1、第六章高考真题集训一、选择题1(2018全国卷)(多选)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星()A质量之积 B质量之和C速率之和 D各自的自转角速度答案BC解析依题意已知两颗中子星的周期T、距离L，各自的自转角速度不可求，D错误；对m1：Gm12r1，对m2：Gm22r2，已知几何关系：r1r2L，联立以上各式可解得：r1L，r2L，m1m2，B正
2、确；速率之和v1v2r1r2(r1r2)，C正确；质量之积m1m2r1r2，r1r2不可求，故m1m2不可求，A错误。2(2018全国卷)2018年2月，我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J03180253”，其自转周期T5.19 ms，假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.671011 Nm2/kg2。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为()A5109 kg/m3 B51012 kg/m3C51015 kg/m3 D51018 kg/m3答案C解析设脉冲星质量为M，半径为R，体积为V，密度为，星体表面一物块质量为m，根据天体运动规律知：Gm2R，代入可得：5
3、1015 kg/m3，故C正确。3(2018全国卷)为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为()A21 B41 C81 D161答案C解析设地球半径为R，根据题述，地球卫星P的轨道半径为RP16R，地球卫星Q的轨道半径为RQ4R，根据开普勒第三定律，64，所以P与Q的周期之比为TPTQ81，C正确。4(2018北京高考)若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证()A地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的B月球公转的
4、加速度约为苹果落向地面加速度的C自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的D苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的答案B解析设月球质量为M月，地球质量为M，地球半径为r，苹果质量为m，则月球受到地球的万有引力为F月G，苹果受到地球的万有引力为FG，由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故两力的关系无法确定，故A错误；根据牛顿第二定律GM月a月，Gma，整理可以得到a月a，故B正确；在月球表面处Gmg月，由于月球本身的半径和质量未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，也无法求出苹果在月球表面受到的引力与在地球表面受到的引力之间的关系，故C、D错误。5(2018天津高考)(多选) 20
5、18年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看做是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的()A密度 B向心力的大小C离地高度 D线速度的大小答案CD解析根据题意，已知卫星运动的周期T，地球的半径R，地球表面的重力加速度g，卫星受到的万有引力充当向心力，故有Gmr，等式两边卫星的质量被抵消，则不能计算卫星的密度，更不能计算卫星的向心力大小，A、 B错误；由Gmr，解得r ，而rRh，
6、GMgR2，故可计算卫星距离地球表面的高度，C正确；根据公式v，轨道半径可以求出，周期已知，故可以计算出卫星绕地球运动的线速度，D正确。6(2018江苏高考)我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000 km，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是()A周期 B角速度C线速度 D向心加速度答案A解析设地球质量为M，人造卫星质量为m，人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力有Gmm2rm2rma，得v，T2 ，a，因为与“高分四号”相比，“高
7、分五号”的轨道半径较小，所以“高分五号”的T较小，a、v较大，A正确，B、C、D错误。7(2017北京高考)利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是()A地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离答案D解析在地球表面附近，在不考虑地球自转的情况下，物体所受重力等于地球对物体的万有引力，有Gmg，可得M，A项能求出地球质量。根据万有引力提供卫星、月球、地球做圆周运动的向心力，由G，vT2R，解得M，B项能求出地球质量；由Gm月2r，解得M，C
8、项能求出地球质量；由GM2r地，会消去两边的M，故D项不能求出地球质量。故选D。8(2017全国卷)2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的()A周期变大 B速率变大C动能变大 D向心加速度变大答案C解析根据万有引力提供向心力有m2rmma，可得周期T，速率v，向心加速度a，对接前后，轨道半径不变，则周期、速率、向心加速度均不变，质量变大，则动能变大，C正确，A、B、D错误。9(2017江苏高考)(多选)“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌
