专题05 万有引力与航天-【好题汇编】3年（2022-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（广东专用）

专题05 万有引力与航天 一、单选题 1．（2023·广东·高考真题）如图（a）所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（    ）    A． 周期为 B． 半径为 C． 角速度的大小为 D． 加速度的大小为 2．（2022·广东·高考真题）“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是（　　） A．火星公转的线速度比地球的大 B．火星公转的角速度比地球的大 C．火星公转的半径比地球的小 D．火星公转的加速度比地球的小 二、多选题 3．（2024·广东·高考真题）如图所示，探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞。在接近某行星表面时以的速度竖直匀速下落。此时启动“背罩分离”，探测器与背罩断开连接，背罩与降落伞保持连接。已知探测器质量为1000kg，背罩质量为50kg，该行星的质量和半径分别为地球的和。地球表面重力加速度大小取。忽略大气对探测器和背罩的阻力。下列说法正确的有（　　） A．该行星表面的重力加速度大小为 B．该行星的第一宇宙速度为 C．“背罩分离”后瞬间，背罩的加速度大小为 D．“背罩分离”后瞬间，探测器所受重力对其做功的功率为30kW 一、单选题 1．（2024·广东广州·三模）我国的“夸父一号”卫星在距地面高度约七百二十公里的轨道围绕地球做匀速圆周运动，其中安置了全日面矢量磁像仪等载荷，对太阳耀斑进行观测、预警，同步卫星离地面高度约三万六千公里，“夸父一号”（    ） A．受到的合外力保持不变 B．运动周期等于地球自转周期 C．对磁像仪的作用力充当其向心力 D．加速度大于同步卫星加速度 2．（2024·广东江门·二模）北京时间2024年4月15日12时12分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将四维高景三号01星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星主要为数字农业、城市信息模型、实景三维等新兴市场，以及国土测绘、防灾减灾、海事监测等传统领域提供商业遥感数据服务。若卫星入轨后做半径为r的匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，则卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为（　　） A． B． C． D． 3．（2024·广东·三模）木星的卫星总共有92颗，其中木卫一、木卫二、木卫三、木卫四是意大利天文学家伽利略在1610年用自制的望远镜发现的，这四颗卫星后被称为伽利略卫星，四颗伽利略卫星的自身参数近似如下表所示，根据表格信息，下列判断正确的是（　　） 木卫一 木卫二 木卫三 木卫四 密度/g·cm-3 3.5 3.0 2.0 1.8 直径/km 3600 3100 5300 4800 A．木卫三绕木星运动的轨道半径大于木卫四绕木星运动的轨道半径 B．木卫二表面的重力加速度小于木卫四表面的重力加速度 C．木卫一的第一宇宙速度大于木卫二的第一宇宙速度 D．木卫二的质量大于木卫三的质量 4．（2024·广东梅州·二模）2021年2月，天问一号火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线每秒扫过的面积，下列说法正确的是（　　） A．图中两阴影部分的面积相等 B．从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变大 C．从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器机械能变小 D．探测器在点加速度小于在点的加速度 5．（2024·广东汕头·二模）神舟十七号载人飞船与距离地面约的天宫空间站成功对接。变轨过程可简化为如图：飞船先从圆形轨道Ⅰ的A位置变轨到椭圆轨道Ⅱ，再从B位置变轨进入空间站所在的圆形轨道Ⅲ。假设空间站轨道半径为r，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．空间站内的航天员处于“悬浮”状态是因为他所受到合外力为零 B．飞船沿椭圆轨道Ⅱ由A点到B点的时间为 C．空间站的向心加速度大于赤道上的物体随地球自转的向心加速度 D．根据狭义相对论原理，在轨飞行的飞船中，航天员的手表变快了 6．（2024·广东深圳·二模）2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道。如图所示，鹊桥二号在进入近月点P、远月点A的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B、周期为24小时的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是（　　） A．离开火箭时速度大于地球的第三宇宙速度环月轨道 B．在捕获轨道运行的周期大于24小时 C．在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道 D．经过A点的加速度比经过B点时大 7．（2024·广东·二模）在我国文昌航天发射场，长征七号遥六运载火箭搭载的天舟五号货运飞船发射取得圆满成功，飞船随后与在轨运行的空间站组合体进行了自主快速交会对接。如图所示，实线椭圆为空间站组合体的运行轨迹，O为地球球心，A、B，C，D为椭圆的四等分点，近地点A处的虚线内切圆的半径为a，远地点C处的虚线外切圆的半径为，圆心均在O点。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，则空间站组合体从A经D运动到C的时间为（　　） A． B． C． D． 8．（2024·广东·二模）2023年5月，天舟六号货运飞船在长征七号遥七运载火箭的喷薄托举下腾空九霄、进入太空，次日飞船成功完成与空间站核心舱后向对接，给空间站运送物资。据悉天舟六号作为一艘货运飞船，其硬核能力——货物装载能力在航天史上首次突破了7吨。假设和空间站对接前飞船在某条轨道绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面高度为h，飞船运行周期为T，引力常量为G，地球表面重力加速度为g，根据以上信息（    ） A．