专题17宇宙速度-2023年高考物理万有引力与航天常用模型最新模拟题精练精品.pdf

高考物理《万有引力与航天》常用模型最新模拟题精练

专题17.宇宙速度

一．选择题

1.（2023江苏名校联考）黑洞是一种密度极大、引力极大的天体，以至于光都无法逃逸，即黑洞的第

二宇宙速度大于光速(光速为c).某研究人员发现了一个异常小的黑洞，其质量只有太阳的4倍．已知太阳的

2

质量为m，太阳半径为R，引力常量为G，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍．则该黑洞的半径最大

ss

是()

8GM4GM

ss

A.B.

cc

22

2GM

GM

ss

C.D.

2c

c

22

【参考答案】A

v

4M4GM

2

m

【名师解析】根据万有引力提供向心力有Gs＝m，得黑洞的第一宇宙速度v＝s，又

RR

2

R

8GM

第二宇宙速度大于光速，所以vc，解得R2s，故A正确．

c

2

2.（2023安徽阜阳名校联考）我国计划在2030年之前制造出可水平起飞、水平着陆并且可以多次重复

使用的空天飞机。假设一航天员乘坐空天飞机着陆某星球后，由该星球表面以大小为v的速度竖直向

0

上抛出一物体，经时间t后物体落回抛出点。已知该星球的半径为R，该星球没有大气层，也不自转。

则该星球的第一宇宙速度大小为（）

A.B.

C.D.

【参考答案】A

【名师解析】根据小球做竖直上抛运动的速度时间关系可知，，所以星球表面的重力加速度。

t=g=

星球表面重力与万有引力相等，mg=，近地卫星的轨道半径为R，由万有引力提供圆周运动向心力有：

，联立解得该星球的第一宇宙速度，故正确，错误。

v=ABCD

【关键点拨】。

根据竖直上抛运动求星球表面的重力加速度，第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，根据万有引力提供圆

周运动向心力求解即可。

重力加速度是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量。本题要求学生掌握两种等式：

g