2023新高考物理第一轮专题练习--专题五万有引力与航天专题检测.pdf

2023新高考物理第一轮专题练习专题五万有引力与航天专题检测题组（时间:60分钟满分:110分）一、单项选择题（每小题4分，共52分）（2022届湖南师大附中月考二）质量为m的卫星围绕质量为M的行星做匀速圆周运动，轨道半径为r,引力常量为G,则经过:周期，行星对卫星万有引力的冲量大小为（）答案A由G*=m%得v=J平，经过，个周期,卫星的速度大小不变，方向转过90。,有件，根据动量定理可得l=m・Av=」2G.m，故选Ao（2022届湖南师大附中月考一）北京时间2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。此后，神舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空,发射取得圆满成功。北京时间2021年6月17015时54分，神舟十二号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置，采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口,与此前己对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱（船）组合体，整个交会对接过程历时约6.5小时。这是天和核心舱发射入轨后，首次与载人飞船进行的交会对接。三名航天员从神舟十二号载人飞船进入天和核心舱（距地面h=400km）。我们假设神舟十二号的质量为m,宇航员的总质量为Am,三船组合体的总质量为Mo,地球质量为M,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,无穷远处引力势能为零，则（）A.不考虑空气阻力和对接时可能的机械能损失,火箭和飞船发动机对神舟十二号所做的总功为;.史哈近2R+/iB.对接前，先让神舟十二号在天和核心舱所在轨道的后面与天和核心舱一起绕地球运动，稳定后加速追上去就可完成对接天和核心舱环绕地球的运行速度一定大于9.8km/sC.天和核心舱环绕地球的周期为?」（R+"）A.地球表面的重力加速度地球的质量B.组合体所在轨道的重力加速度地球的密度答案BC飞船周期为T=m根据万有引力提供向心力得譬旅*』ma,联立解得M=垸工,a=^笋,由于不知道地球半径，所以无法计算地球表面重力加速度和地球的密度;故选B、Co19.（2021日照期末）（多选）如图,在万有引力作用下,a、b两卫星在同一平面内绕某一行星c沿逆时针方向做匀速圆周运动,己知轨道半径之比为玮=则下列说法中正确的有（ra:1：4,）、运动的周期之比为、运动的周期之比为A.abTa:Tb=l：8abE:Tb=l:4B.从图示位置开始，在b转动一周的过程中,a、b、c共线12次从图示位置开始，在b转动一周的过程中,a、b、c共线14次答案AD根据开普勒第三定律，则a、b运动的周期之比为1：8,A对,B错;设图示位置ac连线与be连线的夹角为0<?,b转动一周（圆心角为2兀）的时间为Tb,则a、b相距最远时:役静*1\=（兀-0）+11・2兀（11=0」23,..・），z1a1h可知n<6.75,n可取7个值;a、b相距最近时:$屁厚1>（2兀-0）+m・2兀（m=0,l,2,3,...）,可知m<6.25,m可取7个值,1a1b故在b转动一周的过程中,a、b、c共线14次,C错,D对。三、非选择题（共22分）（2020湖南师大附中月考二,16I科学探索）（12分）神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系大麦哲伦云时,发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成,两星视为质点，不考虑其他天体的影响。A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示。引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。(1)可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于0点处质量为nf的星体(视为质点)对它的引力，设A和B的质量分别为mi、m2,试求nf的表达式(用mi、m2表示)；求暗星B的质量m2与可见星A的速率V、运行周期T和质量rm之间的关系式；(2)恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量听的2倍，它将有可能成为黑洞。若可见星A的速率v=2.7xl05运行周期质量试通过估算来判断暗星有可能是黑洞吗-11m/s,T=4.7TTX104s,mi=6ms,B?(G=6.67xlON-223m/kg,ms=2.0xl0°kg)解析(1)设A、B圆轨道半径分别为口、么由题意知,A、B做匀速圆周运动的角速度相同，设其为co。由牛顿运动定律，有22设、之间的距离为匚有FA=micon,FB=m2CDr2,FA=FBABr=n+r2由上述各式得r二安匹口①m2将①代入得FA=G由万有引力定律，有FA=G四*32将①代入得FA=G32令FA=G^32由②③④式解得(2)由牛顿第二定律，有G*^=mi：③又可见星A的轨道半径口=§④32由②③④式解得(3)将mi=6m代入⑤式，得