2023届高三物理一轮复习最新试题汇编：万有引力定律

更新时间：2022-08-31 浏览次数：62 类型：一轮复习

一、单选题

1. (2022高三上·遵义开学考) 电影《月球陨落》讲述了月球突然偏离运行轨道，即将撞上地球，而人类为了避免危机，有人提出使用核弹。已知地球质量约为 $\text{[math]}$ 、半径约为6400km，月球质量约为 $\text{[math]}$ 、半径约为1700km，地球和月球间的距离约为 $\text{[math]}$ 。从地球上正对月球发射一核弹，获得能到达月球的能量后无动力飞行，在之后的飞行中核弹速度最小的位置离地球的距离约为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

答案解析收藏纠错 + 选题
2. (2022高三上·南召开学考) 2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭托举着中国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场点火升空。靠近火星时需要通过变轨过程逐渐靠近火星，轨道Ⅰ是贴近火星表面的圆轨道，其轨道半径为R，在此轨道上的运行周期为T。已知引力常量为G，则下列说法正确的是（）

A . “天问一号”的发射速度必须大于第三宇宙速度 B . “天问一号”在轨道Ⅱ上的机械能小于在轨道Ⅰ上的机械能 C . “天问一号”在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要推进器在P点向后喷气 D . 若已知P、Q两点间的距离为L，则“天问一号”在轨道II上的周期为 $\text{[math]}$

答案解析收藏纠错 + 选题
3. (2022高三上·新乡开学考) 我国自主研发的北斗卫星导航系统由35颗卫星组成，包括5颗地球静止同步轨道卫星和3颗倾斜同步轨道卫星，以及27颗相同高度的中轨道卫星。中轨道卫星轨道高度约为 $\text{[math]}$ ，同步轨道卫星的高度约为 $\text{[math]}$ ，已知地球半径为 $\text{[math]}$ ，这些卫星都在圆轨道上运行。关于北斗导航卫星，下列说法正确的是（）

A . 倾斜同步轨道卫星的动能与静止同步轨道卫星的动能一定相等 B . 静止同步轨道卫星绕地球运行的线速度比月球绕地球运行的线速度大 C . 中轨道卫星的运行周期约为 $\text{[math]}$ D . 中轨道卫星的发射速度大于 $\text{[math]}$

答案解析收藏纠错 + 选题
4. (2022高三上·鄢陵开学考) 2020年7月23日12时41分，我国首个火星探测器“天问一号”成功发射升空，并于2021年登陆火星。如图所示为载着登陆舱的探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图，其中轨道I、III为椭圆，轨道II为圆。探测器经轨道I、II、III运动后在Q点登陆火星，O点是轨道I、II、III的交点，轨道上的O、Q、P、R四点与火星中心在同一直线上，O、R两点分别是椭圆轨道I的近火星点和远火星点，O、Q两点分别是椭圆轨道I的远火星点和近火星点。已知火星的半径为R，OQ=4R，探测器在轨道II 上经过O点的速度为v₀。下列说法正确的是（）

A . 探测器在轨道I上经过O点的速度小于经过R点的速度 B . 探测器在轨道I上运动时，经过O点的速度小于v₀ C . 由所给信息可求出探测器在轨道II上运动时，经过O点的加速度 D . 在轨道II上第一次由O点到P点的时间小于在轨道III上第一次由O点到Q点的时间

答案解析收藏纠错 + 选题
5. (2022高三上·梁园开学考) 如图所示，甲、乙为两颗轨道在同一平面内的地球人造卫星，其中甲卫星的轨道为圆形，乙卫星的轨道为椭圆形，M、N分别为椭圆轨道的近地点和远地点，P点为两轨道的一个交点，圆形轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等。以下说法正确的是（）

A . 卫星乙在M点的线速度小于在N点的线速度 B . 卫星甲在P点的线速度小于卫星乙在N点的线速度 C . 卫星甲的周期等于卫星乙的周期 D . 卫星甲在P点的加速度大于卫星乙在P点的加速度

答案解析收藏纠错 + 选题
6. (2022高二上·浙江开学考) 2022年3月30日上午10时29分，我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭成功将天平二号A、B、C卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，若已知A、B、C卫星绕地球做近似圆周运动，高地高度分别是 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和hc，且 $\text{[math]}$ ，环绕周期分别是 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，地球表面重力加速度为g，则以下说法正确的是（）

A . 天平二号A星可能在地表上空沿某一经度线做匀速圆周运动 B . 根据开普勒第三定律有 $\text{[math]}$ C . 根据题中所给信息，可计算地球的质量 D . 根据题中所给信息，无法算地球的密度

答案解析收藏纠错 + 选题
7. (2022高一下·滨州期末) 2022年6月5日10时44分，神舟十四号载人飞船顺利将陈冬、刘洋、蔡旭哲3名航天员送入太空，与空间站组合体自主快速交会对接。空间站组合体离地面的距离为h，地球半径为R，组合体绕地球做匀速圆周运动的周期为T（约90min），万有引力常量为G，下列说法正确的是（）

A . 空间站组合体绕地球运行的线速度大于第一宇宙速度 B . 空间站组合体的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度 C . 地球的质量为 $\text{[math]}$ D . 地球的密度为 $\text{[math]}$

