高考物理一輪復(fù)習(xí)萬(wàn)有引力定律及應(yīng)用備考卷

高中物理一輪復(fù)習(xí)萬(wàn)有引力定律及應(yīng)用備考必刷卷一、單選題（共7題）1．太空電梯是人類構(gòu)想的一種通往太空的設(shè)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(shè)太空電梯豎直向上勻速運(yùn)動(dòng)，它從地面上帶了重49N的植物種子，當(dāng)太空電梯上升到某高度時(shí)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(zhuǎn)，則此時(shí)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(hào)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(duì)接。天和核心艙繞地球的運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．天和核心艙的運(yùn)行速度大于7.9 B．天和核心艙的運(yùn)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(guó)在內(nèi)，全球多地天文學(xué)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(jué)證據(jù)。黑洞的發(fā)現(xiàn)是由全球200多位科學(xué)家，歷時(shí)十年、從全球四大洲8個(gè)觀測(cè)點(diǎn)共同合作完成的成果，這也表明當(dāng)今世界合作才會(huì)共贏，單邊主義只會(huì)越走越窄。黑洞是一個(gè)非常致密的天體，會(huì)形成強(qiáng)大的引力場(chǎng)，連光也無(wú)法逃脫。某黑洞中心天體的質(zhì)量是太陽(yáng)的50億倍，太陽(yáng)質(zhì)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(qǐng)估算該黑洞最大半徑的數(shù)量級(jí)為（）A． B． C． D．4．2021年9月17號(hào)下午，載著三名航天員的神舟十二號(hào)載人飛船返回艙成功在“東風(fēng)”著陸場(chǎng)著陸，創(chuàng)造了中國(guó)航天的新記錄神舟十二號(hào)載人飛船是在16號(hào)上午與“天和”號(hào)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(guān)于神舟十二號(hào)飛船和“天和”號(hào)核心艙的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)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(yùn)行的線速度將增大C．只需要測(cè)量地面的重力加速度和核心艙的運(yùn)行周期即可算出核心艙的軌道高度D．飛船需要通過(guò)制動(dòng)減速以返回地球5．2021年9月20日北京時(shí)間15時(shí)10分，搭載天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)遙四運(yùn)載火箭在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火發(fā)射。當(dāng)天22時(shí)08分，天舟三號(hào)成功對(duì)接于空間站天和核心艙后向端口。我國(guó)自主研發(fā)的空間站“天和”核心艙繞地球的運(yùn)行可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知引力常量，由下列物理量能計(jì)算出地球質(zhì)量的是（）A．核心艙的質(zhì)量和繞地半徑B．核心艙的質(zhì)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(guó)在2016年2月11日宣布“探測(cè)到引力波的存在”。天文學(xué)家通過(guò)觀測(cè)雙星軌道參數(shù)的變化來(lái)間接驗(yàn)證引力波的存在，證實(shí)了GW150914是兩個(gè)黑洞并合的事件。該事件中甲、乙兩個(gè)黑洞的質(zhì)量分別為太陽(yáng)質(zhì)量的36倍和29倍，假設(shè)這兩個(gè)黑洞，繞它們連線上的某點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，且這兩個(gè)黑洞的間距緩慢減小。若該黑洞系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各自質(zhì)量不變且不受其它星系的影響，則關(guān)于這兩個(gè)黑洞的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲、乙兩個(gè)黑洞運(yùn)行的半徑相等B．甲、乙兩個(gè)黑洞運(yùn)行的線速度大小之比為36：29C．甲、乙兩個(gè)黑洞做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小之比為36：29D．隨著甲、乙兩個(gè)黑洞的間距緩慢減小，它們運(yùn)行的周期也在減小7．2021年4月29日，中國(guó)空間站天和核心艙被長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭成功送入預(yù)定軌道，揭開(kāi)了中國(guó)空間站建設(shè)的大幕，如圖所示，在地球赤道的某位置發(fā)射質(zhì)量為m的火箭，上升到A點(diǎn)后點(diǎn)火加速，以速度v1進(jìn)入橢圓軌道I，隨后火箭立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)沿軌道I運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，此時(shí)速度為v2，在B點(diǎn)再次點(diǎn)火加速后，以速度v3進(jìn)入半徑為r的圓形軌道Ⅱ，則（）A．v3>v1B．火箭從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間t<C．火箭剛到B點(diǎn)的加速度D．火箭上升到A點(diǎn)的過(guò)程中，合力做功二、多選題（共5題）8．