专题06 万有引力与航天-2021年高考物理真题与模拟题分类训练(教师版含.pdfVIP

专题06万有引力与航天-2021年高考物理真题与模拟题分类训练(教师版含--第1页

专题06万有引力定律与航天

1(2021·S219942002

．全国高考真题）科学家对银河系中心附近的恒星进行了多年的持续观测，给出年到

S2S21000AU(1AU

年间的位置如图所示。科学家认为的运动轨迹是半长轴约为太阳到地球的距离为）

的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所

受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为M，可以推测出该黑洞质量约为(）

A4B6C8D10

．410M．410M．410M．410M

B

【答案】

【解析】可以近似把S2看成匀速圆周运动，由图可知，S2绕黑洞的周期T=16年，地球的公转周期T=1

0

S2rRr1000R

年，绕黑洞做圆周运动的半径与地球绕太阳做圆周运动的半径关系是，地球绕太阳的向

Mm2

22

心力由太阳对地球的引力提供，由向心力公式可知GmRmR()，解得太阳的质量为

R2T

23

4R

M，同理S2绕黑洞的向心力由黑洞对它的万有引力提供，由向心力公式可知

GT2

0



Mm223

4r

226



Gxmrmr()MM3.9010MB

，解得黑洞的质量为，综上可得，故选。

r2TxGT2x

2(2021·

．浙江高考真题）空间站在地球外层的稀薄大气中绕行，因气体阻力的影响，轨道高度会发生变