專題07-太陽系模型-高考物理萬有引力與航天常用模型(原卷版)

高考物理《萬有引力與航天》常用模型最新模擬題精練專題07.太陽系模型選擇題1.（2023云南昆明云南師大附中質(zhì)檢）地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，但哈雷彗星的軌道則是一個非常扁的橢圓，近日點離太陽中心的距離為0.586AU（1AU=地球到太陽的平均距離），在近日點哈雷彗星的速度大小為55km/s，遠日點離太陽中心的距離為35.1AU。則下列說法正確的是（）A.哈雷彗星在近日點的加速度大小小于地球的加速度大小B.已知地球公轉(zhuǎn)周期，不可以求出哈雷彗星的公轉(zhuǎn)周期C.根據(jù)題目所給條件以及“面積定律”，可以近似求出哈雷彗星在遠日點的速度大小D.因哈雷彗星在近日點速度過大，研究它的運動時不能用經(jīng)典力學來處理2.（2023湖南頂級名校質(zhì)檢）如圖所示，是某小行星繞太陽運動的橢圓軌道，M、N、P是小行星依次經(jīng)過的三個位置，、為橢圓的兩個焦點。小行星由M到N和由N到P的過程中，通過的路程相等，小行星與太陽中心的連線掃過的面積分別為和。已知由M到N過程中，太陽的引力對小行星做正功。下列判斷正確的是（）A.太陽位于焦點處B.C.在M和N處，小行星的動能D.在N和P處，小行星的加速度3.（2022山東泰安三模）火星是太陽的行星，直徑約為地球的0.5倍，質(zhì)量約為地球的0.1倍。火星、地球繞太陽的公轉(zhuǎn)可近似為勻速圓周運動，且火星的軌道半徑約為地球軌道半徑的1.5倍。以T、Ek分別表示火星和地球繞太陽運動的周期和動能，以g、v分別表示火星和地球的表面重力加速度和第一宇宙速度，則有（）A. B. C. D.4.（2022北京東城區(qū)高三下一模）．火星和地球繞太陽的運動均可視為勻速圓周運動，火星公轉(zhuǎn)軌道的半徑與地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑之比為，則火星與地球繞太陽運動的（）A．角速度大小之比為B．線速度大小之比為C．周期之比為D．向心加速度大小之比為5..(2021鄭州三模)木星的衛(wèi)星中有4顆是伽利略發(fā)現(xiàn)的，稱為伽利略衛(wèi)星，其中三顆衛(wèi)星的周期之比為1:2:4.小華同學打算根據(jù)萬有引力的知識計算木衛(wèi)二繞木星運動的周期T,它收集到了如下一些數(shù)據(jù)。木衛(wèi)二的數(shù)據(jù)：質(zhì)量為m1=4.8×1022kg、繞木星做勻速圓周運動的軌道半徑為r1=6.7×108m.木星的數(shù)據(jù)：質(zhì)量為m2=1.9×1027kg、半徑為r2=7.1×107m、自轉(zhuǎn)周期為T1=9.8h.但他不知道怎樣做，請你幫助他選出計算木衛(wèi)二繞木星運動的周期的計算公式A.T=T1B.T=C.T=D.T=6.（2022湖南衡陽期中）2022年2月4日北京冬奧會開幕式以二十四節(jié)氣為倒計時，最后定格于立春節(jié)氣，驚艷全球，二十四節(jié)氣，代表著地球在公轉(zhuǎn)軌道上的二十四個不同的位置，如圖所示，從天體物理學可知地球沿橢圓軌道繞太陽運動所處四個位置，分別對應我國的四個節(jié)氣，以下說法正確的是（）A.地球繞太陽運行方向（正對紙面）是順時針方向B.地球繞太陽做勻速率橢圓軌道運動C.地球從夏至至秋分的時間小于地球公轉(zhuǎn)周期的四分之一D.冬至時地球公轉(zhuǎn)速度最大7.（2022山東濟寧期中）金星、地球和火星繞太陽的運動均可以視為勻速圓周運動，已知它們的軌道半徑，它們的向心加速度大小分別為、、，它們沿軌道運行的速率分別為、、，它們沿軌道運行的周期分別為、、。則（)A.>> B.>> C.>> D.>>8．（2021廣東八省聯(lián)考）科幻電影《流浪地球》中講述了人類想方設法讓地球脫離太陽系的故事．地球流浪途中在接近木星時被木星吸引，當?shù)厍蚩煲矒裟拘堑奈ｋU時刻，點燃木星產(chǎn)生強大氣流推開地球拯救了地球．若逃逸前，地球、木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，且航天器在地球表面的重力為G1，在木星表面的重力為G2；地球與木星均可視為球體，其半徑分別為R1、R2，則下列說法正確的是（）A．地球逃逸前，發(fā)射的航天器逃出太陽系的最小速度為B．