適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)第4單元曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天作業(yè)12萬有引力與天體運(yùn)動(dòng)相對(duì)論新人教版

作業(yè)12萬有引力與天體運(yùn)動(dòng)相對(duì)論

A組基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)微練一開普勒定律與行星運(yùn)動(dòng)1.關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,下列說法正確的是()A.全部行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽位于橢圓的中心處B.行星在橢圓軌道上運(yùn)行速率是變更的,離太陽越遠(yuǎn),運(yùn)行速率越大C.離太陽的平均距離越大的行星,繞太陽公轉(zhuǎn)的周期越大D.不同軌道上的行星與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等2.(2024浙江新昌中學(xué)高三選考模擬)百武彗星是人類第一次探測(cè)到放射X射線的彗星,它的近日點(diǎn)僅0.1AU,周期很長(zhǎng)(200年以上)。已知地球的軌道半徑為1AU,只考慮行星與太陽間的作用力,說法正確的是()A.百武彗星在近日點(diǎn)的速度比在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度小B.百武彗星軌道的半長(zhǎng)軸大于地球的軌道半徑C.太陽處在百武彗星橢圓軌道的中心點(diǎn)上D.在遠(yuǎn)離太陽的過程中,百武彗星與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積漸漸增大3.天問一號(hào)進(jìn)入環(huán)繞火星軌道的簡(jiǎn)化飛行路途圖如圖所示,在P點(diǎn)進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道,在Q點(diǎn)被火星俘獲。已知火星的軌道半徑是地球軌道半徑的1.5倍,則下列說法正確的是()A.天問一號(hào)在地火轉(zhuǎn)移軌道的周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期B.相等時(shí)間內(nèi)天問一號(hào)與太陽的連線掃過的面積等于火星與太陽的連線掃過的面積C.在地火轉(zhuǎn)移軌道上天問一號(hào)經(jīng)過P點(diǎn)的速度小于經(jīng)過Q點(diǎn)的速度D.天問一號(hào)從放射到被火星俘獲,閱歷的時(shí)間約255天微練二萬有引力及其與重力的關(guān)系4.某球形行星質(zhì)量分布勻整。若航天員到達(dá)該星球后,測(cè)得該行星赤道上的重力加速度為g1、兩極的重力加速度為g2、自轉(zhuǎn)周期為T,則該行星的半徑為()A.g1B.gC.(gD.(5.(多選)萬有引力定律能夠很好地將天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律與地球上物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有內(nèi)在一樣性統(tǒng)一起來,用彈簧測(cè)力計(jì)稱量一個(gè)相對(duì)于地球靜止的質(zhì)量為m的小物體的重力,隨稱量位置的變更可能會(huì)有不同的結(jié)果,已知地球質(zhì)量為m0,引力常量為G,將地球視為半徑為R、質(zhì)量分布勻整的球體,下列說法正確的是()A.在北極地面稱量時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F0=GB.在赤道地面稱量時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1=GC.在北極上空高出地面h處稱量時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F2=GD.在粗略的計(jì)算中,可以認(rèn)為地面旁邊物體受到地球的引力等于重力微練三天體質(zhì)量及密度的計(jì)算6.(多選)2024年11月30日,神舟十五號(hào)載人飛船自主快速交會(huì)對(duì)接于天和核心艙前向端口,中國空間站首次形成“三艙三船”組合體,達(dá)到當(dāng)前設(shè)計(jì)的最大構(gòu)型。