2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題一力與運動考點五萬有引力與航天真題匯編.doc

考點五 萬有引力與航天1.(2018全國卷I T20) 2017年,人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波。根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過程,在兩顆中子星合并前約100 s時,它們相距約400 km,繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈。將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體,由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學(xué)知識,可以估算出這一時刻兩顆中子星()A.質(zhì)量之積B.質(zhì)量之和C.速率之和D.各自的自轉(zhuǎn)角速度【命題意圖】此題以最新科學(xué)發(fā)現(xiàn)為情景,考查了天體運動、萬有引力定律、牛頓運動定律及其相關(guān)的知識點。意在考查考生的理解能力、推理能力?！窘馕觥窟xB、C。由題可知雙中子星相距L約400 km、萬有引力常量G、雙中子星做勻速圓周運動的頻率f=12 Hz。由萬有引力提供向心力可得=m1(2f)2r1、=m2(2f)2r2,r1+r2=L,聯(lián)立解得:m1+m2=,故選項A錯誤,選項B正確;v1=2fr1、v2=2fr2解得v1+v2=2fL,故選項C正確;各自的自轉(zhuǎn)角速度無法估算,故選項D錯誤。2.(2018全國卷II T16)2018年2月,我國500 m口徑射電望遠鏡(天眼)發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J0318+0253”,其自轉(zhuǎn)周期T=5.19 ms。假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體,已知萬有引力常量為6.6710-11 Nm2/kg2。以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為()A.5109 kg/m3B.51012 kg/m3C.51015 kg/m3D.51018 kg/m3【命題意圖】本題意在考查應(yīng)用圓周運動的規(guī)律分析天體運動問題的能力?！窘馕觥窟xC。星體自轉(zhuǎn)的最小周期發(fā)生在其赤道上的物質(zhì)所受向心力正好全部由引力提供時,根據(jù)牛頓第二定律:;又因為V=R3、=;聯(lián)立可得=51015 kg/m3,選項C正確。3.(2018全國卷 T15)為了探測引力波,“天琴計劃”預(yù)計發(fā)射地球衛(wèi)星P,其軌道半徑約為地球半徑的16倍,另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍,P與Q的周期之比約為()A.21B.41C.81D.161【命題意圖】本題通過考查天體運行規(guī)律等知識,同時考查數(shù)學(xué)運算能力?！窘馕觥窟xC。據(jù)開普勒第三定律,故選C。4.（2018北京高考T5）若想檢驗“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律,在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下,需要驗證()A.地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的1/602B.月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的1/602C.自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的1/6D.蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的1/60【解析】選B。設(shè)月球的質(zhì)量為M月,地球的質(zhì)量為M,蘋果的質(zhì)量為m,則月球受到的萬有引力為F月=,蘋果受到的萬有引力為,由于月球質(zhì)量和蘋果質(zhì)量之間的關(guān)系未知,故二者之間萬有引力的關(guān)系無法確定,故A錯誤;根據(jù)牛頓第二定律=M月a月,=ma,整理可得a月=a,故B正確;在月球表面處,由于月球本身的半徑大小及其質(zhì)量與地球的半徑、質(zhì)量關(guān)系未知,故無法求出月球表面和地球表面重力加速度的關(guān)系,故C錯誤;蘋果在月球表面受到的引力為F=,由于月球本身的半徑大小及其質(zhì)量與地球的半徑、質(zhì)量關(guān)系未知,故無法求出蘋果在月球表面受到的引力與在地球表面受到的引力之間的關(guān)系,故D錯誤?！久麕燑c睛】本題考查萬有引力相關(guān)知識,掌握萬有引力公式,知道引力與距離的二次方成反比,即可求解。5.（2018天津高考T6）2018年2月2日,我國成功將電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星“張衡一號”發(fā)射升空,標志我國成為世界上少數(shù)擁有在軌運行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一。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處的重力加速度。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(zhuǎn)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.向心力的大小C.離地高度 D.線速度的大小【解析】選C、D。根據(jù)題意,已知衛(wèi)星運動的周期T,地球的半徑R,地球表面的重力加速度g,衛(wèi)星受到的萬有引力充當(dāng)向心力,故有,衛(wèi)星的質(zhì)量被消去,則不能計算衛(wèi)星的密度,更不能計算衛(wèi)星的向心力大小,A、B錯誤;由G=mr解得r=,而r=R+h,故可計算衛(wèi)星距離地球表面的高度,C正確;根據(jù)公式v=,軌道半徑可以求出,周期已知,故可以計算出衛(wèi)星繞地球運動的線速度,D正確。6.(2018江蘇高考 T1)我國高分系列衛(wèi)星的高分辨對地觀察能力不斷提高。今年5月9日發(fā)射的“高分五號”軌道高度約為705 km,之前已運行的“高分四號”軌道高度約為36 000 km,它們都繞地球做圓周運動。與“高分四號”相比,下列物理量中“高分五號”較小的是() A. 周期 B.角速度 C.線速度