专题07太阳系模型-高考物理万有引力与航天常用模型最新模拟题精练

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高考物理《万有引力与航天》常用模型最新模拟题精练专题07. 太阳系模型一．   选择题1.   （2023云南昆明云南师大附中质检）地球的公转轨道接近圆，但哈雷彗星的轨道则是一个非常扁的椭圆，近日点离太阳中心的距离为0.586AU（1AU=地球到太阳的平均距离），在近日点哈雷彗星的速度大小为55km/s，远日点离太阳中心的距离为35.1AU。则下列说法正确的是（　　）A. 哈雷彗星在近日点的加速度大小小于地球的加速度大小B. 已知地球公转周期，不可以求出哈雷彗星的公转周期C. 根据题目所给条件以及“面积定律”，可以近似求出哈雷彗星在远日点的速度大小D. 因哈雷彗星在近日点速度过大，研究它的运动时不能用经典力学来处理2. （2023湖南顶级名校质检）如图所示，是某小行星绕太阳运动的椭圆轨道，M、N、P是小行星依次经过的三个位置，、为椭圆的两个焦点。小行星由M到N和由N到P的过程中，通过的路程相等，小行星与太阳中心的连线扫过的面积分别为和。已知由M到N过程中，太阳的引力对小行星做正功。下列判断正确的是（　　）A. 太阳位于焦点处B. C. 在M和N处，小行星的动能D. 在N和P处，小行星的加速度3.（2022山东泰安三模）火星是太阳的行星，直径约为地球的0.5倍，质量约为地球的0.1倍。火星、地球绕太阳的公转可近似为匀速圆周运动，且火星的轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍。以T、Ek分别表示火星和地球绕太阳运动的周期和动能，以g、v分别表示火星和地球的表面重力加速度和第一宇宙速度，则有（　　）A.  B.  C.  D. 4. （2022北京东城区高三下一模）．火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道的半径与地球公转轨道的半径之比为，则火星与地球绕太阳运动的（　　）A．角速度大小之比为B．线速度大小之比为C．周期之比为D．向心加速度大小之比为5.. (2021郑州三模)木星的卫星中有4颗是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中三颗卫星的周期之比为1:2:4.小华同学打算根据万有引力的知识计算木卫二绕木星运动的周期T,它收集到了如下一些数据。木卫二的数据：质量为m1=4.8×1022kg、绕木星做匀速圆周运动的轨道半径为r1=6.7×108m.木星的数据：质量为m2=1.9×1027kg、半径为r2=7.1×107m、自转周期为T1=9.8h.但他不知道怎样做，请你帮助他选出计算木卫二绕木星运动的周期的计算公式A.T=T1                           B.T=              C.T=       D.T=6. （2022湖南衡阳期中） 2022年2月4日北京冬奥会开幕式以二十四节气为倒计时，最后定格于立春节气，惊艳全球，二十四节气，代表着地球在公转轨道上的二十四个不同的位置，如图所示，从天体物理学可知地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处四个位置，分别对应我国的四个节气，以下说法正确的是（　　）A. 地球绕太阳运行方向（正对纸面）是顺时针方向B. 地球绕太阳做匀速率椭圆轨道运动C. 地球从夏至至秋分的时间小于地球公转周期的四分之一D. 冬至时地球公转速度最大7.（2022山东济宁期中） 金星、地球和火星绕太阳的运动均可以视为匀速圆周运动，已知它们的轨道半径，它们的向心加速度大小分别为、、，它们沿轨道运行的速率分别为、、，它们沿轨道运行的周期分别为、、。则（  )A. >> B. >> C. >> D. >>8．（2021广东八省联考）科幻电影《流浪地球》中讲述了人类想方设法让地球脱离太阳系的故事．地球流浪途中在接近木星时被木星吸引，当地球快要撞击木星的危险时刻，点燃木星产生强大气流推开地球拯救了地球．若逃逸前，地球、木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，且航天器在地球表面的重力为G1，在木星表面的重力为G2；地球与木星均可视为球体，其半径分别为R1、R2，则下列说法正确的是（　　）A．地球逃逸前，发射的航天器逃出太阳系的最小速度为B．木星与地球的第一宇宙速度之比为C．地球与木星绕太阳公转周期之比的立方等于它们轨道半长轴之比的平方D．地球与木星的质量之比为9.（2020山西临汾模拟）太阳周围除了八大行星,还有许多的小行星,在火星轨道与木星轨道之间有-.个小行星带.假设此小行星带中的行星只受太阳引力作用，并绕太阳做匀速圆周运动,则A.小行星带中各行星绕太阳做圆周运动周期相同B.小行星带中各行星绕太阳做圆周运动加速度大于火星做圆周运动的C.小行星带中各行星绕太阳做圆周运动周期大于木星公转周期D.小行星带中某两颗行星线速度大小不同,受到太阳引力可能相同 10.（2020河南五市联考）我国计划在2020年7 月发射火星探测器,预计经过10 个月的飞行,火星探测器2021年到达火星,着陆火星表面并进行巡视探测。假设探测器在火星表面和地球表面以相同的速度竖直上抛一物体,其在地球上落回抛出点的时间是火星上的a倍,已知地球半径与火星半径之比为b。不计地球和火星的自转及其表面气体的阻力。下列说法正确的是   A.地球与火星绕太阳运动时,它们与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等   B.地球与火星表面的重力加速度大小之比为1∶a   C.地球与火星的质量之比为a∶b2   D.地球与火星的第一宇宙速度大小之比为11. （2020安徽合肥一模）如图所示，金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动，金星半径是火星半径的n倍，金星质量为火星质量的K倍。忽略行星的自转。则下列说法正确的是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.金星绕太阳运动的加速度比火星大D.金星到太阳运动的周期比火星大12.（2020四川遂宁二中模拟3）土星环被认为是太阳系内所观察到的令人印象最深刻的景观，土星环在赤道上方可延伸至120700 公里处，其主要成分是水冰和无定型碳。环的内层可以看做土星的一部分，而外层则是绕着土星做独立的圆周运动，则A．对于外层中的物体而言，轨道越高则线速度越大B．