2020新高考物理二轮选择题逐题突破课标通用版讲义+精练：第3道选择题 Word版含解析.pdf

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1、第3道选择题涉及的命题点3－13－2开普勒行星运动定律、万有引力定律人造卫星和宇宙航行3－1开普勒行星运动定律、万有引力定律备考精要1．掌握计算天体质量和密度的两条基本思路Mm思路一：利用中心天体自身的半径R和表面的重力加速度g：由G＝mg求出M，R2MM3g进而求得ρ＝＝＝。V44πGRπR33思路二：利用环绕天体的轨道半径r、周期T：Mm4π24π2r3由G＝mr，可得出M＝，当环绕天体绕中心天体表面做匀速圆周运动时，r2T2GT2M3π轨道半径r＝R，则ρ＝＝。4GT2πR332.涉及“g”问题的两点提醒Mm(1)不考虑自转问题时，有G＝mg，其中g为星球表面

2、的重力加速度，若考虑自转R2MmMm4π2问题，则在两极上才有：G＝mg，而赤道上则有：G－mg＝mR。R2R2T2(2)根据自由落体、竖直上抛、平抛运动等知识计算出星球表面的重力加速度g，再由Mmv2mg＝G＝m，去估算星球的质量、密度、第一宇宙速度等，是天体运动问题中常出现R2R的一类综合题。三级练·四翼展一练固双基——基础性考法1．一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的9倍，则这颗小行星的运转周期是()A．3年B．9年C．18年D．27年解析：选D根据开普勒第三定律，设地球公转半径为R，则小行星做匀速圆周运动的R39R3半径为9R，则：＝，

3、取T＝1年，则可以得到：T＝27年，故选项D正确，A、B、T2T2地地C错误。2．(2018·全国卷Ⅲ)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()A．2∶1B．4∶1C．8∶1D．16∶1Mm4π2r3GMr3解析：选C由G＝mr得＝或根据开普勒第三定律＝k，则两卫星周期r2T2T24π2T2之比为TP＝rP3＝163＝8，故C正确。Tr4QQ3．(2018·全国卷Ⅱ)2018年2月，我国500m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318＋

4、0253”，其自转周期T＝5.19ms。假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.67×10－11N·m2/kg2。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为()A．5×109kg/m3B．5×1012kg/m3C．5×1015kg/m3D．5×1018kg/m3解析：选C脉冲星自转，边缘物体m恰对星体无压力时万有引力提供向心力，则有Mm4π243π3×3.14G＝mr，又M＝ρ·πr3，整理得密度ρ＝＝r2T23GT26.67×10－11×5.19×10－32kg/m3≈5.2×1015kg/m3。4．据美国宇航局消息，在距离地球40光年的地方发现了三颗

5、可能适合人类居住的类地行星，假设某天我们可以穿越空间到达某一类地行星，测得以初速度10m/s竖直上抛一个小球可到达的最大高度只有1m，而其球体半径只有地球的一半，则其平均密度与地球的平均密度之比为(取g＝10m/s2)()A．5∶2B．2∶5C．1∶10D．10∶1v2GMR2v24R2v2解析：选D根据h＝0和g＝可得，M＝0，即ρπR3＝0，行星平均密度2gR22Gh32Gh3v21v2ρ＝0∝，在地球表面以初速度10m/s竖直上抛一个小球可到达的最大高度h＝08πGRhRh地2g＝5m。据此可得，该类地行星与地球的平均密度之比为10∶1，选项D正确。5．[多选

6、](2018·全国卷Ⅰ)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100s时，它们相距约400km，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．各自的自转角速度解析：选BC两颗中子星运动到某位置的示意图如图所示：每秒转动12圈，角速度已知，中子星运动时，由万有引力提供向心力得Gmm12＝mω2r①l211Gmm12＝mω2r②l222l＝r＋r③12Gm＋mω

7、2l3由①②③式得12＝ω2l，所以m＋m＝，l212G质量之和可以估算。由线速度与角速度的关系v＝ωr得v＝ωr④11v＝ωr⑤22由③④⑤式得v＋v＝ω(r＋r)＝ωl，速率之和可以估算。1212质量之积和各自的自转角速度无法求解。二练会迁移——综合性考法1．在未来的“星际穿越”中，某航天员降落在一颗不知名的行星表面上。该航天员从高h＝L处以初速度v水平抛出一个小球，小球落到星球表面时，与抛出点的距离是5L。0已知该星球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是()2v2A．该星球的重力加速度g＝05Lv2RB．该星球的质量M＝02GL2RC．该星球的第一宇