木星與地球的第一宇宙速度之比為C．地球與木星繞太陽公轉(zhuǎn)周期之比的立方等于它們軌道半長軸之比的平方D．地球與木星的質(zhì)量之比為9.（2020山西臨汾模擬）太陽周圍除了八大行星,還有許多的小行星,在火星軌道與木星軌道之間有-.個小行星帶.假設此小行星帶中的行星只受太陽引力作用，并繞太陽做勻速圓周運動,則A.小行星帶中各行星繞太陽做圓周運動周期相同B.小行星帶中各行星繞太陽做圓周運動加速度大于火星做圓周運動的C.小行星帶中各行星繞太陽做圓周運動周期大于木星公轉(zhuǎn)周期D.小行星帶中某兩顆行星線速度大小不同,受到太陽引力可能相同10.（2020河南五市聯(lián)考）我國計劃在2020年7月發(fā)射火星探測器,預計經(jīng)過10個月的飛行,火星探測器2021年到達火星,著陸火星表面并進行巡視探測。假設探測器在火星表面和地球表面以相同的速度豎直上拋一物體,其在地球上落回拋出點的時間是火星上的a倍,已知地球半徑與火星半徑之比為b。不計地球和火星的自轉(zhuǎn)及其表面氣體的阻力。下列說法正確的是A.地球與火星繞太陽運動時,它們與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等B.地球與火星表面的重力加速度大小之比為1∶aC.地球與火星的質(zhì)量之比為a∶b2D.地球與火星的第一宇宙速度大小之比為11.（2020安徽合肥一模）如圖所示，金星和火星均繞太陽做勻速圓周運動，金星半徑是火星半徑的n倍，金星質(zhì)量為火星質(zhì)量的K倍。忽略行星的自轉(zhuǎn)。則下列說法正確的是A.金星表面的重力加速度是火星的倍B.金星的第一宇宙速度是火星的倍C.金星繞太陽運動的加速度比火星大D.金星到太陽運動的周期比火星大12.（2020四川遂寧二中模擬3）土星環(huán)被認為是太陽系內(nèi)所觀察到的令人印象最深刻的景觀，土星環(huán)在赤道上方可延伸至120700公里處，其主要成分是水冰和無定型碳。環(huán)的內(nèi)層可以看做土星的一部分，而外層則是繞著土星做獨立的圓周運動，則A．對于外層中的物體而言，軌道越高則線速度越大B．對于內(nèi)層中的物體而言，軌道越高則加速度越小C．若外層區(qū)域存在稀薄大氣，外層物質(zhì)軌道將降低，降低過程中機械能將增大D．若外層區(qū)域存在稀薄大氣，外層物質(zhì)軌道將降低，降低過程中線速度將增大13.（2020年4月貴州模擬）地球和木星繞太陽運行的軌道都可以看作是圓形的。已知木星的軌道半徑約為地球軌道半徑的5.2倍，則木星與地球繞太陽運行的線速度之比約為（）A．0.19B．0.44C．2.3D．5.214.（2020全國I卷高考仿真模擬1）如圖，海王星繞太陽沿橢圓軌道運動，P為近日點，Q為遠日點，M、N為軌道短軸的兩個端點，運行的周期為T0，若只考慮海王星和太陽之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)過M、Q到N的運動過程中()A.從P到M所用的時間等于eq\f(T0,4)B.從Q到N階段，機械能逐漸變大C.從P到Q階段，速率逐漸變小D.從M到N階段，萬有引力對它先做負功后做正功15.從秦始皇七年（公元前240年）起，哈雷彗星的每次回歸，我國均有記錄，這些連續(xù)的、較精確可靠的史料在近現(xiàn)代的天體探索中發(fā)揮了重要的作用。已知哈雷彗星繞太陽運行的軌道為橢圓軌道，平均周期約為76年，其近日點離太陽的距離約為地球與太陽之間距離的0.6倍，下次通過近日點的時間為2061年。根據(jù)以上信息，可估算出現(xiàn)在哈雷彗星離太陽的距離約為地球與太陽之間距離的（）A.30倍 B.150

倍 C.600

倍 D.1200

倍16．（6分）（2023湖南長郡質(zhì)檢）如圖所示，地球繞太陽的運動與月亮繞地球的運動可簡化成同一平面內(nèi)的勻速圓周運動，農(nóng)歷初一前后太陽與月亮對地球的合力約為F1，農(nóng)歷十五前后太陽與月亮對地球的合力約為F2，則農(nóng)歷初八前后太陽與月亮對地球的合力表達式正確的是（）A．F1+F2 B． C． D．17.已知月球繞地球做勻速圓周運動的向心加速度大小為a1，地球繞太陽做勻速圓周運動的向心加速度大小為a2，月球表面的重力加速度大小為g1，地球表面的重力加速度大小為g2，地球的半徑為R，引力常量為G，則下列判斷正確的是A.月球的半徑為B.