课时分层作业13 万有引力与航天(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

课时分层作业(十三)　万有引力与航天 题组一　开普勒定律的应用 1.2022年5月，“墨子号”量子科学实验卫星首次实现了地球上相距1 200公里两个地面站之间的量子态远程运输。“墨子号”运行轨道为如图所示的椭圆轨道，地球E位于椭圆的一个焦点上，轨道上标记了“墨子号”卫星经过相等时间间隔(Δt＝，T为轨道周期)的位置。如果作用在卫星上的力只有地球E对卫星的万有引力，则下列说法正确的是(　　) A．面积S1>S2 B．卫星在轨道A点的速度小于在B点的速度 C．T2＝Ca3，其中C为常数，a为椭圆半长轴 D．T2＝C′b3，其中C′为常数，b为椭圆半短轴 2.如图所示，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，速率逐渐变大 D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功 题组二　万有引力定律的理解及应用 3.(2022·山东卷)“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，恰好绕地球运动n圈。已知地球半径为地轴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． 题组三　宇宙速度及卫星运行参量的分析计算 4．(2021·江苏省新高考适应性考试)2020年12月3日，“嫦娥五号”上升器携带月壤样品成功回到预定环月轨道，这是我国首次实现地外天体起飞。环月轨道可以近似为圆轨道，已知轨道半径为r，月球质量为M，引力常量为G。则上升器在环月轨道运行的速度为(　　) A. B． C. D． 5．用m表示地球同步卫星的质量，h表示它离地面的高度，R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，ω表示地球自转的角速度，则(　　) A．同步卫星内的仪器不受重力 B．同步卫星的线速度大小为ωR C．地球对同步卫星的万有引力大小为 D．同步卫星的向心力大小为 6．(2022·浙江卷)神舟十三号飞船采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离天和核心舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则(　　) A．天和核心舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大 B．返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力 C．质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行 D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒 7．质量不等的两星体在相互间的万有引力作用下，绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动，构成双星系统。由天文观察测得其运动周期为T，两星体之间的距离为r，已知引力常量为G。下列说法正确的是 (　　) A．双星系统的平均密度为 B．O点离质量较大的星体较远 C．双星系统的总质量为 D．若在O点放一物体，则物体受两星体的万有引力合力为零 题组四　卫星发射与变轨问题 8．(2023·江苏南通高三月考)北斗问天，国之夙愿，我国“北斗三号”系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍，则该地球静止轨道卫星(　　) A．其发射速度一定大于11.2 km/s B．在轨道上运动的线速度一定小于7.9 km/s C．环绕地球运动的轨道可能是椭圆 D．它可以经过北京正上空，所以我国能利用它进行电视转播 9．如图为某火星探测器进行“平面轨道调整”过程的示意图，图中虚线轨道所在平面与实线轨道所在平面垂直。探测器由远处经A点进入轨道1，经B点进入轨道2，经C点进入轨道3，再经C点进入轨道4。上述过程仅在点A、B、C启动发动机点火，A、B、C、D、E各点均为各自所在轨道的近火点或远火点，各点间的轨道均为椭圆。以下说法正确的是(　　) A．探测器经过E点的机械能大于D点的机械能 B．在B点发动机点火过程中推力对探测器做正功 C．探测器经过E点的速度一定大于火星的第一宇宙速度 D．探测器从A点运行到B点的时间大于在轨道2上从B点运行到C点的时间 10.(2023·江苏高三月考)2022年8月15日发生了土星冲日现象，如图所示，土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与土星之间。此时土星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察。地球和土星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球一年绕太阳一周，土星约29.5年绕太阳一周。则(　　) A．地球绕太阳运转的向心加速度小于土星绕太阳运转的向心加速度 B．地球绕太阳运转的运行速度比土星绕太阳运转的运行速度小 C．2021年没有出现土星冲日现象 D．土星冲日现象下一次出现的时间是2023年 11