高中物理必修二万有引力与宇宙航行重点知识点大全.pdf

1 (每日一练每日一练)高中物理必修二万有引力与宇宙航行重点知识点大全高中物理必修二万有引力与宇宙航行重点知识点大全 单选题 1、太阳光自太阳表面到达地球的时间为 500s，已知万有引力常量为=6.67 1011N m2kg2，则太阳的质量最接近（）A2 1024kgB2 1027kgC2 1030kgD2 1033kg 答案：C 解析：日地距离为 =500 3 108m=1.5 1011m 地球绕太阳公转的周期为 =365 24 3600s=3.15 107s 太阳对地球的万有引力提供了地球围绕太阳做圆周运动的向心力，即 2=(2)2 =4232 带入数据可知 M=2.01030kg 故选 C。2、有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，一位观测员在北纬 38线对该卫星观测时发现：每天晚上相同时刻该2 卫星总能出现在天空正上方同一位置，则卫星的轨道必须满足下列哪些条件（已知地球质量为M，地球自转的周期为T，地球半径为R，引力常量为G）（）A该卫星一定在同步卫星轨道上 B卫星轨道平面与地球在北纬 38线所确定的平面共面 C满足轨道半径r24223（n1,2,3）的全部轨道都可以 D满足轨道半径r2422（n1,2,3）的部分轨道都可以 答案：C 解析：A.该卫星总能出现在北纬 38线天空正上方，说明该卫星一定不是同步卫星，不在同步卫星轨道上，A 错误；B.该卫星的轨道平面必须过地心，不可能与地球在北纬 38线所确定的平面共面，B 错误；CD.由于每天晚上相同时刻该卫星总能出现在天空正上方同一位置，说明地球转动一周时，卫星可能转动周，故卫星的周期可能为=（=1，2，3）卫星受到的万有引力提供向心力，则有 2=422 解得 =2423=24223（=1，2，3）C 正确，D 错误；故选 C。3、2020 年 6 月 23 日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空，成功入轨！北斗三号3 导航系统主要由三种卫星组成：地球同步静止轨道卫星（图中 a）、倾斜轨道地球同步卫星（图中 b）、中圆轨道卫星（图中 c），b 的周期与地球自转周期相同、轨道平面与地球赤道平面有一定的夹角，c 的轨道半径是a 的轨道半径的 k倍，地球的自转周期为T。若卫星都在圆轨道上运行，下列判断正确的是（）A卫星 a 和卫星 c 加速度之比为1:2 B卫星 a 和卫星 c 角速度之比为:1 C卫星 a 和卫星 b 轨道半径不同 D卫星 a 与卫星 b 所受的向心力大小相等 答案：B 解析：A由 2=得到 =2 由此可知，卫星 a 和卫星 c 加速度之比为21，故 A 错误；B根据开普勒第三定律可知 32=32 4 解得=1 由 =2 得=1 故 B 正确；C卫星 a 和卫星 b 做匀速圆周运动的周期都等于地球自转周期 T，由 2=(2)2 可知，两卫星的轨道半径相同，故 C 错误；D由=2 可知，卫星 a 与卫星 b 的质量不一定相同，所受向心力大小不一定相等，故 D 错误。故选 B。4、嫦娥五号探测器将由长征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空。如果嫦娥五号经过若干次轨道调整后，先在距离月球表面h的高度处绕月球做匀速圆周运动，然后开启反冲发动机，嫦娥五号着陆器暂时处于悬停状态，最后实现软着陆，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。月球的半径为R且小于地球的半径，月球表面的重力加速度为g0且小于地球表面的重力加速度，引力常量为G，不考虑月球的自转，则下列说法正确的是（）A嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度 5 B月球的平均密度 304 C嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的t时间内，绕月球运转圈数n2(+)+0 D根据题给数据可求出月球的第二宇宙速度 答案：B 解析：B设月球的质量为M，对于在月球表面处质量为m0的物体有 m0g0G02 又因为 433 所以 304 选项 B 正确；C嫦娥五号探测器在圆轨道上运动时，有 G+2m(2)（Rh）解得 T2(+)+0 故绕月球运转圈数 n2(+)0+选项 C 错误；6 D根据 mg0m2 得月球的第一宇宙速度 v0 选项 D 错误；A因为月球的半径小于地球的半径，月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，所以月球的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，故嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度小于地球的第一宇宙速度，选项 A 错误。故选 B。5、2021 年 6 月 29 日，一篇发表在天体物理学杂志快报的论文称发现了两例来自黑洞吞噬中子星的引力波事件。有研究发现黑洞是通过不断“吸食”中子星表面的物质，从而慢慢吞噬中子星的。假设吞噬过程末期较短时间内黑洞和中子星之间的距离保持不变，总质量不变，黑洞质量大于中子星质量，二者可视为双星系统，则吞噬末期（）A二者之间的万有引力不变 B黑洞和中子星做圆周运动的角速度不变 C中子星的轨道半径逐渐减小 D黑洞做圆周运动的线速度逐渐增大 答案：B 解析：A设黑洞的质量为1，轨道半径为1，中子星的质量为2，轨道半径为2，一段时间内“吸食”的质量为，则二者之间的万有引力为 =(1+)(2)(1+2)2 由数学知识可知，随着的增大，F逐渐减小，故 A 错误；B对黑洞有 7 (1+)(2)(1+2)2=(1+)21 对中子星有(1+)(2)(1+2)2=(2)22 两式联立可解得 =(1+2)(1+2)3 因1+2为定值，故 始终不变，故 B 正确；C因(1+)(2)(1+2)2=(2)22 整理可得 1+(1+2)2=22 由于逐渐增大，故2也逐渐增大，故 C 错误；D因2逐渐增大，故1逐渐减小，由 =1 可知黑洞的线速度逐渐减小，故 D 错误。故选 B。