高考物理一轮复习万有引力定律及应用备考卷

高中物理一轮复习万有引力定律及应用备考必刷卷一、单选题（共7题）1．太空电梯是人类构想的一种通往太空的设备，与普通电梯类似，不同的是，它的作用并不是让乘客往返于楼层之间，而是将人和物体送入空间站。假设太空电梯竖直向上匀速运动，它从地面上带了重49N的植物种子，当太空电梯上升到某高度时发现种子的重力“变成”了25N。已知地球的半径为R，不考虑地球的自转，则此时太空电梯距地面的高度约为（）A． B． C． D．2．2021年6月17日，神舟十二号飞船载着三名宇航员与轨道高度约为430的天和核心舱完成对接。天和核心舱绕地球的运动可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．天和核心舱的运行速度大于7.9 B．天和核心舱的运行周期小于24hC．天和核心舱的加速度大于9.8 D．天和核心舱受到的合力恒定3．2019年4月10日，包括中国在内，全球多地天文学家同步公布人类史上首张黑洞照片，照片中是室女座巨椭圆星系的黑洞照片，这是黑洞存在最直接的视觉证据。黑洞的发现是由全球200多位科学家，历时十年、从全球四大洲8个观测点共同合作完成的成果，这也表明当今世界合作才会共赢，单边主义只会越走越窄。黑洞是一个非常致密的天体，会形成强大的引力场，连光也无法逃脱。某黑洞中心天体的质量是太阳的50亿倍，太阳质量为，光在真空中的传播速度，引力常量，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，请估算该黑洞最大半径的数量级为（）A． B． C． D．4．2021年9月17号下午，载着三名航天员的神舟十二号载人飞船返回舱成功在“东风”着陆场着陆，创造了中国航天的新记录神舟十二号载人飞船是在16号上午与“天和”号空间站核心舱分离后返回地球的，分离后核心舱的轨道可视为不变。关于神舟十二号飞船和“天和”号核心舱的运动，以下说法正确的是（）A．与飞船分离后，核心舱受到的向心力将减小B．与飞船分离后，核心舱运行的线速度将增大C．只需要测量地面的重力加速度和核心舱的运行周期即可算出核心舱的轨道高度D．飞船需要通过制动减速以返回地球5．2021年9月20日北京时间15时10分，搭载天舟三号货运飞船的长征七号遥四运载火箭在我国文昌航天发射场点火发射。当天22时08分，天舟三号成功对接于空间站天和核心舱后向端口。我国自主研发的空间站“天和”核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（）A．核心舱的质量和绕地半径B．核心舱的质量和绕地周期C．核心舱的绕地角速度和绕地周期D．核心舱的绕地线速度和绕地半径6．美国在2016年2月11日宣布“探测到引力波的存在”。天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，证实了GW150914是两个黑洞并合的事件。该事件中甲、乙两个黑洞的质量分别为太阳质量的36倍和29倍，假设这两个黑洞，绕它们连线上的某点做圆周运动，且这两个黑洞的间距缓慢减小。若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其它星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是（）A．甲、乙两个黑洞运行的半径相等B．甲、乙两个黑洞运行的线速度大小之比为36：29C．甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小之比为36：29D．随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小，它们运行的周期也在减小7．2021年4月29日，中国空间站天和核心舱被长征五号运载火箭成功送入预定轨道，揭开了中国空间站建设的大幕，如图所示，在地球赤道的某位置发射质量为m的火箭，上升到A点后点火加速，以速度v1进入椭圆轨道I，随后火箭立即关闭发动机沿轨道I运动到B点，此时速度为v2，在B点再次点火加速后，以速度v3进入半径为r的圆形轨道Ⅱ，则（）A．v3>v1B．火箭从A运动到B的时间t<C．火箭刚到B点的加速度D．火箭上升到A点的过程中，合力做功二、多选题（共5题）8．2021年6月17日，我国成功将神舟十二号载人飞船发射升空，标志我国在载人航天和往返运输系统取得前所未有的进步，为验证航天员长期驻留保障技术及航天员舱外操作能力奠定了坚实的基础。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面的重力加速度，若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的（）

