江蘇省連云港市2019年高考物理 考點突破每日一練（25）萬有引力定律應(yīng)用的新情景問題、組合場的綜合問題（含解析）.doc

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考點突破每日一練（25）萬有引力定律應(yīng)用的新情景問題、組合場的綜合問題 1．經(jīng)典的“黑洞”理論認(rèn)為，當(dāng)恒星收縮到一定程度時，會變成密度非常大的天體，這種天體的逃逸速度非常大，大到光從旁邊經(jīng)過時都不能逃逸，此時該天體就變成了一個黑洞．已知太陽的質(zhì)量為M，光速為c，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，若太陽演變成一個黑洞，其密度ρ至少達(dá)到(　　) A. B. C. D. 2．同重力場作用下的物體具有的重力勢能一樣，萬有引力場作用下的物體同樣具有一樣的引力勢能．若取無窮遠(yuǎn)處引力勢能為零，物體距星球球心的距離為r時的引力勢能為Ep＝－G(G為引力常量)，設(shè)宇宙中有一個半徑為R的星球，宇航員在該星球上以初速度v0豎直向上拋出一個質(zhì)量為m的物體，不計空氣阻力，經(jīng)t秒后物體落回手中，則下列說法不正確的是(　　) A．在該星球表面上以的初速度水平拋出一個物體，物體將不再落回星球表面 B．在該星球表面上以2的初速度水平拋出一個物體，物體將不再落回星球表面 C．在該星球表面上以的初速度豎直拋出一個物體，物體將不再落回星球表面 D．在該星球表面上以2的初速度豎直拋出一個物體，物體將不再落回星球表面 3．我國航天事業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，航天技術(shù)位于世界前列，在航天控制中心對其正上方某衛(wèi)星測控時，測得從發(fā)送操作指令到接收到衛(wèi)星操作信息需要的時間為t(設(shè)衛(wèi)星接收到操作信息立即操作，并立即發(fā)送已操作信息回中心)，測得該衛(wèi)星運行周期為T，地球半徑為R，電磁波的傳播速度為c，由此可以求出地球的質(zhì)量為(　　) A. B. C. D. 4．如圖所示，電壓為U的兩塊平行金屬板MN，M板帶正電．x軸與金屬板垂直，原點O與N金屬板上的小孔重合，在O≤x≤d區(qū)域存在垂直紙面的勻強磁場B1(圖上未畫出)和沿y軸負(fù)方向大小為E＝的勻強電場，B1與E在y軸方向的區(qū)域足夠大．有一個質(zhì)量為m，帶電荷量為q的帶正電粒子(粒子重力不計)，從靠近M板內(nèi)側(cè)的P點(P點在x軸上)由靜止釋放后從N板的小孔穿出后沿x軸做直線運動；若撤去磁場B1，在第四象限x>d的某區(qū)域加上左邊界與y軸平行且垂直紙面的勻強磁場B2(圖上未畫出)，為了使粒子能垂直穿過x軸上的Q點，Q點坐標(biāo)為(d,0)．求： (1)磁感應(yīng)強度B1的大小與方向； (2)磁感應(yīng)強度B2的大小與方向； (3)粒子從坐標(biāo)原點O運動到Q點所用的時間t. 參考答案 1．B　[vⅡ＝vⅠ＝＝c 得R＝ ρ＝＝＝.] 2．C　[設(shè)該星球表面附近的重力加速度為g′，物體豎直上拋運動有：v0＝，在星球表面有：mg′＝G，設(shè)繞星球表面做圓周運動的衛(wèi)星的速度為v1，則m＝G，聯(lián)立解得v1＝，A正確；2>，B正確；從星球表面豎直拋出物體至無窮遠(yuǎn)速度為零的過程，有mv＋Ep＝0，即mv＝G，解得v2＝2，C錯誤，D正確] 3．C　[衛(wèi)星離地的高度為，運行軌道半徑為R＋，則G＝m(R＋)()2，由此求得地球質(zhì)量M＝] 4．(1)，方向垂直紙面向里　(2)，方向垂直紙面向里　(3)(1＋π)d 解析　(1)設(shè)粒子從O點穿出時速度為v0， 由動能定理得：qU＝mv 得v0＝ 由于粒子在電磁場中做直線運動，粒子所受電場力與洛倫茲力平衡，有qv0B1＝qE 得B1＝，磁場B1方向垂直紙面向里 (2)粒子在0≤x≤d區(qū)域的電場中運動時間t＝ 設(shè)粒子離開電場時偏向角為θ，有 vy＝at a＝ tan θ＝＝ θ＝30 粒子離開電場時速度大小v＝＝v0 依題意，粒子運動軌跡如圖所示，設(shè)在磁場中運動半徑為r，可得 FO′＝2r 2r＋r＝OQ－OF＝3d 解得r＝d 由洛倫茲力作為向心力：qvB2＝ 得B2＝，方向垂直紙面向里 (3)由幾何關(guān)系可知O到磁場左邊界在x軸上的距離為L＝2.5d－rcos 60＝2d 粒子從O到磁場左邊界所用時間t1＝＝d 在磁場中運動時間t2＝T＝＝ 總時間t＝t1＋t2＝(1＋π)d