2020届高考物理总复习冲刺练习专题：万有引力定律及应用(含答案)

2020届局考物理总复习冲刺练习专题：万有引力定律及其应用一、不定项选择（1-10题为单项选择，11-12为多项选择）1.如图所示，已知地球半径为R,甲乙两颗卫星绕地球运动。卫星甲做匀速圆周运动，其轨道直径为4R,C是轨道上任意一点；卫星乙的轨道是椭圆，椭圆的长轴长为 6R,A、B是轨道的近地点和远地点。不计卫星间相互作用，下列说法正确的是（ ）A.卫星甲在C点的速度一定小于卫星乙在B点的速度B.卫星甲的周期大于卫星乙的周期C.卫星甲在C点的速度一定小于卫星乙在A点的速度D.在任意相等的时间内，卫星甲与地心的连线扫过的面积一定等于卫星乙与地心的连线扫过的面积.嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示，假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力，则（ ）发射及人仇发射及人仇A.嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，应让发动机点火使其加速B.嫦娥三号在环月段椭圆轨道上 P点的速度大于Q点的速度C.嫦娥三号在环月段椭圆轨道上 Q点的速度大于环月段圆轨道的速度D.嫦娥三号在环月段椭圆轨道上 P点的加速度大于环月段圆轨道上 P点的加速度.1916年爱因斯坦建立广义相对论后预言了引力波的存在， 2017年引力波的直接探测获得了诺贝尔物理学奖.科学家们其实是通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在.如图所示为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若 A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量 M,双星间的距离为L,其运动周期为「则

卜列说法中正确的是L I» I• 卜列说法中正确的是L I» I• 'iPA的质量一定大于B的质量A的线速度一定小于B的线速度L一定，M越小，T越小M一定，L越小，T越小4.假设某卫星在距地面高度为 4200km的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，该卫星与地球同步卫星绕地球同向运动.已知地球半径约为 6400km,地球同步卫星距地面高度36000km.每当两者相距最近时，卫星向同步卫星发射信号， 然后再由同步卫星将信号发送至地面接收站.从某时刻两者相距最远开始计时， 在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为（不考虑信号传输所需时间）A.4次 B.6次C.7次 D.8次.我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星（简称“量子卫星”）“墨子号”发射升空。已知引力常量为G,地球半径为R,“墨子号”距地面高度为h,为h,线速度为vi,地球表面的重力加速度为g,第一宇宙速度为V2,下列说法正确的是B.卫星距离地面的高度 h可用gR2B.卫星距离地面的高度 h可用gR2J来表示ViD.此卫星角速度大于.已知月球半径为R,飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上绕月飞行，周期为T。万有引力常量为G,则（）2 3A.月球质量为16RB.月球表面重力加速度为322RTB.月球表面重力加速度为322RT23C.月球留度为 2GT2D.月球第一宇宙速度为 2&RTTOC\o"1-5"\h\z.假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为 go,在赤道的大小为g；地球自转的周期为T,引力常数为G,则地球的密度为：3g0g 3 g0 3 3g0A・ 2 B. 2 C.r D. 2GT go GTgog GT2 GT2g.2019年4月10日，事件视界望远镜（EHT）项目团队发布了人类历史上的首张黑洞照片，我国科学家也参与其中做出了巨大贡献。经典的“黑洞”理论认为，当恒星收缩到一定程度时，会变成密度非常大的天体，这种天体的逃逸速度非常大， 大到光从旁边经过时都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于等于光速， 此时该天体就变成了一个黑洞。 若太阳演变成一个黑洞后的密度为 、半径为R,设光速为c,第二宇宙速度是第一宇宙速度的 J2倍,引力常量为G,则 R2的最小值是（ ）A.3c24GA.3c24GC.-23cD.8G