答案解析收藏纠错 + 选题
8. (2022高一下·长沙期末) 中国北斗卫星导航系统（简称BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，可为全球用户提供定位、导航和授时服务，该导航系统由多颗不同轨道的卫星组成。如图所示，北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨，例如某次变轨，先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到椭圆轨道2上，最后由轨道2在Q处变轨进入圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点。忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是（）

A . 该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处减速 B . 该卫星在轨道从轨道1到轨道2再到轨道3，机械能逐渐增大 C . 该卫星在轨道3的动能大于在轨道1的动能 D . 该卫星在轨道3上经过Q点的加速度小于在轨道2上Q点的加速度

答案解析收藏纠错 + 选题
9. (2022高一下·烟台期末) 2022年5月10日，“天舟四号”货运飞船成功对接空间站“天和”核心舱，已知空间站在距离地球表面约400km的圆轨道上运行，地球同步卫星距离地球表面约3.6×10⁴km的圆轨道上运行，下列说法正确的是（）

A . 空间站的线速度大于第一宇宙速度 B . 空间站的角速度小于地球同步卫星的角速度 C . 空间站的运行周期小于地球同步卫星的周期 D . 空间站的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度

答案解析收藏纠错 + 选题
10. (2022高一下·潍坊期末) 我国“天问一号”火星探测器在成功实施近火制动后，进入运行周期为T的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离为L。已知火星半径为R，火星表面处自由落体的加速度大小为g₀ ，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

答案解析收藏纠错 + 选题

二、多选题

11. (2022高三上·江西月考) 如图，某卫星在轨道1上绕地球做匀速圆周运动，运动到A点时加速，之后在椭圆轨道2上绕地球运动，下列说法正确的是（）

A . 卫星在轨道1上的速度一定比在轨道2上的速度大 B . 卫星在轨道1上的加速度一定比在轨道2上的加速度大 C . 卫星在轨道1上的运动周期一定比在轨道2上的运动周期小 D . 卫星在轨道1上的机械能一定比在轨道2上的机械能小

答案解析收藏纠错 + 选题
12. (2022高三上·开学考) 2022年2月，有科学家报告了迄今观测到的最大星系——“阿尔库俄纽斯”，它离地球30亿光年，自身横跨1630万光年的距离。星系中心有一个超大质量的黑洞，若观测到绕该黑洞做圆周运动的天体A的角速度为 $\text{[math]}$ ，到黑洞中心的距离为 $\text{[math]}$ ，天体B绕黑洞运动的周期与地球绕太阳转动的周期相同，为T。已知地球中心到太阳中心的距离为R，则下列说法正确的是（）

A . 该黑洞质量是太阳质量的 $\text{[math]}$ 倍 B . 该黑洞质量是太阳质量的 $\text{[math]}$ 倍 C . 天体B到该黑洞中心的距离为 $\text{[math]}$ D . 天体B到该黑洞中心的距离为 $\text{[math]}$

答案解析收藏纠错 + 选题
13. (2022高一下·滨州期末) 2022年6月16日发生的“七星连珠”现象，是指金星、木星、水星、火星、土星、天王星、海王星连成一线。“行星冲日”是“三星连珠”，即地球恰好运行到某个地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，下列说法正确的是（）（ $\text{[math]}$ ）

地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径R/AU
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30

A . 火星相邻两次冲日的时间最长 B . 海王星相邻两次冲日的时间最长 C . 火星相邻两次冲日的时间间隔约为2.2年 D . 火星相邻两次冲日的时间间隔约为1.1年

答案解析收藏纠错 + 选题
14. (2022高一下·潍坊期末) 我国神舟十四号载人飞船于2022年6月5日17时42分成功对接天和核心舱，航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲入驻天和核心舱。已知核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度为地球半径的 $\text{[math]}$ ，地球半径为R，地球表面处重力加速度大小为g，忽略地球自转。以下关于核心舱在轨运行时的说法正确的是（）

A . 线速度大于第一宇宙速度 B . 周期小于地球同步卫星周期 C . 加速度为 $\text{[math]}$ D . 角速度为 $\text{[math]}$

答案解析收藏纠错 + 选题

三、综合题

15. (2022高二下·宜春期末) 如图甲所示，在某星球水平面上静置一个质量为m的物体，现对该物体施加一变化的水平推力，推力F随位移x变化的图像如图乙所示，最终物体运动了2x₀位移停止；已知物体与星球水平面间的动摩擦因数为μ，m，F₀ ， x₀均为已知量且各物理量单位均为国际单位。
1. （1）该星球表面的重力加速度为多大；
2. （2）若该星球与另一星球组一孤立的双星系统且知道该星球半径为R₀及双星球心距离 $\text{[math]}$ 和双星公转周期T₀ ，则另一星球质量为多大。（万有引力常量为G，不考虑星球的自转。）
答案解析收藏纠错 + 选题
16. (2022高一下·济宁期末) 2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。如图所示是地球卫星发射过程的简化模型，先将质量为m的卫星发射到近地圆形轨道1上运行，其轨道半径近似等于地球半径R，在A点点火加速进入转移轨道，转移轨道为椭圆轨道的一部分，到达转移轨道的远地点B时再次点火加速进入半径为3R的圆形轨道2，三个轨道处于同一平面内。已知地球表面的重力加速度为g，假设卫星质量不变，求：
1. （1）该卫星在轨道2上运行时的动能；
2. （2）该卫星在转移轨道上从A点运行至B点的时间。
答案解析收藏纠错 + 选题