可求得飞船的质量 B．可求得地球的半径 C．可求得地球与飞船间的万有引力 D．不能求得以上任一物理量 9．（2024·广东惠州·一模）如图所示，从我国空间站伸出的长为d的机械臂外端安置一微型卫星，微型卫星和空间站能与地心保持在同一直线上绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，空间站的轨道半径为r，地球表面重力加速度为g。忽略空间站对卫星的引力以及空间站的尺寸，则（　　） A．微型卫星的角速度比空间站的角速度要小 B．微型卫星的线速度与空间站的线速度相等 C．空间站所在轨道处的加速度与g之比为 D．机械臂对微型卫星一定无作用力 10．（2024·广东·三模）地球、火星绕太阳运动的轨道均可看成圆轨道，轨道半径之比为2：3。现要从地球向火星发射一飞行器，其离开地球运动到火星的过程绕太阳运动，轨道为椭圆轨道，且在该轨道的远日点被火星俘获，如图所示。则该飞行器（　　） A．离开地球运动到火星的过程速度逐渐增大 B．到达火星时，地球在飞行器与太阳连线下方 C．绕太阳的运行周期大于火星绕太阳的运行周期 D．在远日点与火星相遇时，需加速才能被火星俘获 11．（2024·广东茂名·二模）北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统．其中北斗—G4为一颗地球静止轨道卫星，北斗—IGSO2为一颗倾斜同步轨道卫星，北斗—M3为一颗中圆地球轨道卫星（轨道半径小于静止轨道半径），下列说法正确的是（    ） A．北斗—G4和北斗—IGSO2都相对地面静止 B．北斗—G4和北斗—IGSO2的轨道半径相等 C．北斗—M3与北斗—G4的周期平方之比等于高度立方之比 D．北斗—M3的线速度比北斗—IGSO2的线速度小 12．（2024·广东·二模）2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。约10分钟后。神舟十七号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。如图所示，虚线为飞船的运行轨道，周期为，离地高度为。若飞船绕地球做匀速圆周运动，地球半径为，则地球的第一宇宙速度大小为（    ） A． B． C． D． 13．（2024·广东·一模）如图所示为太阳系主要天体的分布示意图，下列关于太阳系行星运动规律的描述正确的是（    ） A．所有行星均以太阳为中心做匀速圆周运动 B．地球与太阳的连线、火星与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等 C．所有行星运行轨道半长轴的二次方与其公转周期的三次方之比都相等 D．地球和火星围绕太阳运行的轨道都是椭圆，且这两个椭圆必定有公共的焦点 14．（2024·广东·一模）据报道，“TRAPPIST-1恒星系统”由1颗红矮星和7颗（如图所示）围绕它运行的行星组成，若地球半径为R，则行星的半径如下表。据推测行星g和h的密度大致相同，若行星的第一宇宙速度为，则行星的第一宇宙速度约为（　　） 行星 半径 1.12R 1.10R 0.78R 0.91R 1.05R 1.15R 0.77R A．0.5v B．0.7v C．1.5v D．2.3v 15．（2024·广东广州·一模）某校天文小组通过望远镜观察木星周围的两颗卫星a、b，记录了不同时刻t两卫星的位置变化如图甲。现以木星中心为原点，测量图甲中两卫星到木星中心的距离x，以木星的左侧为正方向，绘出图像如图乙。已知两卫星绕木星近似做圆周运动，忽略在观测时间内观察者和木星的相对位置变化，由此可知（    ） A．a公转周期为 B．b公转周期为 C．a公转的角速度比b的小 D．a公转的线速度比b的大 16．（2024·广东佛山·二模）磷是构成DNA的重要元素，2023年科学家在土卫二的海洋中检测到磷。此发现意味着土卫二有可能存在生命。目前探测器已经测出了土卫二的密度为，现发射一颗贴近土卫二表面的人造卫星对土卫二进一步观测，已知万有引力常量为G，则根据题中所给数据可以计算出（　　） A．人造卫星的周期 B．土卫二的质量 C．人造卫星的向心加速度大小 D．人造卫星与土卫二之间的万有引力大小 17．（2024·广东江门·一模）2023年我国“天宫号”太空实验室实现了长期有人值守，我国迈入空间站时代。如图所示，“天舟号”货运飞船沿椭圆轨道运行，A、B两点分别为椭圆轨道的近地点和远地点，则以下说法正确的是（　　） A．“天舟号”在A点的线速度大于“天宫号”的线速度 B．“天舟号”在B点的加速度小于“天宫号”的加速度 C．“天舟号”在椭圆轨道的周期比“天宫号”周期大 D．“天舟号”与“天宫号”对接前必须先减速运动 18．（2024·广东湛江·一模）北京时间2024年1月9日，我国在西昌卫星发射中心采用长征二号丙运载火箭，成功将“爱因斯坦探针”空间科学卫星发射升空，卫星顺利进入高度为、倾角为的近地轨道，发射任务取得圆满成功。已知同步卫星距地球表面高度约为。下列说法正确的是（　　） A．该卫星的运行速度大于第一宇宙速度 B．该卫星的运行周期大于 C．该卫星轨道处的重力加速度大于 D．该卫星运行的角速度大于同步卫星的角速度 19．（2024·广东汕头·一模）如图所示，“天问一号”探测飞船经变轨后进入近火星表面轨道做匀速圆周运动。已知万有引力常量G，以下哪些物理量能估算火星的第一宇宙速度（　　） A．火星的质量M和火星的半径R B．“天问一号”在火星表面环绕的周期T C．“天问一号”在火星表面环绕的轨道半径r D．“天问一号”在火星表面环绕的向心加速度a 20．（2024·广东深圳·一模）2022年10月9日，我国成功发射“夸父一号”探测卫星，用于探测由太阳发射而来的高能宇宙射线，卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道离地面的高度为720km，下列说法正确的是（　　） A．“夸父一号”的运行速度大于 B．“夸父一号”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度 C．为使“夸父一号”能更长时间观测太阳，采用a轨道比b轨道更合理 D．“夸父一号”绕地球做圆周运动的周期为24小时 21．（2024·广东广州·二模）北京时间2023年10月26日19时34分，神舟十六号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十七号航天员乘组入驻“天宫”。如图为“天宫”绕地球运行的示意图，测得“天宫”在t时间内沿顺时针从A点运动到B点，这段圆弧对应的圆心角为。