对于内层中的物体而言，轨道越高则加速度越小C．若外层区域存在稀薄大气，外层物质轨道将降低，降低过程中机械能将增大D．若外层区域存在稀薄大气，外层物质轨道将降低，降低过程中线速度将增大 13. （2020年4月贵州模拟）地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的。已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为（   ）A．0.19             B．0.44             C．2.3              D． 5.214.（2020全国I卷高考仿真模拟1）如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中(　　)A.从P到M所用的时间等于B.从Q到N阶段，机械能逐渐变大C.从P到Q阶段，速率逐渐变小D.从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功15. 从秦始皇七年（公元前240年）起，哈雷彗星的每次回归，我国均有记录，这些连续的、较精确可靠的史料在近现代的天体探索中发挥了重要的作用。已知哈雷彗星绕太阳运行的轨道为椭圆轨道，平均周期约为76年，其近日点离太阳的距离约为地球与太阳之间距离的0.6倍，下次通过近日点的时间为2061年。根据以上信息，可估算出现在哈雷彗星离太阳的距离约为地球与太阳之间距离的（　　）A. 30倍 B. 150 倍 C. 600 倍 D. 1200 倍16．（6分）（2023湖南长郡质检）如图所示，地球绕太阳的运动与月亮绕地球的运动可简化成同一平面内的匀速圆周运动，农历初一前后太阳与月亮对地球的合力约为F1，农历十五前后太阳与月亮对地球的合力约为F2，则农历初八前后太阳与月亮对地球的合力表达式正确的是（　　）A．F1+F2 B． C． D．17. 已知月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a1，地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度大小为a2，月球表面的重力加速度大小为g1，地球表面的重力加速度大小为g2，地球的半径为R，引力常量为G，则下列判断正确的是A. 月球的半径为B. 地球的质量为C. 月球绕地球做圆周运动的轨道半径为D. 地球绕太阳做圆周运动的轨道半径为 18. 如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中(　　)A． 从P到M所用的时间等于B． 从Q到N阶段，机械能逐渐变大C． 从P到Q阶段，速率逐渐变小D． 从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功19. （2016·海南）通过观察冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是A.卫星的速度和角速度  B.卫星的质量和轨道半径C.卫星的质量和角速度  D.卫星的运行周期和轨道半径 20. 下表是一些有关火星和地球的数据，利用万有引力常量G和表中选择的一些信息可以完成的估算是A.选择②⑤可以估算地球质量B选择①④可以估算太阳的密度C.选择①③④可以估算火星公转的线速度D选择①②④可以估算太阳对地球的吸引力21．火星被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的行星，对人类来说充满着神秘。为了更进一步探究火星，发射一颗火星的同步卫星，已知火星的质量为地球质量的p倍，火星自转周期与地球自转周期相同，均为T，地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，则火星的同步卫星与火星中心的距离为(　　)A.   B. C.   D. 　22 (2014·新课标全国卷Ⅰ，19)太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。则下列判断正确的是(　　) 地球火星木星土星天王星海王星轨道半径(AU)1.01.55.29.51930A.各地外行星每年都会出现冲日现象 B.在2015年内一定会出现木星冲日C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D.地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短　23． 海王星是太阳系中距离太阳最远的行星，它的质量为地球质量的p倍，半径为地球半径的n倍，海王星到太阳的距离为地球到太阳距离的k倍。若地球、海王星均绕太阳做匀速圆周运动，忽略星球自转。下列说法正确的是A.海王星公转周期为年B海王星绕太阳做圆周运动线速度大小是地球绕太阳做圆周运动线速度大小的倍C.海王星绕太阳做圆周运动的向心加速度是地球绕太阳做圆周运动的向心加速度的倍D.海王星的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的倍 二．计算题1. 万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。（1）用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果。已知地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G。将地球看作是半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0。a．若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F1，求比值的表达式，并就h=1.0%R的情形计算出具体数值（计算结果保留两位有效数字）；b．若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2，求比值的表达式。（2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳的半径Rs和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%，而太阳和地球的密度不变均匀且不变，仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现在地球的1年为标准，计算“设想地球”的一年将变为多长？