第四章 第4讲 万有引力与航天-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮课时作业word（新教材，人教版）

第4讲　万有引力与航天 [基础对点练] 1．(开普勒定律的应用)哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆，下列说法中正确的是(　　) A．彗星在近日点的速率大于在远日点的速率 B．彗星在近日点的向心加速度小于在远日点的向心加速度 C．若彗星的运行周期为75年，则它的半长轴是地球公转半径的75倍 D．彗星在近日点的角速度小于在远日点的角速度 解析：A　[由开普勒第二定律知，在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积是相等的，所以v近>v远、ω近>ω远，故A正确，D错误；由a向＝知，a近>a远，故B错误；由开普勒第三定律得＝，当T彗＝75T地时，R彗＝R地≠75R地，故C错误．] 2．(开普勒定律的应用)如图所示，某行星绕太阳逆时针运动，轨道上有a、b、c、d四个对称点，若行星运动周期为T，则行星(　　) A．从b到d的时间tbd＝ B．从a到c的时间tac＝ C．从d经a到b的运动时间tab大于从b经c到d的时间tbd D．从a到b的时间tab> 解析：B　[根据开普勒第二定律知，在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的，行星逆时针运动，从b到d行星与太阳的连线扫过的面积大于从d到b行星与太阳的连线扫过的面积，所以tbd>，tdb<，同理可知tac＝，则A、C错误，B正确；又因为从a到b行星与太阳的连线扫过的面积小于从b到c行星与太阳的连线扫过的面积，所以tab<，D错误．] 3．(万有引力定律的应用)假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体．已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，不考虑地球自转的影响，距离地球球心为r处的重力加速度大小可能为如图像中的哪一个(　　) 解析：A　[设地球的密度为ρ，当物体处于地心时，所受万有引力为零，重力加速度为零；当距地心距离为r≤R时，只有半径为r的球体对其产生万有引力，根据G＝mg得G＝mg，解得g＝，即重力加速度g与r成正比，由此可判断选项B、D错误；当r>R时，由G＝mg得g＝＝，重力加速度g与r的平方成反比，故选项A正确，C错误．] 4．(倾斜地球同步轨道卫星)北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统．为了兼顾高纬度地区的定位和导航需要，该系统已布置了10余颗倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)，其轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，运行周期与地球自转周期相同．关于倾斜地球同步轨道卫星，下列说法正确的是(　　) A．该卫星不可能经过北京上空 B．该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相同 C．与赤道平面夹角为30°的倾斜地球同步轨道只有唯一一条 D．该卫星运行的速度大于第一宇宙速度 解析：B　[根据题目描述，倾斜地球同步轨道卫星的轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，所以有可能在运动过程中经过北京上空，故A错误；由题意可知，倾斜地球同步轨道卫星的周期与地球同步卫星的周期相同，根据T＝ 可知，该卫星的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径相同，即该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相同，B正确；由题意可知，圆心在地心，与赤道平面成30°的圆形轨道有无数个，故C错误；根据公式v＝ 可知，卫星轨道半径越大，运行速度越小，而第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以该卫星的运行速度比第一宇宙速度小，故D错误．] 5．(万有引力在天体中的应用)(2022·山东卷，6)“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星．如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直．卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈．已知地球半径为R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为(　　 ) A.－R　　 B. C.－R D. 解析：C　[地球表面的重力加速度为g，根据牛顿第二定律得＝mg，解得GM＝gR2， 根据题意可知，卫星的运行周期为T′＝， 根据牛顿第二定律，万有引力提供卫星运动的向心力，则有＝m(R＋h)， 联立解得h＝－R，故选C.] 6．(万有引力在天体中的应用)(2022·河北卷，2)2008年，我国天文学家利用国家天文台兴隆观测基地的2.16米望远镜，发现了一颗绕恒星HD173416运动的系外行星HD173416b,2019年，该恒星和行星被国际天文学联合会分别命名为“羲和”和“望舒”，天文观测得到恒星羲和的质量是太阳质量的2倍，若将望舒与地球的公转均视为匀速圆周运动，且公转的轨道半径相等．则望舒与地球公转速度大小的比值为(　　 ) A．2　　 B．2　　　 C.　　　 D. 解析：C　[地球绕太阳公转和行星望舒绕恒星羲和的匀速圆周运动都是由万有引力提供向心力，有G＝m， 解得公转的线速度大小为v＝ ， 其中中心天体的质量之比为2∶1，公转的轨道半径相等，则望舒与地球公