内容正文:
特色小卷7 万有引力定律及其应用
[时间:50分钟 满分:100分]
一、单项选择题(每小题6分,共10题,共60分)
如图所示,土星和火星都在围绕太阳公转,根据开普勒行星运动定律可知( )
A.火星轨道是椭圆,土星轨道是圆
B.土星比火星的公转周期大
C.火星远离太阳的过程中,它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大
D.相同时间内,土星与太阳的连线扫过的面积等于火星与太阳的连线扫过的面积
木星是行星中的巨无霸,质量是地球的318倍,体积是地球的1 316倍。木卫三是木星最大的卫星,绕木星公转的轨道半径为地球的同步轨道半径的25.4倍,则木卫三的周期约为( )
A.3天 B.5天 C.7天 D.12天
2020年12月17日,“嫦娥五号”月球采样返回器带回了1 731克月壤,“1 731”每一个数字都有特殊意义。“17”,可以理解为中国探月工程走过了17年;“3”,指的是中国探月工程实现了“绕”“落”“回”三步走;“1”,指的是这一系列的工程任务都是一次成功。已知月球与地球质量之比为a,半径之比为b,则这1 731克土在月球表面与地球表面的重力之比约为( )
A. B. C. D.
天文爱好者小郭在2021年10月29日通过某个卫星过境的手机软件获得中国空间站过境运行轨迹(如图甲),通过微信小程序“简单夜空”,点击“中国空间站过境查询”,获得中国空间站过境连续两次最佳观察时间信息(如图乙,11月2日开始时间17:50:08和11月3日开始时间18:28:40),这两次连续过境中空间站绕地球共转过16圈,但因白天天空太亮或夜晚空间站处在地球阴影中而造成观察时机不佳。地球自转周期为24 h,不考虑空间站轨道修正,由以上信息可得同步卫星的轨道半径是空间站轨道半径的( )
A.3.6倍 B.6.3倍
C.9.6倍 D.12倍
2021年2月,执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后,进入与火星表面的最近距离约为2.8×105 m、最远距离为5.9×107 m的椭圆形停泊轨道,探测器在该轨道运行周期与半径为3.3×107 m的圆形轨道的周期相同,约为1.8×105 s。已知火星半径约为3.4×106 m,则火星表面处自由落体的加速度大小约为( )
A.0.37 m/s2 B.3.7 m/s2
C.8.9 m/s2 D.89 m/s2
2021年4月,中国文昌航天发射场成功将天和核心舱送入高度为340~450 km的近地轨道,下图所示为天和核心舱绕地飞行的情景图。已知中国载人空间站核心舱全长约18.1 m,最大直径约4.2 m,质量约为2×104 kg。若将核心舱入轨后的运动视为匀速圆周运动,轨道高度视为400 km,已知地球表面的重力加速度大小为g=10 m/s2,地球的半径为R=6.4×103 km。则以下关于核心舱的说法正确的是( )
A.在轨运行时的周期约为24 h
B.在轨运行时的线速度大于7.9 km/s
C.在轨运行时的向心加速度约为8.8 m/s2
D.地面发射时初动能约为6.4×1010 J
2019年9月23日5时10分,我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第47、48颗北斗导航卫星。北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图如图所示,已知P、Q、M三颗卫星均做匀速圆周运动,其中P是地球静止轨道卫星,P、Q的轨道半径相同,M的轨道半径要小于P、Q的轨道半径,则( )
A.卫星P、M的角速度ωP<ωM
B.卫星Q、M的加速度aQ>aM
C.卫星P、Q的机械能一定相等
D.卫星P、M的线速度vP>vM
2021年6月17日,“神舟十二号”载人飞船顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空,并完成了与“天和”核心舱交会对接,这标志着中国人首次进入自己的空间站。已知核心舱圆轨道离地面高度约为400 km,地球半径约为6 400 km。则( )
A.空间站的运行速度大于8 km/s
B.航天员24 h内看到日出次数一定少于18次
C.空间站的加速度小于地球同步卫星的加速度
D.在空间站中,航天员处于完全失重状态,不受地球引力
2021年9月17日13时30分许,“神舟十二号”返回舱在东风着陆场安全降落。返回舱的返回轨迹可以简化为下图所示,已知返回舱在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运行时的周期分别为T1、T2和T3,在轨道Ⅰ和Ⅲ运行时的速度大小分别为v1和v3。则( )
A.返回舱在椭圆轨道上运行周期为T2=
B.返回舱在轨道Ⅰ的机械能大于在轨道Ⅲ的机械能
C.从轨道Ⅱ上P点反向喷火减速进入轨道Ⅲ,减速前后瞬间返回舱的加速度减小
D.返回舱在轨道Ⅱ上