中國空間站在離地面400km高度的圓軌道,做周期為90min的圓周運(yùn)動(dòng),地球半徑為6400km,已知引力常量G。由上述資料可以估算出()A.地球自轉(zhuǎn)的周期B.地球的平均密度C.空間站的質(zhì)量D.地球表面的重力加速度7.(2024浙江金麗衢十二校高三選考模擬)為了估測(cè)太陽的密度,某物理愛好小組的同學(xué)在山頂通過一圓環(huán)水平視察早上初升的太陽,如圖甲所示,調(diào)整圓環(huán)的位置,當(dāng)太陽剛好和圓環(huán)的內(nèi)圈重疊時(shí),測(cè)出觀測(cè)點(diǎn)到圓環(huán)的距離為L(zhǎng),如圖乙所示,已知圓環(huán)內(nèi)圈的半徑為r?L,地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為T,引力常量為G,球的體積公式V=43πR3,則太陽的密度可近似地表示為(A.3πB.GC.3πD.38.(2024浙江9+1聯(lián)盟高三選考模擬)2024年5月21日,我國在酒泉衛(wèi)星放射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭,勝利放射首顆內(nèi)地與澳門合作研制的空間科學(xué)衛(wèi)星“澳門科學(xué)一號(hào)”。若“澳門科學(xué)一號(hào)”入軌后,在到地心距離為kR0(其中k為大于1的常數(shù),R0為地球的半徑)的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),地球表面的重力加速度大小為g,引力常量為G,球的體積V=43πr3(r為球的半徑),則下列說法正確的是(A.“澳門科學(xué)一號(hào)”的線速度大小為gB.“澳門科學(xué)一號(hào)”的線速度大小為kgC.地球的平均密度為4D.地球的平均密度為3微練四相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性9.牛頓力學(xué)不適用于下列哪些運(yùn)動(dòng)()A.火箭的放射B.宇宙飛船繞地球的運(yùn)動(dòng)C.微觀粒子的波動(dòng)性D.“志氣號(hào)”宇宙探測(cè)器的運(yùn)行B組綜合提升10.(多選)2024年4月16日,我國首顆低傾角軌道降水測(cè)量衛(wèi)星——“風(fēng)云三號(hào)”G星在酒泉衛(wèi)星放射中心勝利放射。已知地球表面的重力加速度大小為g,地球可視為半徑為R的球體,引力常量為G,若“風(fēng)云三號(hào)”G星入軌后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑為r,則下列說法正確的是()A.該衛(wèi)星的放射速度確定大于gRB.地球的質(zhì)量為gRC.“風(fēng)云三號(hào)”G星入軌后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度為gRD.“風(fēng)云三號(hào)”G星的周期為2πr11.(2024浙江溫州高三一模)2024年7月25日,問天試驗(yàn)艙勝利與軌道高度約為430km的天和核心艙完成對(duì)接,對(duì)接后組合體繞地球的運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知地球半徑R,引力常量G,地球表面重力加速度g,依據(jù)題中所給條件,下列說法正確的是()A.組合體的周期大于24小時(shí)B.可以計(jì)算出地球的平均密度C.組合體的向心加速度小于赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度D.若試驗(yàn)艙內(nèi)有一單擺裝置,將擺球拉開一個(gè)小角度靜止釋放會(huì)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)12.(2024浙江義烏高三三模)2024年4月14日,我國首顆綜合性太陽探測(cè)衛(wèi)星“夸父一號(hào)”觀測(cè)部分?jǐn)?shù)據(jù)完成了國內(nèi)外無差別開放,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享,體現(xiàn)了大國擔(dān)當(dāng)。如圖所示,“夸父一號(hào)”衛(wèi)星和另一顆衛(wèi)星分別沿圓軌道、橢圓軌道繞地球逆時(shí)針運(yùn)動(dòng),圓的半徑與橢圓的半長(zhǎng)軸相等,兩軌道相交于A、B兩點(diǎn),某時(shí)刻兩衛(wèi)星與地球在同始終線上,下列說法不正確的是()A.兩衛(wèi)星在圖示位置的速度v1<v2B.