地球的質(zhì)量為C.月球繞地球做圓周運動的軌道半徑為D.地球繞太陽做圓周運動的軌道半徑為18.如圖，海王星繞太陽沿橢圓軌道運動，P為近日點，Q為遠日點，M、N為軌道短軸的兩個端點，運行的周期為T0，若只考慮海王星和太陽之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)過M、Q到N的運動過程中()A．從P到M所用的時間等于B．從Q到N階段，機械能逐漸變大C．從P到Q階段，速率逐漸變小D．從M到N階段，萬有引力對它先做負功后做正功19.（2016·海南）通過觀察冥王星的衛(wèi)星，可以推算出冥王星的質(zhì)量。假設衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運動，除了引力常量外，至少還需要兩個物理量才能計算出冥王星的質(zhì)量。這兩個物理量可以是A.衛(wèi)星的速度和角速度B.衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑C.衛(wèi)星的質(zhì)量和角速度D.衛(wèi)星的運行周期和軌道半徑20.下表是一些有關火星和地球的數(shù)據(jù)，利用萬有引力常量G和表中選擇的一些信息可以完成的估算是A.選擇②⑤可以估算地球質(zhì)量B選擇①④可以估算太陽的密度C.選擇①③④可以估算火星公轉(zhuǎn)的線速度D選擇①②④可以估算太陽對地球的吸引力21．火星被認為是太陽系中最有可能存在地外生命的行星，對人類來說充滿著神秘。為了更進一步探究火星，發(fā)射一顆火星的同步衛(wèi)星，已知火星的質(zhì)量為地球質(zhì)量的p倍，火星自轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，均為T，地球表面的重力加速度為g，地球的半徑為R，則火星的同步衛(wèi)星與火星中心的距離為()A.eq\r(3,\f(gR2T2,4π2p)) B.eq\r(3,\f(gRT2p,4π2))C.eq\r(3,\f(pgR2T2,4π2)) D.eq\r(3,\f(gRT2,4π2p))22(2014·新課標全國卷Ⅰ，19)太陽系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動。當?shù)厍蚯『眠\行到某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學稱為“行星沖日”。據(jù)報道，2014年各行星沖日時間分別是：1月6日木星沖日；4月9日火星沖日；5月11日土星沖日；8月29日海王星沖日；10月8日天王星沖日。已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示。則下列判斷正確的是()地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑(AU)1.01.55.29.51930A.各地外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B.在2015年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日C.天王星相鄰兩次沖日的時間間隔為土星的一半D.地外行星中，海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最短23．海王星是太陽系中距離太陽最遠的行星，它的質(zhì)量為地球質(zhì)量的p倍，半徑為地球半徑的n倍，海王星到太陽的距離為地球到太陽距離的k倍。若地球、海王星均繞太陽做勻速圓周運動，忽略星球自轉(zhuǎn)。下列說法正確的是A.海王星公轉(zhuǎn)周期為年B海王星繞太陽做圓周運動線速度大小是地球繞太陽做圓周運動線速度大小的倍C.海王星繞太陽做圓周運動的向心加速度是地球繞太陽做圓周運動的向心加速度的倍D.海王星的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的倍二．計算題1.萬有引力定律揭示了天體運動規(guī)律與地上物體運動規(guī)律具有內(nèi)在的一致性。（1）用彈簧秤稱量一個相對于地球靜止的小物體的重量，隨稱量位置的變化可能會有不同的結果。已知地球質(zhì)量為M，自轉(zhuǎn)周期為T，萬有引力常量為G。將地球看作是半徑為