A．密度 B．离地高度C．向心力的大小 D．线速度的大小9．2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星，在登陆火星前，天问一号在距火星表面高度为的轨道上绕火星做匀速圆周运动，周期为。已知火星的半径为，引力常量为，忽略其他天体对探测器的引力作用。下列说法正确的是（）A．天问一号绕火星做匀速圆周运动的速度B．火星的质量C．天问一号绕火星做匀速圆周运动的向心加速度D．火星表面的重力加速度10．一探测器从某天体表面开始先竖直向上做初速度为0的匀加速直线运动，上升到距离是此天体半径的，此过程的起点、终点探测器发动机提供的推力差值为。已知该天体表面的重力加速度为，引力常量为G，忽略天体的自转，下列说法正确的是（）A．探测器的质量为B．探测器匀加速直线运动的加速度为C．若此天体的质量为M，则天体的第一宇宙速度为D．若天体的半径为R，探测器匀加速的加速度为a，则在终点探测器的动能为11．我国首个火星探深测器“天问一号”于2020年7月23日在海南文昌航天发射中心成功发射，于2021年5月15日着陆火星。“天问一号”环绕火星变轨示意图如图所示，在轨道I上运行时“天问一号”离火星表面的距离等于火星的半径。则下列说法正确的是（）A．“天问一号”在轨道Ⅲ和轨道Ⅱ上运行时，通过P点时的加速度相同B．“天问一号”在轨道Ⅱ上运行时，从P点运行到Q点的过程中机械能守恒C．“天问一号”在轨道Ⅲ和轨道Ⅱ上运行时，其与火星中心的连线在任意相等时间内扫过的面积相等D．“天问一号”在轨道Ⅰ中运行的线速度大小等于火星第一宇宙速度的四分之一12．北京时间2021年5月19日12时03分，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”乙运载火箭，成功将“海洋二号”D卫星送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r、运行周期为T，地球的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（）A．卫星的线速度大小为B．地球的质量为C．地球的平均密度为D．地球表面重力加速度大小为三、解答题（共4题）13．宇航员在一行星上以速度v0竖直上抛一质量为m的物体，不计空气阻力，经2t后落回手中，已知该星球半径为R，求：（1）该星球的第一宇宙速度的大小；（2）该星球的第二宇宙速度的大小，已知取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为r时的引力势能Ep＝－G。（G为万有引力常量）14．某同学的梦想是能登上月球。为此他设计了一个实验用于测定月球表面的重力加速度：他登上月球后，站在月球表面上，手握轻绳一端，轻绳的另一端连接质量为m的小球。使小球在竖直平面内做圆周运动，小球在最高点时绳子拉力为，在最低点时绳子拉力为。不计一切阻力，请帮这位同学求出月球表面重力加速度为多少？15．地球的平均半径约为6400km。月球绕地球的运动可以近似看作匀速圆周运动，由此能否估算出月球球心到地心的距离？若能，请用公式表示月地距离的大小，并指出公式中各量的大小；若不能，请说明理由。16．类比是研究问题的常用方法，科学史上很多重大发现、发明往往发端于类比。（1）一质量为的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为。将地球视为质量均匀分布的球体，已知地球质量为，万有引力常量为，①求卫星的速度大小和动能；②若质量分别为和的质点相距为时，它们之间的引力势能的表达式为，求卫星与地球组成的系统机械能。（2）在玻尔的氢原子理论中，质量为的电子绕原子核做匀速圆周运动的轨道半径是量子化的，电子的轨道半径和动量必须满足量子化条件，式中是普朗克常量，是轨道半径，是电子在该轨道上的速度大小，是