适用于新高考新教材浙江专版2025届高考物理一轮总复习第4单元曲线运动万有引力与航天作业12万有引力与天体运动相对论新人教版

作业12万有引力与天体运动相对论

A组基础达标微练一开普勒定律与行星运动1.关于行星运动的规律,下列说法正确的是()A.全部行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的中心处B.行星在椭圆轨道上运行速率是变更的,离太阳越远,运行速率越大C.离太阳的平均距离越大的行星,绕太阳公转的周期越大D.不同轨道上的行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等2.(2024浙江新昌中学高三选考模拟)百武彗星是人类第一次探测到放射X射线的彗星,它的近日点仅0.1AU,周期很长(200年以上)。已知地球的轨道半径为1AU,只考虑行星与太阳间的作用力,说法正确的是()A.百武彗星在近日点的速度比在远日点的速度小B.百武彗星轨道的半长轴大于地球的轨道半径C.太阳处在百武彗星椭圆轨道的中心点上D.在远离太阳的过程中,百武彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积渐渐增大3.天问一号进入环绕火星轨道的简化飞行路途图如图所示,在P点进入地火转移轨道,在Q点被火星俘获。已知火星的轨道半径是地球轨道半径的1.5倍,则下列说法正确的是()A.天问一号在地火转移轨道的周期大于火星的公转周期B.相等时间内天问一号与太阳的连线扫过的面积等于火星与太阳的连线扫过的面积C.在地火转移轨道上天问一号经过P点的速度小于经过Q点的速度D.天问一号从放射到被火星俘获,阅历的时间约255天微练二万有引力及其与重力的关系4.某球形行星质量分布匀整。若航天员到达该星球后,测得该行星赤道上的重力加速度为g1、两极的重力加速度为g2、自转周期为T,则该行星的半径为()A.g1B.gC.(gD.(5.(多选)万有引力定律能够很好地将天体运动规律与地球上物体运动规律具有内在一样性统一起来,用弹簧测力计称量一个相对于地球静止的质量为m的小物体的重力,随称量位置的变更可能会有不同的结果,已知地球质量为m0,引力常量为G,将地球视为半径为R、质量分布匀整的球体,下列说法正确的是()A.在北极地面称量时,弹簧测力计示数F0=GB.在赤道地面称量时,弹簧测力计示数F1=GC.在北极上空高出地面h处称量时,弹簧测力计示数F2=GD.在粗略的计算中,可以认为地面旁边物体受到地球的引力等于重力微练三天体质量及密度的计算6.(多选)2024年11月30日,神舟十五号载人飞船自主快速交会对接于天和核心舱前向端口,中国空间站首次形成“三舱三船”组合体,达到当前设计的最大构型。中国空间站在离地面400km高度的圆轨道,做周期为90min的圆周运动,地球半径为6400km,已知引力常量G。由上述资料可以估算出()A.地球自转的周期B.地球的平均密度C.空间站的质量D.地球表面的重力加速度7.(2024浙江金丽衢十二校高三选考模拟)为了估测太阳的密度,某物理爱好小组的同学在山顶通过一圆环水平视察早上初升的太阳,如图甲所示,调整圆环的位置,当太阳刚好和圆环的内圈重叠时,测出观测点到圆环的距离为L,如图乙所示,已知圆环内圈的半径为r≪L,地球绕太阳公转的周期为T,引力常量为G,球的体积公式V=43πR3,则太阳的密度可近似地表示为(A.3πB.GC.3πD.38.(2024浙江9+1联盟高三选考模拟)2024年5月21日,我国在酒泉卫星放射中心用长征二号丙运载火箭,胜利放射首颗内地与澳门合作研制的空间科学卫星“澳门科学一号”。若“澳门科学一号”入轨后,在到地心距离为kR0(其中k为大于1的常数,R0为地球的半径)的轨道上做匀速圆周运动,地球表面的重力加速度大小为g,引力常量为G,球的体积V=43πr3(r为球的半径),则下列说法正确的是(A.“澳门科学一号”的线速度大小为gB.“澳门科学一号”的线速度大小为kgC.地球的平均密度为4D.地球的平均密度为3微练四相对论时空观与牛顿力学的局限性9.牛顿力学不适用于下列哪些运动()A.火箭的放射B.宇宙飞船绕地球的运动C.微观粒子的波动性D.“志气号”宇宙探测器的运行B组综合提升10.(多选)2024年4月16日,我国首颗低倾角轨道降水测量卫星——“风云三号”G星在酒泉卫星放射中心胜利放射。