高考物理一輪復習萬有引力定律及應用備考卷

高中物理一輪復習萬有引力定律及應用備考必刷卷一、單選題（共7題）1．太空電梯是人類構想的一種通往太空的設備，與普通電梯類似，不同的是，它的作用并不是讓乘客往返于樓層之間，而是將人和物體送入空間站。假設太空電梯豎直向上勻速運動，它從地面上帶了重49N的植物種子，當太空電梯上升到某高度時發(fā)現(xiàn)種子的重力“變成”了25N。已知地球的半徑為R，不考慮地球的自轉，則此時太空電梯距地面的高度約為（）A． B． C． D．2．2021年6月17日，神舟十二號飛船載著三名宇航員與軌道高度約為430的天和核心艙完成對接。天和核心艙繞地球的運動可視為勻速圓周運動，下列說法正確的是（）A．天和核心艙的運行速度大于7.9 B．天和核心艙的運行周期小于24hC．天和核心艙的加速度大于9.8 D．天和核心艙受到的合力恒定3．2019年4月10日，包括中國在內，全球多地天文學家同步公布人類史上首張黑洞照片，照片中是室女座巨橢圓星系的黑洞照片，這是黑洞存在最直接的視覺證據(jù)。黑洞的發(fā)現(xiàn)是由全球200多位科學家，歷時十年、從全球四大洲8個觀測點共同合作完成的成果，這也表明當今世界合作才會共贏，單邊主義只會越走越窄。黑洞是一個非常致密的天體，會形成強大的引力場，連光也無法逃脫。某黑洞中心天體的質量是太陽的50億倍，太陽質量為，光在真空中的傳播速度，引力常量，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，請估算該黑洞最大半徑的數(shù)量級為（）A． B． C． D．4．2021年9月17號下午，載著三名航天員的神舟十二號載人飛船返回艙成功在“東風”著陸場著陸，創(chuàng)造了中國航天的新記錄神舟十二號載人飛船是在16號上午與“天和”號空間站核心艙分離后返回地球的，分離后核心艙的軌道可視為不變。關于神舟十二號飛船和“天和”號核心艙的運動，以下說法正確的是（）A．與飛船分離后，核心艙受到的向心力將減小B．與飛船分離后，核心艙運行的線速度將增大C．只需要測量地面的重力加速度和核心艙的運行周期即可算出核心艙的軌道高度D．飛船需要通過制動減速以返回地球5．2021年9月20日北京時間15時10分，搭載天舟三號貨運飛船的長征七號遙四運載火箭在我國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射。當天22時08分，天舟三號成功對接于空間站天和核心艙后向端口。我國自主研發(fā)的空間站“天和”核心艙繞地球的運行可視為勻速圓周運動，已知引力常量，由下列物理量能計算出地球質量的是（）A．核心艙的質量和繞地半徑B．核心艙的質量和繞地周期C．核心艙的繞地角速度和繞地周期D．核心艙的繞地線速度和繞地半徑6．美國在2016年2月11日宣布“探測到引力波的存在”。天文學家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，證實了GW150914是兩個黑洞并合的事件。該事件中甲、乙兩個黑洞的質量分別為太陽質量的36倍和29倍，假設這兩個黑洞，繞它們連線上的某點做圓周運動，且這兩個黑洞的間距緩慢減小。若該黑洞系統(tǒng)在運動過程中各自質量不變且不受其它星系的影響，則關于這兩個黑洞的運動，下列說法正確的是（）A．甲、乙兩個黑洞運行的半徑相等B．甲、乙兩個黑洞運行的線速度大小之比為36：29C．甲、乙兩個黑洞做圓周運動的向心加速度大小之比為36：29D．隨著甲、乙兩個黑洞的間距緩慢減小，它們運行的周期也在減小7．2021年4月29日，中國空間站天和核心艙被長征五號運載火箭成功送入預定軌道，揭開了中國空間站建設的大幕，如圖所示，在地球赤道的某位置發(fā)射質量為m的火箭，上升到A點后點火加速，以速度v1進入橢圓軌道I，隨后火箭立即關閉發(fā)動機沿軌道I運動到B點，此時速度為v2，在B點再次點火加速后，以速度v3進入半徑為r的圓形軌道Ⅱ，則（）A．v3>v1B．火箭從A運動到B的時間t<C．火箭剛到B點的加速度D．火箭上升到A點的過程中，合力做功二、多選題（共5題）8．2021年6月17日，我國成功將神舟十二號載人飛船發(fā)射升空，標志我國在載人航天和往返運輸系統(tǒng)取得前所未有的進步，為驗證航天員長期駐留保障技術及航天員艙外操作能力奠定了堅實的基礎。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)可以計算出衛(wèi)星的（）

