2024届新高考物理新情景专练之万有引力篇

2024届高考物理新情景专练之万有引力篇（新高考专用） 一、单选题 1．（2023·黑龙江·校联考模拟预测）2023年7月10日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的、国际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行的椭圆轨道面与地球圆轨道面间的夹角为20.11度，轨道半长轴为3.18天文单位（日地距离为１天文单位），远日点到太阳中心距离为4.86天文单位。若只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（　　） A．“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要2.15年 B．“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要3.18年 C．“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为 D．“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为 2．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）在地球上观察发现，行星并非总向一个方向移动，大多数时间它相对于太阳由西向东移动，但有时却要停下来，然后向西移动一段时间，随后又向东移动，这个现象叫作行星的逆行。如图为火星逆行的示意图，观察发现每次逆行都发生在火星相对地球距离最小的位置附近。假设火星与地球在同一平面内朝同一方向绕太阳做匀速圆周运动，已知火星轨道半径约为1.5AU（太阳到地球的距离为1AU），则连续两次观察到火星逆行现象的时间间隔大约为（　　） A．1年 B．2年 C．3年 D．4年 3．（2023·福建福州·福建师大附中校考模拟预测）宇宙中的两个距离较近的天体组成双星系统，两天体可看作在同一平面内绕其连线上某一点做匀速圆周运动，由于某些原因两天体间的距离会发生变化，持续对这两个天体进行观测，每隔固定时间记录一次，得到两天体转动周期随观测次数的图像如图所示。若两天体的总质量保持不变，且每次观测的双星系统稳定转动，则第3次观测时两天体间的距离变为第1次观测时距离的（　　） A． B． C． D． 4．（2023·浙江·校联考模拟预测）“太空探索”（SpaceX）公司研制的“重型猎鹰”运载火箭，从肯尼迪航天中心试射成功，把一辆红色特斯拉跑车送进地球和火星之间的轨道。其简化图形如下图，定义地球和太阳平均距离为1个天文单位，已知特斯拉远日点离太阳距离为2.6个天文单位，火星和太阳平均距离是1.5个天文单位，地球和火星轨道都视作圆轨道。则（    ） A．发射特斯拉的初速度介于7.9km/s到11.2km/s之间 B．特斯拉跑车在远日点机械能大于其在近日点时的机械能 C．特斯拉环绕运动的周期约为39个月 D．火星、地球分别与太阳的连线在相同时间内扫过的面积之比是 5．（2023·辽宁抚顺·校联考二模）天文学家于2022年1月6日发现了小行星2022AE1，对其跟踪观察并完善其轨迹发现，小行星2022AE1的直径约为，质量，运动轨迹为抛物线，它将会在2023年7月4日与地球擦肩而过。把地球看作半径为R的均质球体，忽略地球的自转，地球表面的重力加速度大小为g，预计小行星2022AE1距地心为时的速度大小为，方向与它和地心连线所成的角为，如图所示。已知小行星2022AE1的引力势能，式中r为行星2022AE1到地心的距离，小行星2022AE1与地心的连线在任意相等时间内扫过的面积相等，忽略其他天体的影响，据此可推测出（    ） A．小行星2022AE1与地心的连线在单位时间内扫过的面积为 B．小行星2022AE1距地球表面的最小距离为 C．小行星2022AE1的最大速度为 D．小行星2022AE1的最大加速度为 6．（2023·河北·高三学业考试）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 7．（2023·山西太原·统考二模）据报道，中国空间站工程巡天望远镜（简称“CSST”）将于2024年前后投入运行，CSST以天宫空间站为太空母港，平时观测时远离空间站并与其共轨独立飞行，在需要补给或者维修升级时，主动与“天宫”交会对接，停靠太空母港。已知空间站轨道半径与地球半径的比值为k，地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．CSST观测时线速度的大小为 B．CSST观测时加速度的大小为 C．若CSST观测时位于“天宫”后方，通过加速后可与“天宫”对接 D．CSST停靠太空母港时，组合体运行的周期为 8．（2023·