已知地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，则“天宫”运动的（　　） A．轨道半径为 B．线速度大小为 C．周期为 D．向心加速度大小为 22．（2024·广东·一模）2023年5月17日10时49分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号”乙运载火箭，成功发射第五十六颗北斗导航卫星，该卫星绕地球做匀速圆周运动，距离地球表面的高度为h。已知地球的质量为M，半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A．该卫星的环绕速度为 B．该卫星的加速度大小为 C．该卫星的角速度为 D．该卫星的周期为 23．（2024·广东佛山·二模）2022年10月，我国成功将“夸父一号”卫星发射升空。该卫星绕地球的运动看成匀速圆周运动距地面高度约为。如图所示，“夸父一号”随地球绕太阳公转过程中，需要其轨道平面始终地球公转轨道与太阳保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸太阳父一号”。下列说法正确的是（    ） A．“夸父一号”有部分时间处于“黑夜”之中，完全不能接收到太阳光 B．“夸父一号”在任意时刻的加速度相同 C．“夸父一号”绕地球转动的线速度小于地球的第一宇宙速度 D．“夸父一号”绕地球转动的周期大于地球自转的周期 24．（2024·广东茂名·一模）科幻电影《流浪地球》中，有地球利用木星来加速的片段。如图所示为地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道运动的情景，其中轨道上的P点距木星最近（距木星的高度可忽略不计），下列说法正确的是（    ） A． 地球靠近木星的过程中动能增大 B． 地球远离木星的过程中机械能减小 C． 地球远离木星的过程中加速度不变 D． 地球在P点的速度等于木星第一宇宙速度 25．（2024·广东肇庆·二模）2023年10月26日11时14分，“神舟十七号”载人飞船发射成功，10月26日17时46分，“神舟十七号”载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，我国空间站在离地球表面高约400km的轨道上运行，已知同步卫星距离地球表面的高度约为36000km。下列说法正确的是（　　） A．我国空间站的运行周期为24h B．我国空间站运行的角速度小于地球自转的角速度 C．我国空间站运行的线速度比地球同步卫星的线速度大 D．我国空间站的发射速度大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度 26．（2024·广东惠州·三模）中国空间站围绕地球做近似匀速圆周运动，运行周期约为90分钟，下列说法正确的是（　　） A．中国空间站的加速度大于9.8m/s2 B．中国空间站运行的角速度大于地球自转的角速度 C．中国空间站运行的速度大于第一宇宙速度 D．中国空间站与同步地球卫星的轨道高度相同 27．（2024·广东佛山·一模）中国空间站正常绕地运行的轨道可视为圆形，轨道平面与赤道平面夹角为42°，轨道离地高约，每天绕地球约转15.4圈，绕行方向自西向东。地球半径约为，下列相关说法正确的是（　　） A．空间站绕地运行轨道的圆心与地球球心重合 B．空间站绕地运行的速度比月球绕地运行的速度小 C．空间站绕地运行的角速度比地面上物体随地球自转的角速度小 D．空间站中宇航员所受的重力小，不及其在地面所受重力的十分之一 28．（2024·广东·一模）我国“神舟十六号”载人飞船的发射过程简化如图所示：先由“长征”运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道Ⅰ，在远地点B将飞船送入预定圆轨道Ⅱ。下列说法正确的是（　　） A．飞船在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时均处于超重状态 B．飞船在轨道Ⅰ和Ⅱ运行至B处时加速度相等 C．飞船在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时机械能相等 D．飞船在轨道Ⅰ经过B处时的速度大于第一宇宙速度 29．（2024·广东佛山·一模）如图所示，“羲和号”是我国首颗可24小时全天候对太阳进行观测的试验卫星，该卫星绕地球可视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面垂直。卫星距离A点的最小距离是517千米，每天绕地球运行n圈（），下列关于“羲和号”的说法错误的是（　　） A．“羲和号”的运行速度小于第一宇宙速度 B．“羲和号”的发射速度大于第一宇宙速度 C．“羲和号”的向心加速度大于地球同步卫星 D．“羲和号”的运行周期大于地球同步卫星 30．（2024·广东惠州·二模）截至2023年8月，我国已发射了21颗气象卫星，分别实现了极轨卫星和静止卫星的业务化运行．如图，风云1号是极地轨道卫星，绕地球做匀速圆周运动的周期为12h，风云2号为地球同步卫星，则下列说法正确的是（    ）    A．风云1号的加速度比风云2号的加速度大 B．风云2号的轨道半径为风云1号的两倍 C．风云1号的线速度为风云2号的两倍 D．风云1号和风云2号与地心的连线每秒扫过的面积相等 二、多选题 31．（2024·广东东莞·三模）年月日，“长征号”遥七运载火箭搭载通信技术试验卫星十一号发射成功，被誉为龙年首发。卫星进入地球同步轨道后，主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的倍，下列说法中正确的是（　　） A．地球同步卫星可以静止在北京上空 B．同步卫星运行速度是地球第一宇宙速度的 C．同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的n倍 D．若忽略地球的自转效应，则同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的 32．（2024·广东揭阳·二模）2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100秒时，它们间的距离为r，绕两者连线上的某点每秒转动n圈，将两颗中子星都看作质量均匀分布的球体，忽略其他星体的影响，已知引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A．