A．密度 B．離地高度C．向心力的大小 D．線速度的大小9．2021年5月15日，天問一號著陸巡視器成功著陸于火星，在登陸火星前，天問一號在距火星表面高度為的軌道上繞火星做勻速圓周運動，周期為。已知火星的半徑為，引力常量為，忽略其他天體對探測器的引力作用。下列說法正確的是（）A．天問一號繞火星做勻速圓周運動的速度B．火星的質量C．天問一號繞火星做勻速圓周運動的向心加速度D．火星表面的重力加速度10．一探測器從某天體表面開始先豎直向上做初速度為0的勻加速直線運動，上升到距離是此天體半徑的，此過程的起點、終點探測器發(fā)動機提供的推力差值為。已知該天體表面的重力加速度為，引力常量為G，忽略天體的自轉，下列說法正確的是（）A．探測器的質量為B．探測器勻加速直線運動的加速度為C．若此天體的質量為M，則天體的第一宇宙速度為D．若天體的半徑為R，探測器勻加速的加速度為a，則在終點探測器的動能為11．我國首個火星探深測器“天問一號”于2020年7月23日在海南文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射，于2021年5月15日著陸火星。“天問一號”環(huán)繞火星變軌示意圖如圖所示，在軌道I上運行時“天問一號”離火星表面的距離等于火星的半徑。則下列說法正確的是（）A．“天問一號”在軌道Ⅲ和軌道Ⅱ上運行時，通過P點時的加速度相同B．“天問一號”在軌道Ⅱ上運行時，從P點運行到Q點的過程中機械能守恒C．“天問一號”在軌道Ⅲ和軌道Ⅱ上運行時，其與火星中心的連線在任意相等時間內掃過的面積相等D．“天問一號”在軌道Ⅰ中運行的線速度大小等于火星第一宇宙速度的四分之一12．北京時間2021年5月19日12時03分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征四號”乙運載火箭，成功將“海洋二號”D衛(wèi)星送入預定軌道，發(fā)射任務獲得圓滿成功。衛(wèi)星入軌后繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑為r、運行周期為T，地球的半徑為R，引力常量為G。下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星的線速度大小為B．地球的質量為C．地球的平均密度為D．地球表面重力加速度大小為三、解答題（共4題）13．宇航員在一行星上以速度v0豎直上拋一質量為m的物體，不計空氣阻力，經(jīng)2t后落回手中，已知該星球半徑為R，求：（1）該星球的第一宇宙速度的大??；（2）該星球的第二宇宙速度的大小，已知取無窮遠處引力勢能為零，物體距星球球心距離為r時的引力勢能Ep＝－G。（G為萬有引力常量）14．某同學的夢想是能登上月球。為此他設計了一個實驗用于測定月球表面的重力加速度：他登上月球后，站在月球表面上，手握輕繩一端，輕繩的另一端連接質量為m的小球。使小球在豎直平面內做圓周運動，小球在最高點時繩子拉力為，在最低點時繩子拉力為。不計一切阻力，請幫這位同學求出月球表面重力加速度為多少？15．地球的平均半徑約為6400km。月球繞地球的運動可以近似看作勻速圓周運動，由此能否估算出月球球心到地心的距離？若能，請用公式表示月地距離的大小，并指出公式中各量的大??；若不能，請說明理由。16．類比是研究問題的常用方法，科學史上很多重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明往往發(fā)端于類比。（1）一質量為的人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，軌道半徑為。將地球視為質量均勻分布的球體，已知地球質量為，萬有引力常量為，①求衛(wèi)星的速度大小和動能；②若質量分別為和的質點相距為時，它們之間的引力勢能的表達式為，求衛(wèi)星與地球組成的系統(tǒng)機械能。（2）在玻爾的氫原子理論中，質量為的電子繞原子核做勻速圓周運動的軌道半徑是量子化的，電子的軌道半徑和動量必須滿足量子化條件，式中是普朗克常量，是軌道半徑，是電子在該軌道上的速度大小，是