兩衛(wèi)星在A處的加速度大小相等C.兩顆衛(wèi)星在A或B點(diǎn)處不行能相遇D.兩顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期相等參考答案作業(yè)12萬有引力與天體運(yùn)動(dòng)相對(duì)論1.C解析依據(jù)開普勒第確定律可知,全部行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽位于橢圓的焦點(diǎn)處,故A錯(cuò)誤;依據(jù)開普勒其次定律可知,行星在橢圓軌道上運(yùn)行速率是變更的,離太陽越遠(yuǎn),運(yùn)行速率越小,故B錯(cuò)誤;依據(jù)開普勒第三定律可知,離太陽的平均距離越大的行星,繞太陽公轉(zhuǎn)的周期越大,故C正確;依據(jù)開普勒其次定律可知,對(duì)于同一行星,行星與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,故D錯(cuò)誤。2.B解析由開普勒其次定律可知百武彗星在近日點(diǎn)的速度比在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度大,故A錯(cuò)誤;依據(jù)開普勒第三定律a3T2=k,由于百武彗星軌道的周期大于地球公轉(zhuǎn)周期,所以百武彗星軌道的半長(zhǎng)軸大于地球的軌道半徑,故B正確;太陽處在百武彗星橢圓軌道的焦點(diǎn)上,故C3.D解析地火轉(zhuǎn)移軌道的半長(zhǎng)軸小于火星的公轉(zhuǎn)半徑,據(jù)開普勒第三定律可知,天問一號(hào)在地火轉(zhuǎn)移軌道的周期小于火星的公轉(zhuǎn)周期,A錯(cuò)誤;據(jù)開普勒其次定律可知,相等時(shí)間內(nèi)天問一號(hào)與太陽的連線掃過的面積相等,相等時(shí)間內(nèi)火星與太陽的連線掃過的面積相等,但相等時(shí)間內(nèi)天問一號(hào)與太陽的連線掃過的面積不等于火星與太陽的連線掃過的面積,B錯(cuò)誤;據(jù)開普勒其次定律可知,在地火轉(zhuǎn)移軌道上天問一號(hào)經(jīng)過P點(diǎn)的速度大于經(jīng)過Q點(diǎn)的速度,C錯(cuò)誤;地火轉(zhuǎn)移軌道的半長(zhǎng)軸為a=R+1.5R2=1.25R,天問一號(hào)在地火轉(zhuǎn)移軌道上運(yùn)動(dòng)和繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)過程,據(jù)開普勒第三定律可得T12T地2=aR4.C解析在赤道,依據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系有Gm0mR2=mg1+m4π2T2R,在兩極,有G5.ACD解析北極地面物體萬有引力等于重力,則有F0=Gm0mR2,故A正確;在赤道地面稱量時(shí),萬有引力等于重力加上隨地球一起自轉(zhuǎn)所須要的向心力,則有F1<Gm0mR2,故6.BD解析設(shè)地球質(zhì)量為m0,空間站質(zhì)量為m,依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力有Gm0m(R+h)2=m(R+h)4π2T2,解得m7.C解析設(shè)太陽的半徑為R,地球到太陽的距離為d,則rR=Ld,地球繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng),有Gm0md2=m8.D解析地球表面的重力加速度大小可表示為g=Gm0R02,對(duì)衛(wèi)星由引力作為向心力可得Gm0m(kR0)2=mv2kR0,聯(lián)立解得“澳門科學(xué)一號(hào)”的線速度大小為v=gR0k,A9.C解析牛頓力學(xué)適用于宏觀、低速物體的運(yùn)動(dòng),而探討微觀粒子的波動(dòng)性時(shí)牛頓力學(xué)不再適用,故A、B、D正確,與題意不符;C錯(cuò)誤,與題意相符。10.ACD解析依據(jù)題意,由萬有引力等于重力和萬有引力供應(yīng)向心力有Gm0mR2=mg=mv2R,解得第一宇宙速度為v=gR,則該衛(wèi)星的放射速度確定大于gR,故A正確;依據(jù)題意,由萬有引力等于重力有Gm0mR2=mg,解得地球的質(zhì)量為m0=gR2G,故B錯(cuò)誤;依據(jù)題意,由萬有引力等于重力有Gm011.B解析依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力,有Gm0m(R+h)2=m2πT2(R+h),解得T=2π(R+h)3Gm0,由于組合體的軌道高