2024届高考物理二轮复习专题突破练4：万有引力定律的应用

专题突破练4 万有引力定律的应用 一、选择题 1.设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道。该卫星与月球相比，一定相等的是(　　) A.质量 　　　　 B.向心力大小 C.向心加速度大小 　　　　D.受到地球的万有引力大小 2.2022年10月15日我国成功将遥感三十六号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。如图1所示为某卫星的发射过程示意图，Ⅱ为椭圆轨道，且与圆形轨道Ⅰ和Ⅲ分别相切于P、Q点，两圆形轨道的半径之比为1∶2，则下列说法正确的是(　　) 图1 A.卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ上运行周期之比为∶ B.卫星在轨道Ⅱ、Ⅲ上运行周期之比为3∶8 C.卫星在轨道Ⅱ上经过P、Q两点时的速度大小之比为1∶4 D.卫星在轨道Ⅱ上经过P、Q两点时的加速度大小之比为2∶1 3.(多选) 2022年11月12日12时10分，天舟五号成功对接于空间站天和核心舱后向端口，2小时的快速交会对接创造世界纪录。如图2所示为天舟五号与天和核心舱对接和运行过程示意图，已知天和核心舱的运行轨道2距地面高度为h(约为400 km)，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，天舟五号对接前在轨道1上运动，忽略地球自转的影响，下列说法正确的是(　　) 图2 A.天舟五号需要在轨道1上的P点加速实现与天和核心舱对接 B.地球的平均密度可表示为 C.天和核心舱轨道处的重力加速度大小为 D.天和核心舱的运行速度大小介于7.9 km/s和11.2 km/s之间 4. 2023年1月，一个国际天文学家团队利用卫星探测到一颗新的“热木星”系外行星，该行星被命名为TOI－778b，它的半径约为木星半径的1.4倍，质量约是木星质量的2.8倍，距离其主恒星约0.06天文单位，公转周期约4.63天。已知地球的公转轨道半径为1天文单位，公转周期约365天，则(　　) A.该行星与木星表面的重力加速度之比为14∶5 B.该行星与木星的第一宇宙速度之比为2∶1 C.可以求出该行星的主恒星与太阳的质量之比 D.可以求出地球与该行星的质量之比 5.(多选)中国空间站实现了“三大舱段”＋“三艘飞船”的最大构型，天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟五号货运飞船、神舟十四号、神舟十五号载人飞船同时在轨。神舟十五号航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号的三名航天员实现了首次“太空会师”。空间站绕地球的运动可以看作匀速圆周运动，已知空间站离地面高度约为400 km，地球半径约为6 400 km，下列说法正确的是(　　) 图3 A.神舟十五号飞船运载火箭发射过程中，航天员处于完全失重状态 B.由于对接后空间站的总质量增加，会造成飞船的运行周期增大 C.空间站运行的向心加速度与地球表面重力加速度之比约为162∶172 D.考虑稀薄大气阻力，若空间站没有进行动力补充，运行速度会越来越大 6. “神舟十五号”进驻空间站，标志着我国空间站正式从建造阶段转入运营阶段，可将中国空间站看作近地卫星，空间站绕地球表面做匀速圆周运动的周期为T。某科研小组在地球南极点，用弹簧测力计测得质量为m的砝码所受重力为F，在赤道测得该砝码所受重力为F′。假设地球可视为质量分布均匀的球体，则下列说法正确的是(　　) A.地球半径可表示为R＝ B.地球的第一宇宙速度可表示为v＝ C.地球的自转周期可表示为T自＝T D.地球的自转周期可表示为T自＝T 7.(多选)距地心R＝3.6万千米的高度上，有一个“地球同步轨道”，各国向太空发射的同步卫星都运行在该轨道上，而从“地球同步轨道”再上升300千米，就是国际社会处理太空垃圾的地方，称为“墓地轨道”，轨道半径为r，如图4所示。将废弃飞行物处理到这儿，可以为“地球同步轨道”释放更多的空间，这样的操作，没几个国家能做到。2022年1月，运行在地球同步轨道上的中国“实践21号”卫星，发挥“太空拖船”的作用，将一颗失效的北斗二号卫星送入到了“墓地轨道”。地球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) 图4 A.“地球同步轨道”处的重力加速度为0 B.北斗二号卫星在“墓地轨道”和“同步轨道”上运行的角速度之比为 C.北斗二号卫星从“同步轨道”到“墓地轨道”其机械能减小 D.“实践21号”卫星从“墓地轨道”返回“地球同步轨道”，需要减速 8.人类首次发现的引力波来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞互相绕转最后合并的过程。设两个黑洞A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图5所示，黑洞A的轨道半径大于黑洞B的轨道半径，两个黑洞的总质量为M，两个黑洞中心间的距离为L，则(　　) 图5 A.黑洞A的质量一定大于黑洞B的质量 B.黑洞A的线速度一定小于黑洞B的线速度 C.其运动周期T＝ D.两个黑洞的总质量M一定，L越大，角速度越大 9.中国预计