专题16 万有引力与航天（一）（解析版）-十年（14-23）高考物理真题分项汇编.docVIP

专题16 万有引力与航天（一） 一、单选题 1．（2023·山东）牛顿认为物体落地是由于地球对物体的吸引，这种吸引力可能与天体间（如地球与月球）的引力具有相同的性质、且都满足 SKIPIF 1 0 。已知地月之间的距离r大约是地球半径的60倍，地球表面的重力加速度为g，根据牛顿的猜想，月球绕地球公转的周期为（???） A． SKIPIF 1 0 B． SKIPIF 1 0 C． SKIPIF 1 0 D． SKIPIF 1 0 【答案】C 【解析】设地球半径为R，由题知，地球表面的重力加速度为g，则有 SKIPIF 1 0 月球绕地球公转有 SKIPIF 1 0 r = 60R 联立有 SKIPIF 1 0 故选C。 2．（2023·浙江）木星的卫星中，木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为 SKIPIF 1 0 。木卫三周期为T，公转轨道半径是月球绕地球轨道半径r的n倍。月球绕地球公转周期为 SKIPIF 1 0 ，则（????） A．木卫一轨道半径为 SKIPIF 1 0 B．木卫二轨道半径为 SKIPIF 1 0 C．周期T与T0之比为 SKIPIF 1 0 D．木星质量与地球质量之比为 SKIPIF 1 0 【答案】D 【解析】根据题意可得，木卫3的轨道半径为 SKIPIF 1 0 AB．根据万有引力提供向心力 SKIPIF 1 0 可得 SKIPIF 1 0 木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为 SKIPIF 1 0 ,可得木卫一轨道半径为 SKIPIF 1 0 木卫二轨道半径为 SKIPIF 1 0 故AB错误； C．木卫三围绕的中心天体是木星，月球的围绕的中心天体是地球，根据题意无法求出周期T与T0之比，故C错误； D．根据万有引力提供向心力，分别有 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 联立可得 SKIPIF 1 0 故D正确。 故选D。 3．（2023·辽宁）在地球上观察，月球和太阳的角直径（直径对应的张角）近似相等，如图所示。若月球绕地球运动的周期为T?，地球绕太阳运动的周期为T?，地球半径是月球半径的k倍，则地球与太阳的平均密度之比约为（　　） ?? A． SKIPIF 1 0 B． SKIPIF 1 0 C． SKIPIF 1 0 D． SKIPIF 1 0 【答案】D 【解析】设月球绕地球运动的轨道半径为r?，地球绕太阳运动的轨道半径为r?，根据 SKIPIF 1 0 可得 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 其中 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 联立可得 SKIPIF 1 0 故选D。 4．（2023·湖北）2022年12月8日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为 SKIPIF 1 0 ，如图所示。根据以上信息可以得出（????） ?? A．火星与地球绕太阳运动的周期之比约为 SKIPIF 1 0 B．当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最大 C．火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为 SKIPIF 1 0 D．下一次“火星冲日”将出现在2023年12月8日之前 【答案】B 【解析】A．火星和地球均绕太阳运动，由于火星与地球的轨道半径之比约为3：2，根据开普勒第三定律有 SKIPIF 1 0 可得 SKIPIF 1 0 故A错误； B．火星和地球绕太阳匀速圆周运动，速度大小均不变，当火星与地球相距最远时，由于两者的速度方向相反，故此时两者相对速度最大，故B正确； C．在星球表面根据万有引力定律有 SKIPIF 1 0 由于不知道火星和地球的质量比，故无法得出火星和地球表面的自由落体加速度，故C错误； D．火星和地球绕太阳匀速圆周运