2019版高考物理二輪復習 課時跟蹤訓練4 萬有引力定律及其應用.doc

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課時跟蹤訓練(四) 萬有引力定律及其應用一、選擇題(18題為單項選擇題，914題為多項選擇題)1(2018威海市高考模擬考試)2017年9月29日，世界首條量子保密通訊干線“京滬干線”與“墨子號”科學實驗衛(wèi)星進行天地鏈路，我國科學家成功實現(xiàn)了洲際量子保密通訊設“墨子號”衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，在時間t內通過的弧長為L，該弧長對應的圓心角為，已知引力常量為G.下列說法正確的是()A“墨子號”的運行周期為tB“墨子號”的離地高度為C“墨子號”的運行速度大于7.9 km/sD利用題中信息可計算出地球的質量為D“墨子號”的運行周期為T，選項A錯誤；“墨子號”的離地高度為hrRR，選項B錯誤；任何衛(wèi)星的速度均小于第一宇宙速度，選項C錯誤；根據(jù)Gm2r，其中，r，解得M，選項D正確；故選D.2若太陽系內每個行星貼近其表面運行的衛(wèi)星的周期用T表示，該行星的平均密度是，到太陽的距離是R，已知引力常量G.則下列說法正確的是()A可以求出該行星的質量B可以求出太陽的質量CT2是定值D.是定值C因為不知道行星的半徑，所以無法求出行星的質量，故A錯誤T不是行星的公轉周期，所以不能求出太陽的質量，故BD錯誤對于衛(wèi)星，由萬有引力充當向心力得Gmr，其中MVr3，整理可得T2是一個定值，故C正確3(2018石家莊高三考前模擬)如圖所示，地球繞太陽做勻速圓周運動，地球處在運動軌道b位置時，地球和太陽連線所在的直線上的a與e位置、c與d位置均關于太陽對稱當一無動力的探測器處在a或c位置時，它僅在太陽和地球引力的共同作用下，與地球一起以相同的角速度繞太陽做圓周運動，下列說法正確的是()A該探測器在a位置受到的太陽、地球引力的合力等于在c位置受到的太陽、地球引力的合力B該探測器在a位置受到的太陽、地球引力的合力大于在c位置受到的太陽、地球引力的合力C若地球和該探測器分別在b、d位置，它們也能以相同的角速度繞太陽運動D若地球和該探測器分別在b、e位置，它們也能以相同的角速度繞太陽運動B根據(jù)題述，探測器處在a位置和c位置時，它僅在太陽和地球引力的共同作用下，與地球一起以相同的角速度繞太陽做圓周運動，設該探測器的質量為m，在a位置受到的太陽和地球引力的合力為Fa，在c位置受到的太陽和地球引力的合力為Fc，根據(jù)牛頓第二定律，可知Fam2ra，F(xiàn)cm2rc，由于rarc，所以FaFc，選項A錯誤，B正確；若地球和探測器分別在b、d位置，探測器在d位置所受到的太陽和地球引力的合力與在c位置時不同，所以不能以相同的角速度繞太陽做圓周運動，選項C錯誤；若地球和探測器分別在b、e位置，探測器在e位置所受到的太陽和地球引力的合力與在a位置時不同，所以不能以相同的角速度繞太陽做圓周運動，選項D錯誤42017年6月15日，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發(fā)射首顆X射線調制望遠鏡衛(wèi)星“慧眼”“慧眼”的成功發(fā)射將顯著提升我國大型科學衛(wèi)星研制水平，填補我國X射線探測衛(wèi)星的空白，實現(xiàn)我國在空間高能天體物理領域由地面觀測向天地聯(lián)合觀測的超越“慧眼”研究的對象主要是黑洞、中子星和射線暴等致密天體和爆發(fā)現(xiàn)象在利用“慧眼”觀測美麗的銀河系時，若發(fā)現(xiàn)某雙黑洞間的距離為L，只在彼此之間的萬有引力作用下做勻速圓周運動，其運動周期為T，引力常量為G，則雙黑洞總質量為()A. B. C. D.A雙黑洞靠相互間的萬有引力提供向心力，有：Gm1r1Gm2r2，解得：m2，m1，則雙黑洞總質量為：m總m2m1，故選：A.5(2018福建廈門市畢業(yè)班調研)位于貴州的“中國天眼”是目前世界上口徑最大的單天線射電望遠鏡(FAST)通過FAST測得水星與太陽的視角為(水星、太陽分別與觀察者的連線所夾的角)，如圖所示若最大視角的正弦值為k，地球和水星繞太陽的運動視為勻速圓周運動，則水星的公轉周期為()A.年 B.年 C.年 D.