也參與其中做出了巨大貢獻(xiàn)。經(jīng)典的“黑洞”理論認(rèn)為，當(dāng)恒星收縮到一定程度時(shí)，會(huì)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(guò)時(shí)都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于等于光速， 此時(shí)該天體就變成了一個(gè)黑洞。 若太陽(yáng)演變成一個(gè)黑洞后的密度為 、半徑為R,設(shè)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(hào)”成功對(duì)接及“蛟龍”號(hào)下潛突破000米入選2012年中國(guó)十大科技進(jìn)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(duì)球內(nèi)任一質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力為零）?！膀札垺碧?hào)下潛深度為d,“天宮一號(hào)”軌道距離地面高度為h,“天宮一號(hào)”所在處與“蛟龍”號(hào)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(shí)黑洞視界望遠(yuǎn)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(jué)”證據(jù)，驗(yàn)證了 1915年愛(ài)因斯坦的偉大預(yù)言.一種理論認(rèn)為，整個(gè)宇宙很可能是個(gè)黑洞，如今可觀測(cè)宇宙的范圍膨脹到了半徑465億光年的規(guī)模，也就是說(shuō)，我們的宇宙就像一個(gè)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(jí)約為A.1054kg B.1044kgC.1034kg D.1024kg11.太陽(yáng)系個(gè)行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)行到某個(gè)行星和太陽(yáng)之間，且三者幾乎成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)成為“行星沖日”據(jù)報(bào)道， 2014年各行星沖日時(shí)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(yáng)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)外行星每年都會(huì)出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B.在2015年內(nèi)一定會(huì)出現(xiàn)木星沖日C.天王星相鄰兩次的沖日的時(shí)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(shí)間最短.2019年1月3號(hào)“嫦娥4號(hào)”探測(cè)器實(shí)現(xiàn)人類首次月球背面著陸，并開(kāi)展巡視探測(cè)。因月球沒(méi)有大氣，無(wú)法通過(guò)降落傘減速著陸，必須通過(guò)引擎噴射來(lái)實(shí)現(xiàn)減速。如圖所示為“嫦娥4號(hào)”探測(cè)器降落月球表面過(guò)程的簡(jiǎn)化模型。質(zhì)量m的探測(cè)器沿半徑為r的圓軌道I繞月運(yùn)動(dòng)。為使探測(cè)器安全著陸，首先在P點(diǎn)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(cè)器由P點(diǎn)沿橢圓軌道II轉(zhuǎn)至Q點(diǎn)（橢圓軌道與月球在Q點(diǎn)相切）時(shí)恰好到達(dá)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(wàn)有引力常量為Go則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.探測(cè)器噴射物體前在圓周軌道 I上運(yùn)行時(shí)的周期為2GMTOC\o"1-5"\h\zB.在P點(diǎn)探測(cè)器噴射物體后速度大小變?yōu)?——m-uGMC.減速降落過(guò)程，從P點(diǎn)沿軌道II運(yùn)行到月球表面所經(jīng)歷的時(shí)間為 _GM2GM GMD.月球表面重力加速度的大小為 一2R2二、綜合計(jì)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(shí)的加速度大小 ai=5m/s,飛船上升的局度等于小行星半徑時(shí)的加速度大小a2=10m/s2若飛船上升時(shí)受到的推力不變，小行星的半徑 R=96km,不計(jì)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(shí)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(gè)實(shí)驗(yàn)：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(gè)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(yùn)動(dòng)的v—t圖象如圖所示，圖中t0已知。已知月球的半徑為R,萬(wàn)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(diǎn)時(shí)的速度大小以及下滑過(guò)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(yùn)動(dòng)的速度.某課外小組經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)靠近某行星周圍有眾多衛(wèi)星，且相對(duì)均勻地分布于行星周圍，假設(shè)所有衛(wèi)星繞該行星的運(yùn)動(dòng)都是勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 若已知離行星最近的一顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)半徑為R,線速度大小為vi,已知萬(wàn)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(guò)天文觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)離行星很遠(yuǎn)處還有一顆衛(wèi)星，且其運(yùn)動(dòng)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