专题05 万有引力与航天-学易金卷：2023年高考物理二模试题分项汇编（北京专用）

专题05 万有引力与航天 一、单选题 1.（2023·昌平区市级名校·联考）2019年诺贝尔物理学奖授予了三位天文学家，以表彰他们对于人类对宇宙演化方面的了解所作的贡献。其中两位学者的贡献是首次发现地外行星，其主要原理是恒星和其行星在引力作用下构成一个“双星系统”，恒星在周期性运动时，可通过观察其光谱的周期性变化知道其运动周期，从而证实其附近存在行星。若观测到的某恒星运动周期为T，并测得该恒星与行星的距离为L，已知万有引力常量为G，则由这些物理量可以求得（　　） A．行星的质量 B．恒星的质量 C．恒星与行星的质量之和 D．恒星与行星圆周运动的半径之比 2．（2023·北京丰台·统考二模）如图所示，地球绕太阳的运动可看作匀速圆周运动。已知地球质量为m，地球的轨道半径为r，公转周期为T，太阳质量为M，引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A. 根据以上信息，可以计算出地球表面的重力加速度 B. 根据以上信息，可以计算出地球的第一宇宙速度 C. 与M无关 D. 对应物理量的单位与动能的单位相同 3．（2023·北京丰台·统考二模）两个天体组成双星系统，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。科学家在地球上用望远镜观测由两个小行星构成的双星系统，看到一个亮度周期性变化的光点，这是因为当其中一个天体挡住另一个天体时，光点亮度会减弱。科学家用航天器以某速度撞击该双星系统中较小的小行星，撞击后，科学家观测到光点明暗变化的时间间隔变短。不考虑撞击后双星系统的质量变化。根据上述材料，下列说法正确的是（　　） A. 被航天器撞击后，双星系统的运动周期变大 B. 被航天器撞击后，两个小行星中心连线的距离增大 C. 被航天器撞击后，双星系统的引力势能减小 D. 小行星质量越大，其运动的轨道越容易被改变 4．（2023·北京东城·统考二模）图示为一颗人造地球卫星发射过程的简化示意图。卫星先进入圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3做匀速圆周运动。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于P、Q两点。下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道1上运行时，向心力始终不改变 B. 卫星在轨道1的运行周期大于其在轨道3的运行周期 C. 卫星在轨道2上从P点运动到Q点的过程中，速度越来越大 D. 不论在轨道2运行还是在轨道3运行，卫星在Q点的加速度都相同 5．（2023·北京昌平·统考二模）卡文迪许在1798年17卷《哲学学报》中发表他关于引力常量的测量时，曾提到他的实验是为了确定出地球的密度。已知引力常量为G，要想估测地球的密度，只需测得（ ） A. 地球的质量 B. 地球的半径 C. 近地卫星的运行周期 D. 地球表面的重力加速度 6．（2023·北京一七一中学·校考模拟）宇宙间存在一些离其它恒星较远的三星系统。其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为M的星位于等边三角形的三个顶点上，任意两颗星的距离均为R。并绕其中心O做匀速圆周运动。如果忽略其它星体对它们的引力作用，引力常数为G。以下对该三星系统的说法中正确的是（　　） A．每颗星做圆周运动的角速度为 B．每颗星做圆周运动的向心加速度与三星的质量无关 C．若距离R和每颗星的质量M都变为原来的2倍，则角速度变为原来的2倍 D．若距离R和每颗星的质量M都变为原来的2倍，则线速度大小不变 7．（2023·北京十二中·校考模拟）科幻电影《流浪地球》讲述了这样的故事：太阳即将毁灭，人类在地球上建造出巨大的推进器，使地球经历了停止自转、加速逃逸、匀速滑行、减速入轨等阶段，最后成为比邻星的一颗行星。假设若干年后，地球流浪成功。设比邻星的质量为太阳质量的，地球质量在流浪过程中损失了，地球绕比邻星运行的轨道半径为地球绕太阳运行轨道半径的，则地球绕比邻星运行与绕太阳运行相比较，下列关系正确的是（　　） A．公转周期之比为 B．向心加速度之比为 C．动能之比为 D．万有引力之比为 8．（2023·北京十二中·校考模拟）北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。为了兼顾高纬度地区的定位和导航需要，该系统已布置了10余颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO），其轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，运行周期与地球自转周期相同。关于倾斜地球同步轨道卫星，下列说法正确的是（　　） A．该卫星不可能经过北京上空 B．该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相同 C．与赤道平面夹角为的倾斜地球同步轨道只有唯一一条 D．该卫星运行的速度大于第一宇宙速度 9．（2023·北京育才学校·校考模拟）木星和土星都拥有众多的卫星，其中“木卫三”作为太阳系唯一一颗拥有磁场的卫星，在其厚厚的冰层下面可能存在生命，而“土卫二”具有生命诞生所需的全部要素，是最适宜人类居住的星球，经探测它们分别绕木