两颗中子星转动的周期均为n秒 B．两颗中子星转动时所需向心力与它们的转动半径成正比 C．两颗中子星的转动半径与它们的质量成反比 D．两颗中子星的质量之和为 33．（2024·广东湛江·二模）已知质量分布均匀的空心球壳对内部任意位置的物体引力为0。P、Q两个星球的质量分布均匀且自转角速度相同，它们的重力加速度大小g随物体到星球中心的距离r变化的图像如图所示。关于P、Q星球，下列说法正确的是（　　） A．质量相同 B．密度相同 C．第一宇宙速度大小之比为2:1 D．同步卫星距星球表面的高度之比为1:2 34．（2024·广东佛山·二模）为开展空间环境探测与空间科学研究，我国发射的某科学实验卫星，轨道半径为，地球半径为R。已知地球同步卫星的轨道半径约为，则该卫星（　　） A．每天绕地球约圈 B．运行速度约为同步卫星的倍 C．所受万有引力约为同步卫星的倍 D．绕地运行的角速度约为同步卫星的倍 35．（2024·广东·二模）2024年，我国探月计划第六个探测器嫦娥六号将于上半年出征月球，并且飞往月球背面采集土壤并返回地球。如图所示，为地球的球心、为月球的球心，图中的P点为地一月系统的一个拉格朗日点，在该点的物体能够保持和地球、月球相对位置关系不变，以和月球相同的角速度绕地球匀速圆周运动。地球上的人总是只能看到月球的正面，嫦娥六号将要达到的却是月球背面的M点，为了保持和地球的联系，我国还将发射鹊桥二号中继通信卫星，让其在以P点为圆心、垂直于地月连线的圆轨道上运动。下列说法正确的是（    ） A．我们无法看到月球的背面，是因为月球的自转周期和公转周期相同 B．发射嫦娥六号时，发射速度要超过第二宇宙速度，让其摆脱地球引力的束缚 C．以地球球心为参考系，鹊桥二号中继卫星做匀速圆周运动 D．鹊桥二号中继卫星受到地球和月球引力的共同作用 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 万有引力与航天 一、单选题 1．（2023·广东·高考真题）如图（a）所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（    ）    A．周期为 B．半径为 C．角速度的大小为 D．加速度的大小为 【答案】B 【详解】A．由图（b）可知探测器探测到Q的亮度随时间变化的周期为 则P的公转周期为，故A错误； B．P绕恒星Q做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 解得半径为 故B正确； C．P的角速度为 故C错误； D．P的加速度大小为 故D错误。 故选B。 2．（2022·广东·高考真题）“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是（　　） A．火星公转的线速度比地球的大 B．火星公转的角速度比地球的大 C．火星公转的半径比地球的小 D．火星公转的加速度比地球的小 【答案】D 【详解】由题意可知，火星的公转周期大于地球的公转周期 C．根据可得 可知火星的公转半径大于地球的公转半径，故C错误； A．根据可得 结合C选项，可知火星的公转线速度小于地球的公转线速度，故A错误； B．根据可知火星公转的角速度小于地球公转的角速度，故B错误； D．根据可得 可知火星公转的加速度小于地球公转的加速度，故D正确。 故选D。 二、多选题 3．（2024·广东·高考真题）如图所示，探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞。在接近某行星表面时以的速度竖直匀速下落。此时启动“背罩分离”，探测器与背罩断开连接，背罩与降落伞保持连接。已知探测器质量为1000kg，背罩质量为50kg，该行星的质量和半径分别为地球的和。地球表面重力加速度大小取。忽略大气对探测器和背罩的阻力。下列说法正确的有（　　） A．该行星表面的重力加速度大小为 B．该行星的第一宇宙速度为 C．“背罩分离”后瞬间，背罩的加速度大小为 D．“背罩分离”后瞬间，探测器所受重力对其做功的功率为30kW 【答案】AC 【详解】A．在星球表面，根据 可得 行星的质量和半径分别为地球的和。地球表面重力加速度大小取，可得该行星表面的重力加速度大小 故A正确； B．在星球表面上空，根据万有引力提供向心力 可得星球的第一宇宙速度 行星的质量和半径分别为地球的和，可得该行星的第一宇宙速度 地球的第一宇宙速度为，所以该行星的第一宇宙速度 故B错误； C．“背罩分离”前，探测器及其保护背罩和降落伞整体做匀速直线运动，对探测器受力分子，可知探测器与保护背罩之间的作用力 “背罩分离”后，背罩所受的合力大小为4000N，对背罩，根据牛顿第二定律 解得 故C正确； D．“背罩分离”后瞬间探测器所受重力对其做功的功率 故D错误。 故选AC。 一、单选题 1．（2024·广东广州·三模）我国的“夸父一号”卫星在距地面高度约七百二十公里的轨道围绕地球做匀速圆周运动，其中安置了全日面矢量磁像仪等载荷，对太阳耀斑进行观测、预警，同步卫星离地面高度约三万六千公里，“夸父一号”（    ） A．受到的合外力保持不变 B．运动周期等于地球自转周期 C．对磁像仪的作用力充当其向心力 D．加速度大于同步卫星加速度 【答案】D 【详解】A．“夸父一号”受到的合外力提供它做匀速圆周运动的向心力，大小保持不变。方向时刻改变。故A错误； BD．根据 解得 ， 可知“夸父一号”运动周期小于同步卫星的周期，即于地球的自转周期。“夸父一号”加速度大于同步卫星加速度。故B错误；D正确； C．地球对磁像仪的万有引力充当其向心力。故C错误。 故选D。 2．（2024·广东江门·二模）北京时间2024年4月15日12时12分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将四维高景三号01星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星主要为数字农业、城市信息模型、实景三维等新兴市场，以及国土测绘、防灾减灾、海事监测等传统领域提供商业遥感数据服务。若卫星入轨后做半径为r的匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，则卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设地球的质量为M，卫星的质量为m，卫星绕地球运行的周期为T，有 设地面上一质量为的物体，重力近似等于万有引力 得 综合解得 故选C。 3．