课时分层作业11 万有引力与宇宙航行(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)通用版

课时分层作业(十一) 1．下列说法正确的是(　　) A．丹麦天文学家第谷通过观测行星发现了行星的运动规律 B．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的中心 C．地球和太阳的连线在相同的时间内扫过的面积与金星和太阳的连线扫过的面积相等 D．地球绕太阳轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值等于金星绕太阳轨道的半长轴三次方跟公转周期的二次方的比值 D　[德国天文学家开普勒用20年的时间研究丹麦天文学家第谷的行星观测记录发现了行星的运动规律，即开普勒三个定律，故选项A错误；开普勒第一定律是所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，不是椭圆的中心，故选项B错误；开普勒第二定律是对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，不同的行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积不相等，故选项C错误；开普勒第三定律是所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期二次方的比值都相等，地球和金星都是围绕太阳运行的行星，故选项D正确。] 2．(2022·全国乙卷)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 C　[航天员在“天宫二号”空间站中可以自由漂浮，是由于航天员在“天宫二号”空间站中处于完全失重状态，飞船对航天员的作用力近似为零，所受地球引力大小不为零，选项A、B错误；航天员所受地球引力提供航天员随空间站运动的向心力，即航天员所受地球引力的大小与航天员随空间站运动所需向心力的大小近似相等，选项C正确；由万有引力定律可知，航天员在地球表面所受地球引力的大小大于航天员在空间站中所受地球引力的大小，所以在地球表面上所受引力的大小大于航天员随空间站运动所需向心力的大小，选项D错误。] 3．“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 C　[根据开普勒第二定律可知，卫星与地球的连线在相同时间内扫过的面积相等，故面积S1＝S2，选项A错误；根据开普勒第二定律可知，卫星在轨道A点的速度大于在B点的速度，选项B错误；根据开普勒第三定律可知＝C，其中C为常数，a为椭圆半长轴，选项C正确，D错误。] 4．(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，恰好绕地球运行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． C　[依题意可知卫星的绕行周期T0＝，对卫星根据牛顿第二定律可得G＝m(R＋h)·，根据黄金代换式gR2＝GM，联立解得h＝－R，C正确。] 5．某类地天体可视为质量分布均匀的球体，由于自转的原因，其表面“赤道”处的重力加速度为g1，“极点”处的重力加速度为g2，若已知自转周期为T，则该天体的半径为(　　) A． B． C． D． C　[在“极点”处：mg2＝；在其表面“赤道”处：－mg1＝mR，解得R＝，故选C。] 6．(2022·湖北卷)2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是(　　) A．组合体中的货物处于超重状态 B．组合体的速度大小略大于第一宇宙速度 C．组合体的角速度大小比地球同步卫星的大 D．组合体的加速度大小比地球同步卫星的小 C　[组合体只受万有引力的作用做圆周运动，则组合体中的货物处于失重状态，A错误；由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，而第一宇宙速度为最大的环绕速度，则组合体的速度大小不可能大于第一宇宙速度，B错误；已知同步卫星的周期为24 h，则根据角速度和周期的关系有ω＝，由于T同>T组合体，则组合体的角速度大小比地球同步卫星的大，C正确；由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，有G＝mr，整理有T＝2π，由于T同>T组合体，则r同>r组