专题05 万有引力-学易金卷：2023年高考物理三模试题分项汇编（全国通用）

专题05 万有引力 1、（2023·浙江省温州市高三下学期第三次适应性考试）国产科幻大片《流浪地球2》中提出太空电梯设想，其原理如图所示。假设有一太空电梯轨道连接地球赤道上的固定基地与同步空间站A，空间站A相对地球静止，某时刻电梯停靠在轨道某位置，卫星B与同步空间站A的运行方向相同，此时二者距离最近，经过时间t后，A、B第一次相距最远。已知地球自转周期为T，则下列说法正确的是（　　） A. 太空电梯内的乘客处于完全失重状态 B. 电梯轨道对电梯的作用力方向指向地心 C. 电梯轨道外部一物体脱落后将做匀速圆周运动 D. 卫星B绕地球做圆周运动的周期为 2、（2023·浙江省诸暨市高三下学期第三次适应性考试）如图所示为我国将在2023年底发射的巡天望远镜。届时巡天望远镜将与空间站在相同轨道上近距离共轨飞行，必要时能与空间站进行对接并保养维护。则巡天望远镜（　　） A. 发射速度为第二宇宙速度 B. 运行速度大于第一宇宙速度 C. 运行时离地面高度与空间站相等 D. 可以通过加速追上共轨的空间站实现对接 3、（2023·四川省绵阳市高三下学期三诊） 2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与空间站组合体完成自主交会对接。交会对接前，空间站组合体会从距地面较高的轨道变轨到距地面较低的轨道，等待神舟十五号载人飞船的到来。变轨前后，空间站组合体绕地球的运行均视为匀速圆周运动，则空间站组合体变轨后相对于变轨前运行的（　　） A. 周期减小 B. 加速度减小 C. 动能减小 D. 机械能增大 4、（2023·四川省成都市树德中学高三下学期三诊）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，如图（a）所示。两卫星之间的距离随时间周期性变化，如图（b）所示。仅考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是（　　） A. A、B的轨道半径之比为 B. A、B的线速度之比为 C. A的运动周期大于B的运动周期 D. 在相同时间内， A与地心连线扫过的面积小于B与地心连线扫过的面积 5、（2023·四川省成都市石室中学高三下学期三诊）2022年10月7日，中国太原卫星发射中心在黄海海域使用长征十一号海射运载火箭，采用“一箭双星”方式，成功将微厘空间低轨导航试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。设两颗卫星轨道在赤道平面上，运行方向相同，运动周期也相同，其中a卫星为圆轨道，距离地面高度，b卫星为椭圆轨道，近地点M距离地面高度为远地点N距离地面高度的一半，地球表面的重力加速度为g，a卫星线速度大小为，b卫星在近地点M时线速度大小为，在远地点N时线速度大小为，地球半径为R，P点为两个轨道的交点。下列说法正确的是（　　） A. b卫星远地点N距离地心距离为 B. b卫星从N点运动到M点的时间为 C. D. a卫星在P点受到地球的引力大于b卫星在N点受到地球的引力 6、（2023·四川省成都市七中高三下学期三诊）中国科学院紫金山天文台近地天体望远镜发现了一颗近地小行星，这颗近地小行星直径约为43 m。已知地球半径约为6400 km，若该小行星与地球的第一宇宙速度之比约为，则该行星和地球质量之比的数量级为（　　） A. B. C. D. 7、（2023·江苏省南京市高三下学期三模）2022年10月31日，搭载梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭发射取得圆满成功。实验舱发射可简化为三个轨道，如图所示，先由近地圆轨道1进入椭圆轨道2，再调整至圆轨道3.轨道上A、B、C三点与地球中心在同一直线上，A、C两点分别为轨道2的远地点与近地点。下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道2上C点的速度大于第一宇宙速度 B. 卫星在轨道2上运行的周期小于在轨道1上运行的周期 C. 卫星在轨道2上的A点和轨道3上B点受到的万有引力相同 D. 卫星在轨道2上C点的速度小于在轨道3上B点的速度 8、（2023·江苏省淮安市高三下学期4月三统）人类首次发现的引力波来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞互相绕转最后合并的过程．设两个黑洞A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示，黑洞A的轨道半径大于黑洞B的轨道半径，两个黑洞的总质量为M，两个黑洞中心间的距离为L，则（ ） A. 黑洞A的质量一定大于黑洞B的质量 B. 黑洞A的线速度一定小于黑洞B的线速度 C. 其运动周期 D. 两个黑洞的总质量M一定，L越大，角速度越大 9、（2023·河北省唐山市高三下学期三模）某次发射卫星时，先将卫星发射到半径为的近地圆轨道上，运行速度为，当卫星运动到A点时，卫星上的小型火箭发动机点火，使卫星进入椭圆轨道运行，椭圆轨道的远地点B与地心的距离为，卫星经过B点的速度为，其运行轨迹如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. 卫星经过B点时的速度大于卫星在近地圆轨道上的速度 B.