（2024·广东·三模）木星的卫星总共有92颗，其中木卫一、木卫二、木卫三、木卫四是意大利天文学家伽利略在1610年用自制的望远镜发现的，这四颗卫星后被称为伽利略卫星，四颗伽利略卫星的自身参数近似如下表所示，根据表格信息，下列判断正确的是（　　） 木卫一 木卫二 木卫三 木卫四 密度/g·cm-3 3.5 3.0 2.0 1.8 直径/km 3600 3100 5300 4800 A．木卫三绕木星运动的轨道半径大于木卫四绕木星运动的轨道半径 B．木卫二表面的重力加速度小于木卫四表面的重力加速度 C．木卫一的第一宇宙速度大于木卫二的第一宇宙速度 D．木卫二的质量大于木卫三的质量 【答案】C 【详解】A．虽然木卫三的直径大于木卫四，但它们绕木星运动的轨道半径无法计算，故A错误； B．根据 则木卫二表面的重力加速度大于木卫四表面的重力加速度，故B错误； C．第一宇宙速度 所以木卫一的第一宇宙速度大于木卫二的第一宇宙速度，故C正确； D．根据 可知，木卫二的质量小于木卫三的质量，故D错误。 故选C。 4．（2024·广东梅州·二模）2021年2月，天问一号火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线每秒扫过的面积，下列说法正确的是（　　） A．图中两阴影部分的面积相等 B．从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变大 C．从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器机械能变小 D．探测器在点加速度小于在点的加速度 【答案】C 【详解】A．根据开普勒第二定律可知探测器绕火星运行时，在同一轨道上与火星的连线每秒扫过的面积相等，但在不同轨道上与火星的连线每秒扫过的面积不相等，故A错误； B．根据开普勒第三定律可知，从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变小，故B错误； C．探测器从“调相轨道”进入“停泊轨道”需在P点减速，做近心运动，机械能减小，故C正确； D．根据牛顿第二定律 可得 可知探测器在P点的加速度大于在N点的加速度，故D错误。 故选C。 5．（2024·广东汕头·二模）神舟十七号载人飞船与距离地面约的天宫空间站成功对接。变轨过程可简化为如图：飞船先从圆形轨道Ⅰ的A位置变轨到椭圆轨道Ⅱ，再从B位置变轨进入空间站所在的圆形轨道Ⅲ。假设空间站轨道半径为r，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．空间站内的航天员处于“悬浮”状态是因为他所受到合外力为零 B．飞船沿椭圆轨道Ⅱ由A点到B点的时间为 C．空间站的向心加速度大于赤道上的物体随地球自转的向心加速度 D．根据狭义相对论原理，在轨飞行的飞船中，航天员的手表变快了 【答案】C 【详解】A．空间站内的航天员处于“悬浮”状态是因为他处于完全失重状态，其自身所受重力充当其随空间站一起环绕地球做圆周运动的向心力，故A错误； B．若飞船从A到B做圆周运动，且轨道半径为，则由万有引力从当向心力有 解得 而在地球表面有 解得 由此可得 则从A到B的时间为 但由于飞船从A到B并非做匀速圆周运动，而是椭圆运动，因此要求椭圆运动的周期必须用开普勒第三定律，且必须知道飞船做椭圆运动的半长轴，由此可知，飞船沿椭圆轨道Ⅱ由A点到B点的时间并非为，故B错误； C．同步卫星与赤道上物体的角速度相同，根据圆周运动的相关知识可知，向心加速度 由于同步卫星做圆周运动的半径大于赤道上物体做圆周运动的半径，因此同步卫星的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度，而对于环绕中心天体做圆周运动的物体，由万有引力充当向心力，可得物体环绕中心天体做圆周运动的向心加速度 可知，轨道半径越大，向心加速度越小，而同步卫星的轨道半径大于空间站的轨道半径，因此同步卫星的向心加速度小于空间站的向心加速度，由此可知，空间站的向心加速度大于赤道上的物体随地球自转的向心加速度，故C正确； D．根据狭义相对论原理，在轨飞行的飞船中，航天员的手表变慢了，故D错误。 故选C。 6．（2024·广东深圳·二模）2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道。如图所示，鹊桥二号在进入近月点P、远月点A的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B、周期为24小时的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是（　　） A．离开火箭时速度大于地球的第三宇宙速度环月轨道 B．在捕获轨道运行的周期大于24小时 C．在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道 D．经过A点的加速度比经过B点时大 【答案】B 【详解】A．鹊桥二号离开火箭时速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，才能进入环月轨道，A错误； B．由开普勒第三定律，鹊桥二号在捕获轨道上运行的周期大于在环月轨道上运行的周期，B正确； C．在P点要由捕获轨道变轨到环月轨道，做近心运动，必须降低速度，经过P点时，需要点火减速，C错误； D．根据万有引力提供向心力知 解得 则经过A点的加速度比经过B点时小，D错误； 故选B。 7．（2024·广东·二模）在我国文昌航天发射场，长征七号遥六运载火箭搭载的天舟五号货运飞船发射取得圆满成功，飞船随后与在轨运行的空间站组合体进行了自主快速交会对接。如图所示，实线椭圆为空间站组合体的运行轨迹，O为地球球心，A、B，C，D为椭圆的四等分点，近地点A处的虚线内切圆的半径为a，远地点C处的虚线外切圆的半径为，圆心均在O点。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，则空间站组合体从A经D运动到C的时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设在内切圆上运动的卫星周期为T，空间站组合体的运行周期为，在地球表面有 对内切圆上的卫星有 根据开普勒第三定律有 联立解得 则空间站组合体从A经D运动到C的时间 故选C。 8．（2024·广东·二模）2023年5月，天舟六号货运飞船在长征七号遥七运载火箭的喷薄托举下腾空九霄、进入太空，次日飞船成功完成与空间站核心舱后向对接，给空间站运送物资。据悉天舟六号作为一艘货运飞船，其硬核能力——货物装载能力在航天史上首次突破了7吨。