專題07-太陽(yáng)系模型-高考物理萬(wàn)有引力與航天常用模型(原卷版)

高考物理《萬(wàn)有引力與航天》常用模型最新模擬題精練專題07.太陽(yáng)系模型選擇題1.（2023云南昆明云南師大附中質(zhì)檢）地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，但哈雷彗星的軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓，近日點(diǎn)離太陽(yáng)中心的距離為0.586AU（1AU=地球到太陽(yáng)的平均距離），在近日點(diǎn)哈雷彗星的速度大小為55km/s，遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽(yáng)中心的距離為35.1AU。則下列說(shuō)法正確的是（）A.哈雷彗星在近日點(diǎn)的加速度大小小于地球的加速度大小B.已知地球公轉(zhuǎn)周期，不可以求出哈雷彗星的公轉(zhuǎn)周期C.根據(jù)題目所給條件以及“面積定律”，可以近似求出哈雷彗星在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度大小D.因哈雷彗星在近日點(diǎn)速度過(guò)大，研究它的運(yùn)動(dòng)時(shí)不能用經(jīng)典力學(xué)來(lái)處理2.（2023湖南頂級(jí)名校質(zhì)檢）如圖所示，是某小行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道，M、N、P是小行星依次經(jīng)過(guò)的三個(gè)位置，、為橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)。小行星由M到N和由N到P的過(guò)程中，通過(guò)的路程相等，小行星與太陽(yáng)中心的連線掃過(guò)的面積分別為和。已知由M到N過(guò)程中，太陽(yáng)的引力對(duì)小行星做正功。下列判斷正確的是（）A.太陽(yáng)位于焦點(diǎn)處B.C.在M和N處，小行星的動(dòng)能D.在N和P處，小行星的加速度3.（2022山東泰安三模）火星是太陽(yáng)的行星，直徑約為地球的0.5倍，質(zhì)量約為地球的0.1倍?；鹦恰⒌厍蚶@太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)可近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且火星的軌道半徑約為地球軌道半徑的1.5倍。以T、Ek分別表示火星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期和動(dòng)能，以g、v分別表示火星和地球的表面重力加速度和第一宇宙速度，則有（）A. B. C. D.4.（2022北京東城區(qū)高三下一模）．火星和地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火星公轉(zhuǎn)軌道的半徑與地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑之比為，則火星與地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的（）A．角速度大小之比為B．線速度大小之比為C．周期之比為D．向心加速度大小之比為5..(2021鄭州三模)木星的衛(wèi)星中有4顆是伽利略發(fā)現(xiàn)的，稱為伽利略衛(wèi)星，其中三顆衛(wèi)星的周期之比為1:2:4.小華同學(xué)打算根據(jù)萬(wàn)有引力的知識(shí)計(jì)算木衛(wèi)二繞木星運(yùn)動(dòng)的周期T,它收集到了如下一些數(shù)據(jù)。木衛(wèi)二的數(shù)據(jù)：質(zhì)量為m1=4.8×1022kg、繞木星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r1=6.7×108m.木星的數(shù)據(jù)：質(zhì)量為m2=1.9×1027kg、半徑為r2=7.1×107m、自轉(zhuǎn)周期為T1=9.8h.但他不知道怎樣做，請(qǐng)你幫助他選出計(jì)算木衛(wèi)二繞木星運(yùn)動(dòng)的周期的計(jì)算公式A.T=T1B.T=C.T=D.T=6.（2022湖南衡陽(yáng)期中）2022年2月4日北京冬奧會(huì)開幕式以二十四節(jié)氣為倒計(jì)時(shí)，最后定格于立春節(jié)氣，驚艷全球，二十四節(jié)氣，代表著地球在公轉(zhuǎn)軌道上的二十四個(gè)不同的位置，如圖所示，從天體物理學(xué)可知地球沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)所處四個(gè)位置，分別對(duì)應(yīng)我國(guó)的四個(gè)節(jié)氣，以下說(shuō)法正確的是（）A.地球繞太陽(yáng)運(yùn)行方向（正對(duì)紙面）是順時(shí)針?lè)较駼.地球繞太陽(yáng)做勻速率橢圓軌道運(yùn)動(dòng)C.地球從夏至至秋分的時(shí)間小于地球公轉(zhuǎn)周期的四分之一D.冬至?xí)r地球公轉(zhuǎn)速度最大7.（2022山東濟(jì)寧期中）金星、地球和火星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)均可以視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知它們的軌道半徑，它們的向心加速度大小分別為、、，它們沿軌道運(yùn)行的速率分別為、、，它們沿軌道運(yùn)行的周期分別為、、。則（)A.>> B.>> C.>> D.>>8．（2021廣東八省聯(lián)考）科幻電影《流浪地球》中講述了人類想方設(shè)法讓地球脫離太陽(yáng)系的故事．地球流浪途中在接近木星時(shí)被木星吸引，當(dāng)?shù)厍蚩煲矒裟拘堑奈ｋU(xiǎn)時(shí)刻，點(diǎn)燃木星產(chǎn)生強(qiáng)大氣流推開地球拯救了地球．若逃逸前，地球、木星沿各自的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行，且航天器在地球表面的重力為G1，在木星表面的重力為G2；地球與木星均可視為球體，其半徑分別為R1、R2，則下列說(shuō)法正確的是（）A．