已知地球表面的重力加速度大小为g,地球可视为半径为R的球体,引力常量为G,若“风云三号”G星入轨后绕地球做匀速圆周运动,轨道半径为r,则下列说法正确的是()A.该卫星的放射速度确定大于gRB.地球的质量为gRC.“风云三号”G星入轨后绕地球做匀速圆周运动的加速度为gRD.“风云三号”G星的周期为2πr11.(2024浙江温州高三一模)2024年7月25日,问天试验舱胜利与轨道高度约为430km的天和核心舱完成对接,对接后组合体绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知地球半径R,引力常量G,地球表面重力加速度g,依据题中所给条件,下列说法正确的是()A.组合体的周期大于24小时B.可以计算出地球的平均密度C.组合体的向心加速度小于赤道上物体随地球自转的向心加速度D.若试验舱内有一单摆装置,将摆球拉开一个小角度静止释放会做简谐运动12.(2024浙江义乌高三三模)2024年4月14日,我国首颗综合性太阳探测卫星“夸父一号”观测部分数据完成了国内外无差别开放,实现了数据共享,体现了大国担当。如图所示,“夸父一号”卫星和另一颗卫星分别沿圆轨道、椭圆轨道绕地球逆时针运动,圆的半径与椭圆的半长轴相等,两轨道相交于A、B两点,某时刻两卫星与地球在同始终线上,下列说法不正确的是()A.两卫星在图示位置的速度v1<v2B.两卫星在A处的加速度大小相等C.两颗卫星在A或B点处不行能相遇D.两颗卫星的运动周期相等参考答案作业12万有引力与天体运动相对论1.C解析依据开普勒第确定律可知,全部行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的焦点处,故A错误;依据开普勒其次定律可知,行星在椭圆轨道上运行速率是变更的,离太阳越远,运行速率越小,故B错误;依据开普勒第三定律可知,离太阳的平均距离越大的行星,绕太阳公转的周期越大,故C正确;依据开普勒其次定律可知,对于同一行星,行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,故D错误。2.B解析由开普勒其次定律可知百武彗星在近日点的速度比在远日点的速度大,故A错误;依据开普勒第三定律a3T2=k,由于百武彗星轨道的周期大于地球公转周期,所以百武彗星轨道的半长轴大于地球的轨道半径,故B正确;太阳处在百武彗星椭圆轨道的焦点上,故C3.D解析地火转移轨道的半长轴小于火星的公转半径,据开普勒第三定律可知,天问一号在地火转移轨道的周期小于火星的公转周期,A错误;据开普勒其次定律可知,相等时间内天问一号与太阳的连线扫过的面积相等,相等时间内火星与太阳的连线扫过的面积相等,但相等时间内天问一号与太阳的连线扫过的面积不等于火星与太阳的连线扫过的面积,B错误;据开普勒其次定律可知,在地火转移轨道上天问一号经过P点的速度大于经过Q点的速度,C错误;地火转移轨道的半长轴为a=R+1.5R2=1.25R,天问一号在地火转移轨道上运动和绕地球做匀速圆周运动过程,据开普勒第三定律可得T12T地2=aR4.C解析在赤道,依据万有引力与重力的关系有Gm0mR2=mg1+m4π2T2R,在两极,有G5.ACD解析北极地面物体万有引力等于重力,则有F0=Gm0mR2,故A正确;在赤道地面称量时,万有引力等于重力加上随地球一起自转所须要的向心力,则有F1<Gm0mR2,故6.BD解析设地球质量为m0,空间站质量为m,依据万有引力供应向心力有Gm0m(R+h)2=m(R+h)4π2T2,解得m7.C解析设太阳的半径为R,地球到太阳的距离为d,则rR=Ld,地球绕太阳做圆周运动,有Gm0md2=m8.D解析地球表面的重力加速度大小可表示为g=Gm0R02,对卫星由引力作为向心力可得Gm0m(kR0)2=mv2kR0,联立解得“澳门科学一号”的线速度大小为v=gR0k,A9.C解析牛顿力学适用于宏观、低速物体的运动,而探讨微观粒子的波动性时牛顿力学不再适用,故A、B、D正确,与题意不符;C错误,与题意相符。10.ACD解析依据题意,由万有引力等于重力和万有引力供应向心力有Gm0mR2=mg=mv2R,解得第一宇宙速度为v=gR,则该卫星的放射速度确定大于gR,故A正确;依据题意,由万有引力等于重力有Gm0mR2=mg,解得地球的质量为m0=gR2G,故B错误;依据题意,由万有引力等于重力有Gm011.B解析依据万有引力供应向心力,有Gm0m(R+h)2=m2πT2(R+h),解得T=2π(R+h)3Gm0,由于组合体的轨道高