内容正文:
第七章 万有引力与宇宙航天
考点卷
目录
考点01 开普勒行星运动定律 2
考点02 计算中心天体的质量和密度 3
考点03 宇宙航行 5
考点04 同步卫星与近地卫星 7
考点05 双星和多星问题 9
考点01 开普勒行星运动定律
1.如图所示,八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转,下列说法中正确的是( )
A.太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上
B.火星绕太阳运行过程中,速率不变
C.土星比地球的公转周期小
D.地球和土星分别与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等
2.2022年11月12日10时03分,在我国文昌航天发射场,“长征七号”遥六运载火箭搭载的“天舟五号”货运飞船发射升空。飞船随后与在轨运行的空间站组合体进行了自主快速交会对接。如图所示,实线椭圆为空间站组合体的运行轨迹,O为地心,为椭圆的四等分点,近地点A处的虚线内切圆的半径为a,远地点C处的虚线外切圆的半径为ka。已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,组合体与地心连线在时间内扫过的面积为,忽略地球自转的影响,则下列说法正确的是( )
A.组合体从A运动到B的时间等于
B.组合体从C运动到A的过程中,万有引力的冲量等于零
C.若组合体释放一枚小卫星至外切圆轨道上,则该小卫星需要在C处减速
D.椭圆轨道的面积为
3.A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动互相追逐,时而近时而远,它们之间的距离随时间变化的关系如图所示,不考虑A、B之间的万有引力,万有引力常量为G,已知卫星A的线速度大于卫星B的线速度,则( )
A.两颗卫星的半径之比
B.两颗卫星的周期之比
C.两颗卫星的线速度之比
D.两颗卫星的角速度之比
4.地球的公转轨道接近圆,哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷成功预言了哈雷慧星的回归。哈雷慧星最近出现的时间是1986年,预计下次飞近地球将在2061年左右。已知哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为,线速度大小为,加速度大小为;在远日点与太阳中心的距离为,线速度大小为,加速度大小为,万有引力常量为G。以下说法正确的是( )
A.
B.
C.哈雷彗星在近日点的速度一定大于地球的公转速度
D.哈雷彗星椭圆轨道的半长轴是地球公转轨道半径的75倍
5.2023年7月10日,经国际天文学联合会小行星命名委员会批准,中国科学院紫金山天文台发现的国际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示,地球绕日运行近视为圆轨道,“樊锦诗星”绕日运行为椭圆轨道,其轨道半长轴为3.18天文单位(日地距离为1天文单位),远日点到太阳中心距离为4.86天文单位。下列说法正确的是( )
A.“樊锦诗星”绕太阳转动一圈,需要3.18年
B.“樊锦诗星”在近日点离太阳中心的距离为1.5天文单位
C.“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为
D.“樊锦诗星”、地球分别跟太阳中心的连线,在相等时间内扫过的面积相等
6.太阳系各大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个行星和太阳之间,且三者几乎成一条直线时,在天文学中称为“行星冲日”现象。已知太阳系中部分行星的轨道半径、公转周期和2023年冲日时间如下表所示,下列说法正确的是( )
行星
地球
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径(AU)
1.0
5.2
9.5
19
30
公转周期(年)
1.0
29.46
84.81
164.8
2023年冲日时间
11月3日
8月27日
11月14日
9月19日
A.表内所列行星中,地球绕太阳做圆周运动的向心加速度最小
B.木星的公转周期约为12年
C.海王星2024年冲日时间预计在9月
D.行星轨道半径越大,相邻两次冲日时间间隔越长
【答案】BC
7.新中国成立后发现的首颗彗星——“紫金山1号”彗星于2024年1月29日经过近地点,我国公众可以借助天文望远镜一睹其风采。“紫金山1号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆,它的近日点到太阳中心的距离约为地球公转半径的1.5倍,远日点到太阳中心的距离约为地球公转半径的5.5倍,下列说法正确的是( )
A.彗星在近日点的速率大于在远日点速率
B.彗星在近日点的向心加速度大于它在远日点的向心加速度
C.“紫金山1号”彗星的周期是7年
D.若忽略质量损失,彗星从远日回归到近日点的过程中,机械能增大
8.如图,某侦察卫星在赤道平面内自西向东绕地球做匀速圆周运动,对该卫星监测发现,该卫星离我国北斗三号系统中的地球同步轨道卫星的最近距离为r,最远距离为。则下列判断正确的是( )
A.该侦察卫星的轨道半径为r
B.该侦察卫星的运行周期为8h
C.该侦察卫星和某地球同步卫星前后两次相距最近的时间间隔为
D.该