年C由題意可知，當觀察者和水星的連線與水星的軌道相切時，水星與太陽的視角最大，由三角函數(shù)可得sin k，又由萬有引力提供向心力有Gm水r水，m地r地，聯(lián)立以上可解得T水年，C正確6(2018安徽省合肥一中高三二模)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他星系的影響，則關于這兩個黑洞的運動，下列說法正確的是()A甲、乙兩個黑洞運行的線速度v大小之比為3629B甲、乙兩個黑洞運行的角速度大小之比為3629C隨著甲、乙兩個黑洞的間距緩慢減小，它們運行的周期T也在減小D甲、乙兩個黑洞做圓周運動的向心加速度大小始終相等C對兩個黑洞，它們的角速度相等，由萬有引力Gm甲2r甲m乙2r乙和vr可以判斷出線速度，AB錯誤又r1r2L，結合萬有引力公式可以得出G2，兩個黑洞的間距緩慢減小，則角速度在增加，由T知T減小，而它們的向心加速度a，質量不等，相對應的向心加速度大小不相等，C正確，D錯誤7(2018重慶市江津區(qū)高三下5月預測模擬)北斗導航已經用于多種手機，如圖所示，導航系統(tǒng)的一顆衛(wèi)星原來在較低的橢圓軌道上飛行，到達A點時轉移到圓軌道上若圓軌道離地球表面的高度 h1，橢圓軌道近地點離地球表面的高度為h2.地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R，則下列說法不正確的是()A衛(wèi)星在軌道上的機械能大于在軌道上的機械能B衛(wèi)星在軌道上的運行速率vC若衛(wèi)星在圓軌道上運行的周期是T1，則衛(wèi)星在軌道的時間T2T1D若“天宮一號”沿軌道運行經過A點的速度為vA，則“天宮一號”運行到B點的速度vBvAD衛(wèi)星從軌道進入軌道要在A點加速，則衛(wèi)星在軌道上的機械能大于在軌道上的機械能選項A正確；衛(wèi)星在軌道上：Gm，又GMgR2，解得v，選項B正確；根據(jù)開普勒第三定律可得：，解得T2T1，選項C正確；根據(jù)開普勒第三定律得：vA(h1R)vB(h2R)，解得vBvA，選項D錯誤；此題選項不正確的選項，故選D.8(2018山東省湖北重點學校協(xié)作體沖刺模擬)“嫦娥之父”歐陽自遠透露：我國計劃于2020年登陸火星假如某志愿者登上火星后將一小球從高為h的地方由靜止釋放，不計空氣阻力，測得經過時間t小球落在火星表面，已知火星的半徑為R，引力常量為G，不考慮火星自轉，則下列說法正確的是()A火星的第一宇宙速度為B火星的質量為C火星的平均密度為D環(huán)繞火星表面運行的衛(wèi)星的周期為tC由自由落體運動規(guī)律，hgt2，解得火星表面的重力加速度大小為g，火星的第一宇宙速度v1，A錯誤；在火星表面有Gmg，解得火星的質量為M，B錯誤；火星的平均密度，C正確；設環(huán)繞火星表面運行的衛(wèi)星的周期為T，則Tt，D錯誤9(2018河北衡水中學信息卷)近期天文學界有很多新發(fā)現(xiàn)，若某一新發(fā)現(xiàn)的星體質量為m、半徑為R、自轉周期為T，引力常量為G.下列說法正確的是()A如果該星體的自轉周期T2，會解體C該星體表面的引力加速度為D如果有衛(wèi)星靠近該星體表面飛行，其速度大小為AD如果在該星體表面有一物質，質量為m，當它受到的萬有引力大于跟隨星體自轉所需要的同心力時呈穩(wěn)定狀態(tài)，即GmR，化簡得T2，即T2時，星體不會解體，而該星體的自轉周期Th，把地球看做質量分布均勻的球體，已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度大小為g，引力常量為G，下列說法正確的是()A1號衛(wèi)星繞地球運動的線速度RB1號衛(wèi)星繞地球運動的周期T2(Rh)C1號衛(wèi)星和2號衛(wèi)星做勻速圓周運動的向心力大小之比為D穩(wěn)定在軌運行時1號衛(wèi)星的機械能小于2號衛(wèi)星的機械能ADA項：根據(jù)公式GM和m0gG，解得vR，故A正確；B項：根據(jù)公式GM(Rh)和m0gG，解得：T，故B錯誤；C項：F1G，F(xiàn)2G，所以，故C錯誤；D項：由于h，兩顆衛(wèi)星圍繞地球轉動的方向相同，不考慮兩衛(wèi)星間的影響若某時刻另一顆衛(wèi)星位于地球和同步衛(wèi)星連線中間的某位置下列說法正確的是()A另一顆衛(wèi)星的周期為24小時B同步衛(wèi)星和另一顆衛(wèi)星的線速度之比為C至少經過小時，另一顆衛(wèi)星再次到達地球和同步衛(wèi)星連線中間某位置D經過相同時間，同步衛(wèi)星與另一顆衛(wèi)星半徑掃過的面積之比為AD設地球的半徑為R，則同步衛(wèi)星做圓周運動的半徑為r1，另一顆衛(wèi)星做圓周運動的半徑為r2.同步衛(wèi)星繞地球做圓周運動的周期T124小時，根據(jù)可得T224小時，選項A正確；根據(jù)Gm可知，選項B錯誤；根據(jù)t2可得t小時，選項C錯誤；天體半徑掃過的面積為sr2，而t，聯(lián)立可得s，故經過相同時間，同步衛(wèi)星與另一顆衛(wèi)星半徑掃過的面積之比為，選項D正確