专题03 万有引力-【好题汇编】2024年高考物理一模试题分类汇编（山东专用）

专题03 万有引力定律与航天 1、（2024·山东潍坊市一模）2023年5月30日16时29分神舟十六号成功对接于空间站天和核心舱径向端口，若对接前“神舟十六号”和“空间站”分别在圆形轨道Ⅰ和Ⅱ上绕同一方向做匀速圆周运动，圆周运动的半径分别为、，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 地球的密度约为 B. 神舟十六号与空间站的线速度之比为 C. 神舟十六号与空间站的向心加速度之比为 D. 从相距最远到相距最近的最短时间为 2、（2024·山东菏泽市一模）2023年8月13日在西昌卫星发射中心，我国成功将世界第一颗高轨道合成孔径雷达卫星“陆地探测四号01星”送到了3.6万千米的倾斜同步轨道上。这是中国专门用来服务防灾减灾及地震监测、国土资源勘查及海洋、水利等民用需求的卫星。不过美国专家表示，由于这款卫星拥有强大的合成孔径雷达技术和对于海洋的观测能力，这颗卫星也能够对海洋上的美国航母编队进行识别跟踪。下列说法正确的是（　　） A. 此卫星的加速度比我国空间站的加速度大 B. 此卫星的运行周期比我国空间站的运行周期要小 C. 此卫星运行速度大于第一宇宙速度 D. 此卫星运行线速度比地球赤道上的物体大 3、（2024·山东济宁市一模）司马迁最早把岁星命名为木星，如图甲所示，两卫星a、b环绕木星在同一平面内做匀速圆周运动，绕行方向相反，卫星c绕木星做椭圆运动，某时刻开始计时，卫星a、b间距离x随时间t变化的关系图像如图乙所示，其中R、T为已知量，下列说法正确的是（　　） A. 卫星c在N点的速度大于卫星a的速度 B. 卫星a、b的运动周期之比为1∶4 C. 卫星a的运动周期为 D. 卫星a的加速度大小为 4、（2024·山东淄博市一模） 2024年我国将加速稳步推进载人登月，未来中国航天员将登上月球。试想航天员用同一装置对同一单摆分别在地球和月球上做受迫振动实验，得到如图所示的共振曲线，共振频率为、。将月球视为密度均匀、半径为r的球体，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，不考虑星球自转的影响。下列说法正确的是（　　） A. 该单摆在月球上的共振频率为 B. 月球表面的重力加速度 C. 月球的质量 D. 月球的密度 5、（2024·山东聊城市一模）如图所示，I为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为2θ；Ⅱ为地球的近地卫星。两卫星绕地球同向转动，已知地球的自转周期为T0，万有引力常量为G，根据题中条件，可求出（　　） A. 卫星I和卫星II的周期之比为 B. 卫星I和卫星II的加速度之比为 C. 地球的平均密度为 D. 卫星II运动的周期内无法直接接收到卫星I发出电磁波信号的时间为 6、（2024·山东临沂市一模）物体在引力场中具有的势能叫做引力势能，取无穷远处为引力势能零点。质量为m的物体在地球引力场中具有的引力势能（式中G为引力常量，M为地球的质量，为物体到地心的距离），如果用R表示地球的半径，g表示地球表面重力加速度。则下列说法正确的是（　　） A. 质量为m的人造地球卫星在半径为r的圆形轨道上运行时，其机械能为 B. 如果地球的第一宇宙速度为，则将质量为m的卫星从地球表面发射到半径为r的轨道上运行时至少需要的能量 C. 由于受高空稀薄空气的阻力作用，质量为m的卫星从半径为的圆轨道缓慢减小到半径为的圆轨道的过程中克服空气阻力做的功为 D. 位于赤道上的物体引力势能为零 7、（2024·山东日照市一模）2024年中国载人航天发射有4次发射任务和2次回收任务。中国载人登月将加速稳步推进，探测器升空后，先在近地轨道1上环绕地球飞行，再调整速度进入地月转移轨道，然后再一次调整速度在环月轨道2上环绕月球飞行，轨迹如图所示。已知地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍，环月轨道2距离月球表面的高度为月球半径的。下列判断正确的是（　　） A. 探测器在地月转移轨道上无动力奔月的过程中，动能先减小后增大 B. 月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的比值约等于4.5 C. 月球表面的重力加速度与地球表面的重力加速度的比值约等于0.2 D. 相等时间内，探测器在轨道1上与地心连线扫过的面积是轨道2上与月心连线扫过的面积的倍 8、（2024·山东省实验中学一模）华为mate60实现了手机卫星通信，只要有卫星信号覆盖的地方，就可以实现通话。如图所示三颗赤道上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信，已知三颗卫星离地高度均为h，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 三颗通信卫星受到地球的万有引力的大小一定相等 B. 其中一颗质量为m的通信卫星的动能为 C. 能实现赤道全球通信时，卫星离地高度至少为 D. 同一卫星在高轨道的动能大