9、航天发射中心成功发射升空。与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距地面约380 km的圆轨道上飞行，则其()A角速度小于地球自转角速度B线速度小于第一宇宙速度C周期小于地球自转周期D向心加速度小于地面的重力加速度答案BCD解析根据Gm2r知，“天舟一号”的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则“天舟一号”的角速度大于同步卫星的角速度，而同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，所以“天舟一号”的角速度大于地球自转的角速度，周期小于地球自转的周期，A错误，C正确；第一宇宙速度为最大环绕速度，所以“天舟一号”的线速度小于第一宇宙速度，B正确；地面重力加速度为g，而“天舟一号”的向心加速度a，小于地
10、面的重力加速度g，D正确。10(2016全国卷)关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是()A开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律答案B解析开普勒行星运动定律是开普勒在天文观测数据的基础上总结的，选项A错误，B正确；牛顿找到了行星运动规律的原因，发现了万有引力定律，选项C、D错误。11(2016天津高考)我国先发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围
11、绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是()A使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接答案C解析若两者在同一轨道运行，飞船加速后会做离心运动，无法实现对接，若空间实验室减速，则实验室会靠近地球做近心运动，不能实现对接，选项A、B错误；对接的方法是飞船先在轨道半径小的圆轨道上运动，
12、加速后做离心运动，远离地球向空间站靠近，实现对接，选项C正确，D错误。12(2016全国卷)利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯。目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为()A1 h B4 h C8 h D16 h答案B解析根据题意，地球自转周期变小时，同步卫星周期变小，轨道半径变小，卫星之间连线对地球的张角为60且在如图所示的位置时，能实现题目中目的的同时保证地球自转周期最小。根据sin30，可得r2R，根据开普勒第三定律k，地球自转周期变化前同步卫星的周期T
13、124 h，半径r16.6R，故，解得周期约为4 h，选项B正确。13. (2015福建高考)如图所示，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2，则()A BC2 D2答案A解析由万有引力提供向心力可得Gm，即v，所以有，故选项A正确。14(2015江苏高考)过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的。该中心恒星与太阳的质量比约为()A B1 C5 D10答案B解析
14、行星绕恒星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由Gm2r，得M，则该中心恒星的质量与太阳的质量之比321.04，B项正确。15. (2015天津高考)(多选)P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动。图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围物体的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同。则()AP1的平均密度比P2的大BP1的“第一宇宙速度”比P2的小Cs1的向心加速度比s2的大Ds1的公转周期比s2的大答案AC解析题图中两条曲线的左端点对应的横坐标相同，表明
15、两颗行星的半径相同，由万有引力提供向心力可得，Gma，a，由题图可知，P1的质量大，因此P1的平均密度大，A项正确；第一宇宙速度v，因此质量大的行星第一宇宙速度大，B项错误；s1、s2距离各自所环绕行星表面的高处相同，所以它们的轨道半径相同，由a可知，s1的向心加速度大，C项正确；由Gm2r得T2 ，因此同一高度处，质量大的行星的卫星公转周期小，D项错误。16(2015四川高考)登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比()行星半径/m质量/kg轨道半径/m地球6.41066.0102
16、41.51011火星3.41066.410232.31011A火星的公转周期较小B火星做圆周运动的加速度较小C火星表面的重力加速度较大D火星的第一宇宙速度较大答案B解析火星和地球都是绕太阳做匀速圆周运动，由太阳对它们的万有引力提供其做圆周运动的向心力，可知GM2r，得公转周期公式T ，对同一中心天体，环绕天体的轨道半径越大，公转周期越大，A项错误；根据公转向心加速度公式a，环绕天体的轨道半径越大，公转向心加速度越小，B项正确；对于天体表面的重力加速度，由g，代入数据得g地g火，C项错误；由第一宇宙速度公式v1，代入数据得v1地v1火，D项错误。二、填空题17. (2017天津高考)我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体。假设组合体在距地面高为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球的半径为R，地球表面处重力加速度为g，且不考虑地球自转的影响。则组合体运动的线速度大小为_，向心加速度大小为_。答案R 解析在地球表面附近，物体所受重力和万有引力近似相等，有Gm0g，组合体绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有Gmma，联立解得：线速度vR ，向心加速度a。