2021年6月17日，我國(guó)成功將神舟十二號(hào)載人飛船發(fā)射升空，標(biāo)志我國(guó)在載人航天和往返運(yùn)輸系統(tǒng)取得前所未有的進(jìn)步，為驗(yàn)證航天員長(zhǎng)期駐留保障技術(shù)及航天員艙外操作能力奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)觀測(cè)可以得到衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計(jì)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(wèn)一號(hào)著陸巡視器成功著陸于火星，在登陸火星前，天問(wèn)一號(hào)在距火星表面高度為的軌道上繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為。已知火星的半徑為，引力常量為，忽略其他天體對(duì)探測(cè)器的引力作用。下列說(shuō)法正確的是（）A．天問(wèn)一號(hào)繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度B．火星的質(zhì)量C．天問(wèn)一號(hào)繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度D．火星表面的重力加速度10．一探測(cè)器從某天體表面開(kāi)始先豎直向上做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，上升到距離是此天體半徑的，此過(guò)程的起點(diǎn)、終點(diǎn)探測(cè)器發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．探測(cè)器的質(zhì)量為B．探測(cè)器勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為C．若此天體的質(zhì)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(cè)器勻加速的加速度為a，則在終點(diǎn)探測(cè)器的動(dòng)能為11．我國(guó)首個(gè)火星探深測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”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?！疤靻?wèn)一號(hào)”環(huán)繞火星變軌示意圖如圖所示，在軌道I上運(yùn)行時(shí)“天問(wèn)一號(hào)”離火星表面的距離等于火星的半徑。則下列說(shuō)法正確的是（）A．“天問(wèn)一號(hào)”在軌道Ⅲ和軌道Ⅱ上運(yùn)行時(shí)，通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度相同B．“天問(wèn)一號(hào)”在軌道Ⅱ上運(yùn)行時(shí)，從P點(diǎn)運(yùn)行到Q點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒C．“天問(wèn)一號(hào)”在軌道Ⅲ和軌道Ⅱ上運(yùn)行時(shí)，其與火星中心的連線在任意相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等D．“天問(wèn)一號(hào)”在軌道Ⅰ中運(yùn)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(shí)間2021年5月19日12時(shí)03分，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征四號(hào)”乙運(yùn)載火箭，成功將“海洋二號(hào)”D衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。衛(wèi)星入軌后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r、運(yùn)行周期為T(mén)，地球的半徑為R，引力常量為G。下列說(shuō)法正確的是（）A．衛(wèi)星的線速度大小為B．地球的質(zhì)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(zhì)量為m的物體，不計(jì)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(wú)窮遠(yuǎn)處引力勢(shì)能為零，物體距星球球心距離為r時(shí)的引力勢(shì)能Ep＝－G。（G為萬(wàn)有引力常量）14．某同學(xué)的夢(mèng)想是能登上月球。為此他設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)用于測(cè)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(zhì)量為m的小球。使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子拉力為，在最低點(diǎn)時(shí)繩子拉力為。不計(jì)一切阻力，請(qǐng)幫這位同學(xué)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(yùn)動(dòng)可以近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由此能否估算出月球球心到地心的距離？若能，請(qǐng)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(qǐng)說(shuō)明理由。16．類比是研究問(wèn)題的常用方法，科學(xué)史上很多重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明往往發(fā)端于類比。（1）一質(zhì)量為的人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為。將地球視為質(zhì)量均勻分布的球體，已知地球質(zhì)量為，萬(wàn)有引力常量為，①求衛(wèi)星的速度大小和動(dòng)能；②若質(zhì)量分別為和的質(zhì)點(diǎn)相距為時(shí)，它們之間的引力勢(shì)能的表達(dá)式為，求衛(wèi)星與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能。（2）在玻爾的氫原子理論中，質(zhì)量為的電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是量子化的，電子的軌道半徑和動(dòng)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