高考物理万有引力与宇宙航行练习.pptx

;考点一开普勒行星运动定律万有引力定律

1.?(2019课标Ⅱ,14,6分)2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆。在

探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地

球引力,能够描述F随h变化关系的图像是(????)

?;2.?(2020课标Ⅱ,15,6分)若一均匀球形星体的密度为ρ,引力常量为G,则在该星体表

面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是(????)

A.?B.?C.?D.?

???;3.?(2019江苏单科,4,3分)1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地

球卫星,该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示,设卫星在近地点、远地点

的速度分别为v1、v2,近地点到地心的距离为r,地球质量为M,引力常量为G。则(????)

A.v1v2,v1=?B.v1v2,v1?;4.?(2023山东,3,3分)牛顿认为物体落地是由于地球对物体的吸引,这种吸引力可能

与天体间(如地球与月球)的引力具有相同的性质,且都满足F∝?。已知地月之间的

距离r大约是地球半径的60倍,地球表面的重力加速度为g,根据牛顿的猜想,月球绕地

球公转的周期为?(????)

A.30π?B.30π?

C.120π?D.120π?;5.?(2021全国乙,18,6分)科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测,

给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为

1000AU(太阳到地球的距离为1AU)的椭圆,银河系中心可能存在超大质量黑洞。这

项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量

黑洞的引力,设太阳的质量为M,可以推测出该黑洞质量约为?????(????)

?;6.?(2023浙江6月选考,9,3分)木星的卫星中,木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动

的周期之比为1∶2∶4。木卫三周期为T,公转轨道半径是月球绕地球轨道半径r的n

倍。月球绕地球公转周期为T0,则?(????)

A.木卫一轨道半径为?r????

B.木卫二轨道半径为?r

C.周期T与T0之比为?????

D.木星质量与地球质量之比为?n3;7.?(2023辽宁,7,4分)在地球上观察,月球和太阳的角直径(直径对应的张角)近似相

等,如图所示。若月球绕地球运动的周期为T1,地球绕太阳运动的周期为T2,地球半径

是月球半径的k倍,则地球与太阳的平均密度之比约为?(????)

?

A.k3?B.k3?C.??D.??;8.?(2023北京,20,12分)螺旋星系中有大量的恒星和星际物质,主要分布在半径为R的

球体内,球体外仅有极少的恒星。球体内物质总质量为M,可认为均匀分布。球体内外

的所有恒星都绕星系中心做匀速圆周运动,恒星到星系中心的距离为r,引力常量

为G。

(1)求rR区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系。

(2)根据电荷均匀分布的球壳内试探电荷所受库仑力的合力为零,利用库仑力与万有引

力的表达式的相似性和相关力学知识,求r≤R区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小

v与r的关系。

(3)科学家根据实测数据,得到此螺旋星系中不同位置的恒星做匀速圆周运动的速度大;小v随r的变化关系图像,如图所示。根据在rR范围内的恒星速度大小几乎不变,科学

家预言螺旋星系周围(rR)存在一种特殊物质,称之为暗物质。暗物质与通常的物质

有引力相互作用,并遵循万有引力定律。求r=nR内暗物质的质量M‘。;考点二人造卫星宇宙速度;10.?(2022湖北,2,4分)2022年5月,我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对

接,形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动,周期约90分钟。下列说法正

确的是(????)

A.组合体中的货物处于超重状态

B.组合体的速度大小略大于第一宇宙速度

C.组合体的角速度大小比地球同步卫星的大

D.组合体的加速度大小比地球同步卫星的小;11.?(2021河北,4,4分)“祝融号”火星车登陆火星之前,“天问一号”探测器沿椭圆

形的停泊轨道绕火星飞行,其周期为2个火星日。假设某飞船沿圆轨道绕火星飞行,其

周期也为2个火星日。已知一个火星日的时长约为一个地球日,火星质量约为地球质

量的0.1倍,则该飞船的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径的比值约为?(????)

A.?B.?C.?D.?;12.?(2020浙江1月选考,9,3分)如图所示,卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是

极地轨道卫星,在地球两极上空约1000km处运行;b是低轨道卫星,距地球表面高度与

a相等;c是地球同步卫星,则?(????)

A.a