地球逃逸前，發(fā)射的航天器逃出太陽(yáng)系的最小速度為B．木星與地球的第一宇宙速度之比為C．地球與木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期之比的立方等于它們軌道半長(zhǎng)軸之比的平方D．地球與木星的質(zhì)量之比為9.（2020山西臨汾模擬）太陽(yáng)周圍除了八大行星,還有許多的小行星,在火星軌道與木星軌道之間有-.個(gè)小行星帶.假設(shè)此小行星帶中的行星只受太陽(yáng)引力作用，并繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則A.小行星帶中各行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)周期相同B.小行星帶中各行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)加速度大于火星做圓周運(yùn)動(dòng)的C.小行星帶中各行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)周期大于木星公轉(zhuǎn)周期D.小行星帶中某兩顆行星線速度大小不同,受到太陽(yáng)引力可能相同10.（2020河南五市聯(lián)考）我國(guó)計(jì)劃在2020年7月發(fā)射火星探測(cè)器,預(yù)計(jì)經(jīng)過(guò)10個(gè)月的飛行,火星探測(cè)器2021年到達(dá)火星,著陸火星表面并進(jìn)行巡視探測(cè)。假設(shè)探測(cè)器在火星表面和地球表面以相同的速度豎直上拋一物體,其在地球上落回拋出點(diǎn)的時(shí)間是火星上的a倍,已知地球半徑與火星半徑之比為b。不計(jì)地球和火星的自轉(zhuǎn)及其表面氣體的阻力。下列說(shuō)法正確的是A.地球與火星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí),它們與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等B.地球與火星表面的重力加速度大小之比為1∶aC.地球與火星的質(zhì)量之比為a∶b2D.地球與火星的第一宇宙速度大小之比為11.（2020安徽合肥一模）如圖所示，金星和火星均繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，金星半徑是火星半徑的n倍，金星質(zhì)量為火星質(zhì)量的K倍。忽略行星的自轉(zhuǎn)。則下列說(shuō)法正確的是A.金星表面的重力加速度是火星的倍B.金星的第一宇宙速度是火星的倍C.金星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的加速度比火星大D.金星到太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期比火星大12.（2020四川遂寧二中模擬3）土星環(huán)被認(rèn)為是太陽(yáng)系內(nèi)所觀察到的令人印象最深刻的景觀，土星環(huán)在赤道上方可延伸至120700公里處，其主要成分是水冰和無(wú)定型碳。環(huán)的內(nèi)層可以看做土星的一部分，而外層則是繞著土星做獨(dú)立的圓周運(yùn)動(dòng)，則A．對(duì)于外層中的物體而言，軌道越高則線速度越大B．對(duì)于內(nèi)層中的物體而言，軌道越高則加速度越小C．若外層區(qū)域存在稀薄大氣，外層物質(zhì)軌道將降低，降低過(guò)程中機(jī)械能將增大D．若外層區(qū)域存在稀薄大氣，外層物質(zhì)軌道將降低，降低過(guò)程中線速度將增大13.（2020年4月貴州模擬）地球和木星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道都可以看作是圓形的。已知木星的軌道半徑約為地球軌道半徑的5.2倍，則木星與地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的線速度之比約為（）A．0.19B．0.44C．2.3D．5.214.（2020全國(guó)I卷高考仿真模擬1）如圖，海王星繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，P為近日點(diǎn)，Q為遠(yuǎn)日點(diǎn)，M、N為軌道短軸的兩個(gè)端點(diǎn)，運(yùn)行的周期為T0，若只考慮海王星和太陽(yáng)之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)過(guò)M、Q到N的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A.從P到M所用的時(shí)間等于eq\f(T0,4)B.從Q到N階段，機(jī)械能逐漸變大C.從P到Q階段，速率逐漸變小D.從M到N階段，萬(wàn)有引力對(duì)它先做負(fù)功后做正功15.從秦始皇七年（公元前240年）起，哈雷彗星的每次回歸，我國(guó)均有記錄，這些連續(xù)的、較精確可靠的史料在近現(xiàn)代的天體探索中發(fā)揮了重要的作用。已知哈雷彗星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道為橢圓軌道，平均周期約為76年，其近日點(diǎn)離太陽(yáng)的距離約為地球與太陽(yáng)之間距離的0.6倍，下次通過(guò)近日點(diǎn)的時(shí)間為2061年。根據(jù)以上信息，可估算出現(xiàn)在哈雷彗星離太陽(yáng)的距離約為地球與太陽(yáng)之間距離的（）A.30倍 B.150

倍 C.600

倍 D.1200