3c2.“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接及“蛟龙”号下潜突破000米入选2012年中国十大科技进展新闻。若地球半径为R,把地球看作质量分布均匀的球体（质量分布均匀的球壳对球内任一质点的万有引力为零）。“蛟龙”号下潜深度为d,“天宫一号”轨道距离地面高度为h,“天宫一号”所在处与“蛟龙”号所在处的重力加速度之比为（ ）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时黑洞视界望远镜合作组织（ETE值布了近邻巨椭圆星系M87中心捕获的首张黑洞图像，提供了黑洞存在的直接“视觉”证据，验证了 1915年爱因斯坦的伟大预言.一种理论认为，整个宇宙很可能是个黑洞，如今可观测宇宙的范围膨胀到了半径465亿光年的规模，也就是说，我们的宇宙就像一个直径930亿光年的球体.黑洞的质量M和半径R的关系满足史瓦西半径公式 Mc—（其中c为光速，其值为c=3xi08m/s,G为R2G引力常量，其值为6.67X1011Nm2/kg2）则，由此可估算出宇宙的总质量的数量级约为A.1054kg B.1044kgC.1034kg D.1024kg11.太阳系个行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学成为“行星冲日”据报道， 2014年各行星冲日时间分别是：1月6日，木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日,8月29日，海王星冲日，10月8日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是：地球火星木星土星天王星海王星轨道半径（AU）1.01.55.29.51930A.各点外行星每年都会出现冲日现象B.在2015年内一定会出现木星冲日C.天王星相邻两次的冲日的时间是土星的一半D.地外行星中海王星相邻两次冲日间隔时间最短.2019年1月3号“嫦娥4号”探测器实现人类首次月球背面着陆，并开展巡视探测。因月球没有大气，无法通过降落伞减速着陆，必须通过引擎喷射来实现减速。如图所示为“嫦娥4号”探测器降落月球表面过程的简化模型。质量m的探测器沿半径为r的圆轨道I绕月运动。为使探测器安全着陆，首先在P点沿轨道切线方向向前以速度u喷射质量为△m的物体，从而使探测器由P点沿椭圆轨道II转至Q点（椭圆轨道与月球在Q点相切）时恰好到达月球表面附近，再次向前喷射减速着陆。已知月球质量为 M、半径为R。万有引力常量为Go则下列说法正确的是（ ）

A.探测器喷射物体前在圆周轨道 I上运行时的周期为2GMTOC\o"1-5"\h\zB.在P点探测器喷射物体后速度大小变为 ——m-uGMC.减速降落过程，从P点沿轨道II运行到月球表面所经历的时间为 _GM2GM GMD.月球表面重力加速度的大小为 一2R2二、综合计算题.某飞船在某小行星表面为返回地球而竖直起飞， 起飞前在行星表面上的重力 Go=1X104N,,… 2飞船起飞时的加速度大小 ai=5m/s,飞船上升的局度等于小行星半径时的加速度大小a2=10m/s2若飞船上升时受到的推力不变，小行星的半径 R=96km,不计其他星体及该行星表面气体的影响，求飞船质量和起飞时的推力。.地球半径为R,在距球心r处(rR)有一同步卫星。另有一半径为 2R的星球A,在距球心3r处也有一同步卫星，它的周期是 48h,求：地球平均密度与A星球平均密度之比地：A。.宇航员驾驶宇宙飞船成功登上月球，他在月球表面做了一个实验：在停在月球表面的登陆舱内固定一倾角为30的斜面，让一个小物体以速度V0沿斜面上冲，利用速度传感登陆舱内固定一倾角为器得到其往返运动的v—t图象如图所示，图中t0已知。已知月球的半径为R,万有引力常量为Go不考虑月球自转的影响。求:(1)物体返回出发点时的速度大小以及下滑过程中的加速度大小;(2)月球的密度p；(3)宇宙飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度.某课外小组经长期观测，发现靠近某行星周围有众多卫星，且相对均匀地分布于行星周围，假设所有卫星绕该行星的运动都是匀速圆周运动， 若已知离行星最近的一颗卫星的运动半径为R,线速度大小为vi,已知万有引力常为Go求：(1)行星的质量；(2)若行星的半径为R,行星的第一宇宙速度；(3)通过天文观测，发现离行星很远处还有一颗卫星，且其运动半径为 R,线速度大小为V2,试估算靠近行星周围众多卫星的总质量。2020届高考物理