专题10 万有引力定律-备战2024年高中学业水平考试物理真题分类汇编（新教材通用）

专题10 万有引力定律 考点一：开普勒行星运动定律 一、单选题 1．（22·23·河北·学业考试）西汉时期，《史记·天官书》作者司马迁在实际观测中发现岁星呈青色，与“五行”学说联系在一起，正式把它命名为木星。如图甲所示，两卫星Ⅰ、Ⅱ环绕木星在同一平面内做圆周运动，绕行方向相反，卫星Ⅲ绕木星做椭圆运动，某时刻开始计时，卫星Ⅰ、Ⅱ间距离随时间变化的关系图象如图乙所示，其中R、T为已知量，下列说法正确的是（　　） A．卫星Ⅲ在M点的速度小于卫星Ⅰ的速度 B．卫星Ⅰ、Ⅱ的轨道半径之比为 C．卫星Ⅰ的运动周期为T D．绕行方向相同时，卫星Ⅰ、Ⅱ连续两次相距最近的时间间隔为 2．（19·20·北京·学业考试）2012年12月，经国际小行星命名委员会批准，紫金山天文台发现的一颗绕太阳运行的小行星被命名为“南大仙林星”。如图所示，“南大仙林星”绕太阳依次从a→b→c→d→a运动。在轨道上、、、四个位置中，该行星绕太阳运动速率最大的是（　　） A． B． C． D． 3．（21·22·山西·学业考试）2022年2月4日，北京冬奥会开幕式用二十四节气倒计时，惊艳全球。二十四节气，对应着地球在公转轨道上的二十四个不同的位置。从天体物理学可知，地球沿椭圆轨道绕太阳运动经过如图所示的四个位置时，分别对应其中的四个节气。以下说法正确的是（　　）    A．夏至时地球的公转速度最大 B．地球沿椭圆轨道绕太阳运动的速度大小不变 C．地球在夏至时受到太阳的万有引力比在冬至时大 D．太阳所在位置为地球椭圆轨道的一个焦点 4．（21·22·四川·学业考试）下图是“羲和号”绕太阳做椭圆运动的轨道示意图，其中F1、F2是圆的两个焦点，O是圆的中心。若“羲和号”卫星经过P点的速率大于经过Q点的速率，则可判断太阳位于（　　） A．点 B．点 C．O点 D．Q点 5．（21·22·湖南·学业考试）有关开普勒三大定律，结合图像，下面说法正确的是（　　） A．太阳既是火星轨道的焦点，又是地球轨道的焦点 B．地球靠近太阳的过程中，运行速度的大小不变 C．在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等 D．火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳一周用的时间的短 6．（20·21·湖南·学业考试）2021年5月15日，天问一号探测器成功着陆火星，我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。探测器着陆之前先在停泊轨道绕火星做椭圆运动，运动轨迹如图所示，其中A点离火星最近，B点离火星最远。下列说法正确的是（　　） A．探测器在A点的速度等于在B点的速度 B．探测器在A点的速度大于在B点的速度 C．由A点运动到B点的过程中，探测器受到火星的引力不变 D．由A点运动到B点的过程中，探测器受到火星的引力变大 7．（21·22·河北·学业考试）在2021年10月10号举办的中国北斗应用大会上，中国工程院院士透露将对我国自主研制的全球定位和卫星导航系统——北斗系统进行升级换代，方向之一是考虑引入低轨卫星增强系统。如图是北斗系统中三类不同卫星的轨道示意图，假定这三类卫星均做匀速圆周运动，a为地球静止轨道卫星，b为地球中圆轨道卫星，c为倾斜地球同步轨道卫星，已知b卫星周期是a卫星周期的一半，c卫星与a卫星周期相同，地球自转周期为T，a卫星轨道半径为r，则下列说法正确的是（　　） A．b卫星运转线速度 B．a卫星运转加速度与b卫星运转加速度之比为 C．b卫星动能比c卫星动能大 D．a卫星与c卫星在相同时间内扫描到的地球区域面积相同 8．（21·22·浙江·学业考试）下列说法正确的是（　　） A．卡文迪什通过实验测出了万有引力常量G B．牛顿提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 C．库仑发现了库仑定律并测出了静电力常量k D．赫兹发现了电磁感应现象，总结出了产生感应电流的条件 9．（20·21·海南·学业考试）发现行星运动规律的科学家是（　　） A．安培 B．欧姆 C．开普勒 D．爱因斯坦 10．（20·21·重庆·学业考试）关于行星绕太阳运动，下列说法中正确的是（　　） A．所有行星都在同一个椭圆轨道上绕太阳运动 B．行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处 C．距离太阳越远的行星，绕太阳运动一周的时间越长 11．（20·21·湖南·学业考试）目前各国发射同步卫星的方法可简化为如下情景：先把卫星发射到离地面高度为的圆形轨道上（如图中轨道）做匀速圆周运动，在适当的位置点点火，使卫星进入如图所示的椭圆轨道2，在远地点点再启动卫星上的发动机，使卫星进入地球静止轨道3，做匀速圆周运动。若只考虑地球引力，以下说法正确的是（　　） A．卫星沿轨道1运动的过程中，卫星中的科考仪器处于超重状态 B．卫星在轨道1上运行时，已知其周期，则可以计算出地球的密度 C．由开普勒定律可知，卫星在三条轨道上