假设和空间站对接前飞船在某条轨道绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面高度为h，飞船运行周期为T，引力常量为G，地球表面重力加速度为g，根据以上信息（    ） A．可求得飞船的质量 B．可求得地球的半径 C．可求得地球与飞船间的万有引力 D．不能求得以上任一物理量 【答案】B 【详解】AB．在地球表面物体万有引力等于重力 设飞船的质量为，根据万有引力提供向心力 联立可得 则可求得地球的半径和质量，不能求得飞船的质量，故A错误，B正确； C．根据 因为飞船质量未知，故不能求得地球与飞船间的万有引力，故C错误； D．可以求出地球的半径，故D错误。 故选B。 9．（2024·广东惠州·一模）如图所示，从我国空间站伸出的长为d的机械臂外端安置一微型卫星，微型卫星和空间站能与地心保持在同一直线上绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，空间站的轨道半径为r，地球表面重力加速度为g。忽略空间站对卫星的引力以及空间站的尺寸，则（　　） A．微型卫星的角速度比空间站的角速度要小 B．微型卫星的线速度与空间站的线速度相等 C．空间站所在轨道处的加速度与g之比为 D．机械臂对微型卫星一定无作用力 【答案】C 【详解】A．微型卫星和空间站能与地心保持在同一直线上绕地球做匀速圆周运动，所以微型卫星的角速度与空间站的角速度相等，故A错误； B．微型卫星的线速度 空间站的线速度 微型卫星的线速度比空间站的线速度大，故B错误； C．由 解得 空间站所在轨道处的加速度 在地球表面 解得 所以 故C正确； D．由 解得 可知仅受万有引力提供向心力时，微型卫星比空间站的轨道半径大，角速度小，由于微型卫星跟随空间站以共同的角速度运动，由可知所需向心力增大，所以机械臂对微型卫星有拉力作用，故D错误。 故选C。 10．（2024·广东·三模）地球、火星绕太阳运动的轨道均可看成圆轨道，轨道半径之比为2：3。现要从地球向火星发射一飞行器，其离开地球运动到火星的过程绕太阳运动，轨道为椭圆轨道，且在该轨道的远日点被火星俘获，如图所示。则该飞行器（　　） A．离开地球运动到火星的过程速度逐渐增大 B．到达火星时，地球在飞行器与太阳连线下方 C．绕太阳的运行周期大于火星绕太阳的运行周期 D．在远日点与火星相遇时，需加速才能被火星俘获 【答案】B 【详解】A．飞行器脱离地球运动到火星的过程，绕太阳运动，结合开普勒第二定律可知，飞行器与太阳中心的连线（逐渐变长）在相同时间内扫过的面积相同，则从离开地球运动到火星的过程飞行器速度逐渐减小，故A错误； B．设地球绕太阳运动的轨道半径为，结合题图和题述可知，飞行器的轨道半长轴为 由开普勒第三定律可得，飞行器与地球绕太阳运动的周期之比为 则飞行器运动周期时，地球转过的角度大于180°，小于360°，所以飞行器到达火星时，地球在飞行器与太阳连线下方，故B正确； C．飞行器的轨道半长轴小于火星的轨道半径，根据开普勒第三定律可知，飞行器的周期小于火星的公转周期，故C错误； D．飞行器在远日点与火星相遇时，需要减速，才有可能在火星引力作用下绕火星运动，故D错误。 故选B。 11．（2024·广东茂名·二模）北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统．其中北斗—G4为一颗地球静止轨道卫星，北斗—IGSO2为一颗倾斜同步轨道卫星，北斗—M3为一颗中圆地球轨道卫星（轨道半径小于静止轨道半径），下列说法正确的是（    ） A．北斗—G4和北斗—IGSO2都相对地面静止 B．北斗—G4和北斗—IGSO2的轨道半径相等 C．北斗—M3与北斗—G4的周期平方之比等于高度立方之比 D．北斗—M3的线速度比北斗—IGSO2的线速度小 【答案】B 【详解】A．北斗—G4为一颗地球静止轨道卫星，可知北斗—G4相对地面静止；北斗—IGSO2为一颗倾斜同步轨道卫星，则北斗—IGSO2的周期等于地球自转周期，但北斗—IGSO2相对地面不是静止的，故A错误； B．根据万有引力提供向心力 可得 由于北斗—G4和北斗—IGSO2的周期相等，则北斗—G4和北斗—IGSO2的轨道半径相等，故B正确； C．根据开普勒第三定律 可知北斗—M3与北斗—G4的周期平方之比等于轨道半径立方之比，故C错误； D．根据万有引力提供向心力 可得 由于中圆地球轨道卫星轨道半径小于静止轨道半径，则北斗—M3的线速度比北斗—IGSO2的线速度大，故D错误。 故选B。 12．（2024·广东·二模）2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。约10分钟后。神舟十七号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。如图所示，虚线为飞船的运行轨道，周期为，离地高度为。若飞船绕地球做匀速圆周运动，地球半径为，则地球的第一宇宙速度大小为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据万有引力提供向心力有 则地球质量 设地球的第一宇宙速度大小为，则 解得 故选B。 13．（2024·广东·一模）如图所示为太阳系主要天体的分布示意图，下列关于太阳系行星运动规律的描述正确的是（    ） A．所有行星均以太阳为中心做匀速圆周运动 B．地球与太阳的连线、火星与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等 C．所有行星运行轨道半长轴的二次方与其公转周期的三次方之比都相等 D．地球和火星围绕太阳运行的轨道都是椭圆，且这两个椭圆必定有公共的焦点 【答案】D 【详解】A.八大行星均在椭圆轨道上运动，太阳处于椭圆其中一个焦点上，故A错误； B.同一行星与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等，故B错误； C.开普勒第三定律的内容为 （为常量） 故C错误； D.D项表达了开普勒第一定律（轨道定律）的内容，故D正确。 故选D。 14．（2024·广东·一模）据报道，“TRAPPIST-1恒星系统”由1颗红矮星和7颗（如图所示）围绕它运行的行星组成，若地球半径为R，则行星的半径如下表。据推测行星g和h的密度大致相同，若行星的第一宇宙速度为，则行星的第一宇宙速度约为（　　） 行星 半径 1.12R 1.10R 0.78R 0.91R 1.05R 1.15R 0.77R A．0.5v B．0.7v C．1.5v D．