倍16．（6分）（2023湖南長(zhǎng)郡質(zhì)檢）如圖所示，地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)與月亮繞地球的運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)化成同一平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，農(nóng)歷初一前后太陽(yáng)與月亮對(duì)地球的合力約為F1，農(nóng)歷十五前后太陽(yáng)與月亮對(duì)地球的合力約為F2，則農(nóng)歷初八前后太陽(yáng)與月亮對(duì)地球的合力表達(dá)式正確的是（）A．F1+F2 B． C． D．17.已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為a1，地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為a2，月球表面的重力加速度大小為g1，地球表面的重力加速度大小為g2，地球的半徑為R，引力常量為G，則下列判斷正確的是A.月球的半徑為B.地球的質(zhì)量為C.月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為D.地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為18.如圖，海王星繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，P為近日點(diǎn)，Q為遠(yuǎn)日點(diǎn)，M、N為軌道短軸的兩個(gè)端點(diǎn)，運(yùn)行的周期為T0，若只考慮海王星和太陽(yáng)之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)過(guò)M、Q到N的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A．從P到M所用的時(shí)間等于B．從Q到N階段，機(jī)械能逐漸變大C．從P到Q階段，速率逐漸變小D．從M到N階段，萬(wàn)有引力對(duì)它先做負(fù)功后做正功19.（2016·海南）通過(guò)觀察冥王星的衛(wèi)星，可以推算出冥王星的質(zhì)量。假設(shè)衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，除了引力常量外，至少還需要兩個(gè)物理量才能計(jì)算出冥王星的質(zhì)量。這兩個(gè)物理量可以是A.衛(wèi)星的速度和角速度B.衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑C.衛(wèi)星的質(zhì)量和角速度D.衛(wèi)星的運(yùn)行周期和軌道半徑20.下表是一些有關(guān)火星和地球的數(shù)據(jù)，利用萬(wàn)有引力常量G和表中選擇的一些信息可以完成的估算是A.選擇②⑤可以估算地球質(zhì)量B選擇①④可以估算太陽(yáng)的密度C.選擇①③④可以估算火星公轉(zhuǎn)的線速度D選擇①②④可以估算太陽(yáng)對(duì)地球的吸引力21．火星被認(rèn)為是太陽(yáng)系中最有可能存在地外生命的行星，對(duì)人類來(lái)說(shuō)充滿著神秘。為了更進(jìn)一步探究火星，發(fā)射一顆火星的同步衛(wèi)星，已知火星的質(zhì)量為地球質(zhì)量的p倍，火星自轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，均為T，地球表面的重力加速度為g，地球的半徑為R，則火星的同步衛(wèi)星與火星中心的距離為()A.eq\r(3,\f(gR2T2,4π2p)) B.eq\r(3,\f(gRT2p,4π2))C.eq\r(3,\f(pgR2T2,4π2)) D.eq\r(3,\f(gRT2,4π2p))22(2014·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，19)太陽(yáng)系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)行到某地外行星和太陽(yáng)之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)稱為“行星沖日”。據(jù)報(bào)道，2014年各行星沖日時(shí)間分別是：1月6日木星沖日；4月9日火星沖日；5月11日土星沖日；8月29日海王星沖日；10月8日天王星沖日。已知地球及各地外行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑如下表所示。則下列判斷正確的是()地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑(AU)1.01.55.29.51930A.各地外行星每年都會(huì)出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B.在2015年內(nèi)一定會(huì)出現(xiàn)木星沖日C.天王星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔為土星的一半D.地外行星中，海王星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔最短23．海王星是太陽(yáng)系中距離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的行星，它的質(zhì)量為地球質(zhì)量的p倍，半徑為地球半徑的n倍，海王星到太陽(yáng)的距離為地球到太陽(yáng)距離的k倍。若地球、海王星均繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，忽略星球自轉(zhuǎn)。下列說(shuō)法正確的是A.海王星公轉(zhuǎn)周期為年B海王星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)線速度大小是地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)線速度大小的倍C.海王星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度是地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度的倍D.海王星的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的倍二．計(jì)算題1.萬(wàn)有引力定律揭示了天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律與地上物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有內(nèi)在的一致性。（1）用彈簧秤稱量一個(gè)相對(duì)于地球靜止的小物體的重量，隨稱量位置的變化可能會(huì)有不同的結(jié)果。已知地球質(zhì)量為M，自轉(zhuǎn)周期為T，萬(wàn)有引力常量為G。將地球看作是半徑為