第5章 第1课时 万有引力定律及其应用-【直击双1流】2023版高考物理真题分类全刷

第 5 章 　 万有引力与航天 第 1 课时 　 万有引力定律及其应用 1 开普勒行星运动定律 1. (2022 湖南卷,8,5 分,★★)(多选) 如图, 火星与地球近似在同一平面内,绕太阳沿 同一方向做匀速圆周运动, 火星的轨道半 径大约是地球的 1. 5 倍。 地球上的观测者 在大多数的时间内观测到火星相对于恒星 背景由西向东运动,称为顺行;有时观测到 火星由东向西运动,称为逆行。 当火星、地 球、太阳三者在同一直线上,且太阳和火星 位于地球两侧时,称为火星冲日。 忽略地 球自转,只考虑太阳对行星的引力,下列说 法正确的是 (　 　 ) A. 火星的公转周期大约是地球的 8 27 倍 B. 在冲日处,地球上的观测者观测到火星 的运动为顺行 C. 在冲日处,地球上的观测者观测到火星 的运动为逆行 D. 在冲日处,火星相对于地球的速度最小 2. (2018 课标 Ⅲ,15,6 分,★★) 为了探测引 力波,天琴计划预计发射地球卫星 P,其轨 道半径约为地球半径的 16 倍;另一地球卫 星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。 P与 Q 的周期之比约为 (　 　 ) A. 2 ∶ 1 B. 4 ∶ 1 C. 8 ∶ 1 D. 16 ∶ 1 3. (2016 课标 Ⅲ,14,6 分,★) 关于行星运动 的规律,下列说法符合史实的是 (　 　 ) A. 开普勒在牛顿定律的基础上,导出了行 星运动的规律 B. 开普勒在天文观测数据的基础上,总结 出了行星运动的规律 C. 开普勒总结出了行星运动的规律,找出 了行星按照这些规律运动的原因 D. 开普勒总结出了行星运动的规律,发现 了万有引力定律 4. (2014 课标 Ⅰ,19,6 分,★★★)(多选) 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 直线时的现象,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. 0 1. 5 5. 2 9. 5 19 30 A. 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 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 65 5. (2011 重庆卷,21,6 分,★★) 某行星和地 球绕太阳公转的轨道均可视为圆。 每过 N 年,该行星会运行到日地连线的延长线上, 如图所示。 该行星与地球的公转半径之 比为 (　 　 ) A. (N + 1 N ) 2 3 B. ( N N - 1 ) 2 3 C. (N + 1 N ) 3 2 D. ( N N - 1 ) 3 2 2 万有引力定律及其应用 6. (2022 全国卷乙,14,6 分,★★)2022 年 3 月,中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在 离地球表面约 400 km 的天宫二号空间站上 通过天地连线,为同学们上了一堂精彩的 科学课。 通过直播画面可以看到,在近地 圆轨道上飞行的天宫二号中,航天员可以 自由地漂浮,这表明他们 (　 　 ) A. 所受地球引力的大小近似为零 B. 所受地球引力与飞船对其作用力两者的 合力近似为零 C. 所受地球引力的大小与其随飞船运动所 需向心力的大小近似相等 D. 在地球表面上所受引力的大小小于其随 飞船运动所需向心力的大小 7. (2022 山东卷,6,3 分,★★★) 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. (gR 2T2 2π2n2 ) 1 3 - R B. (gR 2T2 2