2.3v 【答案】B 【详解】设行星的半径为，在行星表面有 可得行星的质量为 行星的体积为 可得行星的密度为 由于行星g和h的密度大致相同，可得星h和g表面的重力加速度之比为 由万有引力提供向心力 可得行星的第一宇宙速度为 即行星h和g的第一宇宙速度之比为 其中行星的第一宇宙速度为，则行星的第一宇宙速度约为 故选B。 15．（2024·广东广州·一模）某校天文小组通过望远镜观察木星周围的两颗卫星a、b，记录了不同时刻t两卫星的位置变化如图甲。现以木星中心为原点，测量图甲中两卫星到木星中心的距离x，以木星的左侧为正方向，绘出图像如图乙。已知两卫星绕木星近似做圆周运动，忽略在观测时间内观察者和木星的相对位置变化，由此可知（    ） A．a公转周期为 B．b公转周期为 C．a公转的角速度比b的小 D．a公转的线速度比b的大 【答案】D 【详解】A．由图像可知，a公转周期为，故A错误； BCD．由万有引力提供向心力可得 可知 ，， 由于b的轨道半径大于a的轨道半径，则b的公转周期大于a的公转周期，即b公转周期大于；a公转的角速度比b的大；a公转的线速度比b的大，故BC错误，D正确。 故选D。 16．（2024·广东佛山·二模）磷是构成DNA的重要元素，2023年科学家在土卫二的海洋中检测到磷。此发现意味着土卫二有可能存在生命。目前探测器已经测出了土卫二的密度为，现发射一颗贴近土卫二表面的人造卫星对土卫二进一步观测，已知万有引力常量为G，则根据题中所给数据可以计算出（　　） A．人造卫星的周期 B．土卫二的质量 C．人造卫星的向心加速度大小 D．人造卫星与土卫二之间的万有引力大小 【答案】A 【详解】设土卫二的质量为，半径为，根据题意有 设贴近其表面的人造卫星的质量为，周期为，向心加速度为，则有 整理得 即人造卫星的周期可以计算出，但土卫二的质量无法求得，人造卫星的向心加速度大小无法求得，人造卫星与土卫二之间的万有引力大小也无法求得。 故选A。 17．（2024·广东江门·一模）2023年我国“天宫号”太空实验室实现了长期有人值守，我国迈入空间站时代。如图所示，“天舟号”货运飞船沿椭圆轨道运行，A、B两点分别为椭圆轨道的近地点和远地点，则以下说法正确的是（　　） A．“天舟号”在A点的线速度大于“天宫号”的线速度 B．“天舟号”在B点的加速度小于“天宫号”的加速度 C．“天舟号”在椭圆轨道的周期比“天宫号”周期大 D．“天舟号”与“天宫号”对接前必须先减速运动 【答案】A 【详解】A．根据变轨原理可知，“天舟号”在A点从圆轨道加速可进入椭圆轨道。根据 解得 可知“天舟号”在A点所在圆轨道的线速度大于在 B点所在圆轨道的线速度。所以“天舟号”在A点的线速度大于“天宫号”的线速度，故A正确； B．根据 可得 则“天舟号”在B点的加速度大小等于“天宫号”的加速度大小，故B错误； C．由开普勒第三定律，可知“天舟号”比“天宫号”运动周期小，故C错误； D．“天舟号”与“天宫号”对接前必须先加速，做离心运动，才能与天宫号对接，故D错误。 故选A。 18．（2024·广东湛江·一模）北京时间2024年1月9日，我国在西昌卫星发射中心采用长征二号丙运载火箭，成功将“爱因斯坦探针”空间科学卫星发射升空，卫星顺利进入高度为、倾角为的近地轨道，发射任务取得圆满成功。已知同步卫星距地球表面高度约为。下列说法正确的是（　　） A．该卫星的运行速度大于第一宇宙速度 B．该卫星的运行周期大于 C．该卫星轨道处的重力加速度大于 D．该卫星运行的角速度大于同步卫星的角速度 【答案】D 【详解】A．根据牛顿第二定律 得 该卫星的运行半径大于地球的半径，故运行速度小于第一宇宙速度，故A错误； B．根据牛顿第二定律 得 该卫星的运行半径小于地球同步卫星的半径，同步卫星的运行周期为，故该近地卫星的运行周期大于，故B错误； D．由 又 知，半径越小，周期越小，角速度越大，因为该卫星运行周期小于同步卫星的周期，故该卫星的运行角速度大于同步卫星的角速度，故D正确； C．由牛顿第二定律 由于 联立知 即该卫星轨道处的重力加速度小于，故C错误。 故选D。 19．（2024·广东汕头·一模）如图所示，“天问一号”探测飞船经变轨后进入近火星表面轨道做匀速圆周运动。已知万有引力常量G，以下哪些物理量能估算火星的第一宇宙速度（　　） A．火星的质量M和火星的半径R B．“天问一号”在火星表面环绕的周期T C．“天问一号”在火星表面环绕的轨道半径r D．“天问一号”在火星表面环绕的向心加速度a 【答案】A 【详解】A．根据 可得，火星的第一宇宙速度为 知道火星的质量和火星的半径可以求出第一宇宙速度，A正确； B．根据 可得，火星的质量为 则第一宇宙速度为 知道周期和半径可以求出第一宇宙速度，B错误； C．根据 第一宇宙速度为 知道轨道半径，无法求出第一宇宙速度，C错误； D．根据 火星质量为 则第一宇宙速度为 知道向心加速度和半径可以求出第一宇宙速度，D错误。 故选A。 20．（2024·广东深圳·一模）2022年10月9日，我国成功发射“夸父一号”探测卫星，用于探测由太阳发射而来的高能宇宙射线，卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道离地面的高度为720km，下列说法正确的是（　　） A．“夸父一号”的运行速度大于 B．“夸父一号”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度 C．为使“夸父一号”能更长时间观测太阳，采用a轨道比b轨道更合理 D．“夸父一号”绕地球做圆周运动的周期为24小时 【答案】C 【详解】A．第一宇宙速度为围绕地球做圆周运动的最大速度，则“夸父一号”的运行速度小于，故A错误； B．由万有引力提供向心力有 解得 由于“夸父一号”的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则“夸父一号”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，故B错误； C．由图可知，采用a轨道可以更长时间观测太阳，故C正确； D．由万有引力提供向心力有 解得 由于“夸父一号”的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则“夸父一号”绕地球做圆周运动的周期小于地球同步卫星的周期24小时，故D错误。 故选C。 21．（2024·广东广州·二模）北京时间2023年10月26日19时34分，神舟十六号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十七号航天员乘组入驻“天宫”。如图为“天宫”绕地球运行的示意图，测得“天宫”在t时间内沿顺时针从A点运动到B点，这段圆弧对应的圆心角为。