2020年高考物理考點(diǎn)練習(xí)5.2中心天體質(zhì)量和密度的測(cè)量(解析版)

1、20202020 年高考物理 100100 考點(diǎn)最新模擬題千題精練第五部分萬(wàn)有引力定律和航天專(zhuān)題 5.25.2 中心天體質(zhì)量和密度的測(cè)量選擇題1.（ 2019 廣東惠州調(diào)研）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆距離地球14 光年的 另一個(gè)地球”沃爾夫，它是迄今為止在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)的距離最近的宜居星球。沃爾夫的質(zhì)量為地球的4 倍，它圍繞紅矮星運(yùn)行的周期為18 天。設(shè)想從地球發(fā)射一顆科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星圍繞沃爾夫表面運(yùn)行。已知萬(wàn)有引力常量為G,天體的環(huán)繞運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則下列說(shuō)法正確的是（）A 從地球發(fā)射該探測(cè)衛(wèi)星的速度應(yīng)該小于第三宇宙速度B 根據(jù)沃爾夫圍繞紅矮星運(yùn)行的運(yùn)動(dòng)周期可求出紅矮星的密度C 若已知圍繞沃爾夫表面

2、運(yùn)行的探測(cè)衛(wèi)星的周期和地球的質(zhì)量，可近似求沃爾夫半徑D 沃爾夫繞紅矮星公轉(zhuǎn)和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道半徑的三次方之比等于.I【參考答案】 C【命題意圖】本題考查萬(wàn)有引力定律、宇宙速度及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?！窘忸}思路】根據(jù)題述可知，沃爾夫是迄今為止在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)的距離最近的宜居星球，從地球發(fā)射該探測(cè)衛(wèi)星的速度應(yīng)該大于第三宇宙速度，選項(xiàng)A 錯(cuò)誤；由萬(wàn)有引力等于向心力，若已知沃爾夫圍繞紅矮星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期，列出相關(guān)方程可得出紅矮星的質(zhì)量，若再知道紅矮星的半徑可得紅矮星的密度。只知道沃爾夫圍繞紅矮星運(yùn)行的運(yùn)動(dòng)周期不可求出紅矮星的密度，選項(xiàng)B 錯(cuò)誤；設(shè)沃爾夫的半徑為 R，若已知圍繞沃爾夫表面運(yùn)行的探測(cè)衛(wèi)星的

3、周期T,地球的質(zhì)量 M，則沃爾夫的質(zhì)量為 4M,由萬(wàn)有引力等于向心力，G4Mm=mR （ ）2,可近似求沃爾夫半徑 R=34GMT，選項(xiàng) C 正確；由于不知道紅矮星和太陽(yáng)質(zhì)R2TY 4兀2量的關(guān)系，不能得出沃爾夫繞紅矮星公轉(zhuǎn)和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道半徑的三次方之比，選項(xiàng)D 錯(cuò)誤?！局R(shí)辨析】第一宇宙速度7.9km/s，是從地面發(fā)射衛(wèi)星所需要的最小速度，由于衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度與軌道半徑有關(guān)，軌道半徑越大，其線速度越小，所以7.9km/s 也是衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度；第二宇宙速度 11.2km/s 是人造天體脫離地球引力束縛所需的最小速度；第三宇宙速度16.7km/s 是從地球起

4、飛脫離太陽(yáng)系的最低的飛行速度衛(wèi)星。凡是在地面上發(fā)射圍繞地球運(yùn)動(dòng)的航天器，其發(fā)射速度一定大于 7.9km/s，小于 11.2km/s ;發(fā)射脫離地球引力范圍，但是還在太陽(yáng)系里運(yùn)行的航天器其發(fā)射速度必須大于 11.2km/s，小于 16.7km/s ;凡是發(fā)射脫離太陽(yáng)引力范圍的航天器，其發(fā)射速度一定大于16.7km/s。2 . （ 6 分）（2019 石家莊二模）2019 年 4 月 10 日,事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目（EHT ）正式公布了人類(lèi)歷史上 第一張黑洞照片（如圖），引起了人們探索太空的極大熱情。星球表面的物體脫離星球束縛能達(dá)到無(wú)窮遠(yuǎn)的最小速度稱為該星球的逃逸速度，可表示為v = ,其中 M

5、表示星球質(zhì)量，R 表示星球半徑，G 為萬(wàn)有引力常量。如果某天體的逃逸速度超過(guò)光速c,說(shuō)明即便是光也不能擺脫其束縛，這種天體稱為黑洞，下列A 若某天體最后演變成黑洞時(shí)質(zhì)量為Mo,其最大半徑為2GHnB .若某天體最后演變成黑洞時(shí)質(zhì)量為Mo,其最大半徑為為C3.（ 2019 洛陽(yáng)聯(lián)考）電影火星救援的熱映，再次激起了人們對(duì)火星的關(guān)注。某火星探測(cè)器貼近火星表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知探測(cè)器速度為v,周期為 T,引力常量為 G。下列說(shuō)法不正確的是（Tv3A 可算出探測(cè)器的質(zhì)量m= 2GTv3B .可算出火星的質(zhì)量 M= 2TGC 若某黑洞的平均密度為P,其最小半徑為3c24兀PGD 若某黑洞的平均密度為P,

6、其最小半徑為3c28兀PG【參考答案】BD【名師解析】 設(shè)黑洞的半徑為2GJIn2GMC1即有；*.，該黑洞的最大半徑為2GKn2，故 A 錯(cuò)B 正確；若某黑洞的平均密度為P,其最小半徑為：二宀十故 C 錯(cuò)誤，D 正確TvC 可算出火星的半徑R= 2nD 飛船若要離開(kāi)火星，必須啟動(dòng)助推器使飛船加速說(shuō)法正確的是（）R,依題意，需要滿足【參考答案】A22nRTvMm v【名師解析】根據(jù)v=，可知火星的半徑 R=選項(xiàng) C 正確；由GR2= mR，可得火星的質(zhì)量 M =Tv32 心，選項(xiàng) B 正確，A 錯(cuò)誤；飛船若要離開(kāi)火星，必須啟動(dòng)助推器使飛船加速，選項(xiàng)D 正確。4. （2019 河南示范性高中聯(lián)考

7、）已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為ai，地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為a?,月球表面的重力加速度大小為gi，地球表面的重力加速度大小為g2，地球的半徑為 R，引力常量為 G，則下列判斷正確的是（）艮C.月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為 R -【參考答案】C【名師解析】研究月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力解決問(wèn)題地球表面的物體的重力等于萬(wàn)有引由題目的條件無(wú)法求解月球的半徑和地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑,5. （2019 南昌模擬）下表是一些有關(guān)火星和地球的數(shù)據(jù)，利用萬(wàn)有引力常量G 和表中選擇的一些信息可以完成的估算是（）信息序號(hào)* *倍息內(nèi)容地球一年約365天地表重力加速 度約為9. Sm/s1火星的公轉(zhuǎn)周期為687天日地距離大約 是1.5億km地球半徑約6400kmA.選擇可以估算地球質(zhì)量B 選擇可以估算太陽(yáng)的密度C選擇可以估算火星公轉(zhuǎn)的線速度D 選擇可以估算太陽(yáng)對(duì)地球的吸引力【參考答案】AC【命題意圖】本題以表格給出有關(guān)火星和地球的數(shù)據(jù)，考查信息篩選能力、對(duì)萬(wàn)有引力定律、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、開(kāi)普勒定律的理解和運(yùn)用能力?！窘忸}思路】由 GM=mg，解得地球質(zhì)量 M=