已知地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，则“天宫”运动的（　　） A．轨道半径为 B．线速度大小为 C．周期为 D．向心加速度大小为 【答案】A 【详解】C．由角速度定义式可得 则周期为 故C错误； A．由万有引力提供向心力可得 又 联立解得轨道半径为 故A正确； B．线速度大小为 故B错误； D．向心加速度大小为 故D错误。 故选A。 22．（2024·广东·一模）2023年5月17日10时49分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号”乙运载火箭，成功发射第五十六颗北斗导航卫星，该卫星绕地球做匀速圆周运动，距离地球表面的高度为h。已知地球的质量为M，半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A．该卫星的环绕速度为 B．该卫星的加速度大小为 C．该卫星的角速度为 D．该卫星的周期为 【答案】C 【详解】A．设地球的质量为M，卫星的质量为m，根据万有引力提供向心力可得 解得 故A错误； B．根据万有引力提供向心力可得 得 故B错误； C.根据万有引力提供向心力可得 得 故C正确； D.由公式 故D错误。 故选C。 23．（2024·广东佛山·二模）2022年10月，我国成功将“夸父一号”卫星发射升空。该卫星绕地球的运动看成匀速圆周运动距地面高度约为。如图所示，“夸父一号”随地球绕太阳公转过程中，需要其轨道平面始终地球公转轨道与太阳保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸太阳父一号”。下列说法正确的是（    ） A．“夸父一号”有部分时间处于“黑夜”之中，完全不能接收到太阳光 B．“夸父一号”在任意时刻的加速度相同 C．“夸父一号”绕地球转动的线速度小于地球的第一宇宙速度 D．“夸父一号”绕地球转动的周期大于地球自转的周期 【答案】C 【详解】A．根据题意可知“夸父一号”始终能接收到太阳光，故A错误； B．“夸父一号”在任意时刻的加速度大小相等，但是方向不相同，故B错误； CD．根据万有引力提供向心力可得 可得 ， 可知卫星轨道越高，线速度越小，周期越大，则“夸父一号”绕地球转动的线速度小于地球的第一宇宙速度，“夸父一号”绕地球转动的周期小于同步卫星的周期，即小于地球自转的周期，故C正确，D错误。 故选C。 24．（2024·广东茂名·一模）科幻电影《流浪地球》中，有地球利用木星来加速的片段。如图所示为地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道运动的情景，其中轨道上的P点距木星最近（距木星的高度可忽略不计），下列说法正确的是（    ） A．地球靠近木星的过程中动能增大 B．地球远离木星的过程中机械能减小 C．地球远离木星的过程中加速度不变 D．地球在P点的速度等于木星第一宇宙速度 【答案】A 【详解】A．地球绕木星做椭圆运动，根据开普勒第二定律可得，远木点的速度小，近木点的速度大，故地球靠近木星的过程中，运行速度增大，动能增大，A正确； B．地球远离木星的过程中，只有万有引力做负功，因此机械能守恒，B错误； C．地球在轨道上运行时，万有引力提供加速度，根据 可得 地球远离木星的过程中，r变大，所以加速度减小，C错误； D．若地球在P点绕木星做匀速圆周运动，则速度等于木星的第一宇宙速度，即 而地球过P点后做离心运动，万有引力小于需要的向心力，则有 即 所以地球在P点的运行速度大于木星的第一宇宙速度，D错误。 故选A。 25．（2024·广东肇庆·二模）2023年10月26日11时14分，“神舟十七号”载人飞船发射成功，10月26日17时46分，“神舟十七号”载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，我国空间站在离地球表面高约400km的轨道上运行，已知同步卫星距离地球表面的高度约为36000km。下列说法正确的是（　　） A．我国空间站的运行周期为24h B．我国空间站运行的角速度小于地球自转的角速度 C．我国空间站运行的线速度比地球同步卫星的线速度大 D．我国空间站的发射速度大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度 【答案】C 【详解】ABC．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 可知 ，， 由于空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则空间站的运行周期小于24小时；空间站的角速度大于同步卫星的角速度，即大于地球自转角速度；空间站的线速度大于地球同步卫星的线速度，故AB错误，C正确； D．空间站的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故D错误。 故选C。 26．（2024·广东惠州·三模）中国空间站围绕地球做近似匀速圆周运动，运行周期约为90分钟，下列说法正确的是（　　） A．中国空间站的加速度大于9.8m/s2 B．中国空间站运行的角速度大于地球自转的角速度 C．中国空间站运行的速度大于第一宇宙速度 D．中国空间站与同步地球卫星的轨道高度相同 【答案】B 【详解】A．对中国空间站，根据牛顿第二定律 对近地卫星，根据牛顿第二定律 中国空间站的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，可知中国空间站的加速度小于9.8m/s2，故A错误； B．根据 中国空间站运行周期小于同步地球卫星运行周期，中国空间站运行的角速度大于地球自转的角速度，故B正确； C．第一宇宙速度是最大环绕速度，中国空间站运行的速度小于第一宇宙速度，故C错误； D．根据开普勒第三定律 中国空间站运行周期小于同步地球卫星运行周期，中国空间站的轨道半径小于同步地球卫星的轨道半径，则中国空间站的轨道高度小于同步地球卫星的轨道高度，故D错误。 故选B。 27．（2024·广东佛山·一模）中国空间站正常绕地运行的轨道可视为圆形，轨道平面与赤道平面夹角为42°，轨道离地高约，每天绕地球约转15.4圈，绕行方向自西向东。地球半径约为，下列相关说法正确的是（　　） A．空间站绕地运行轨道的圆心与地球球心重合 B．空间站绕地运行的速度比月球绕地运行的速度小 C．空间站绕地运行的角速度比地面上物体随地球自转的角速度小 D．空间站中宇航员所受的重力小，不及其在地面所受重力的十分之一 【答案】A 【详解】A．因为万有引力提供向心力，指向地球球心，所以空间站绕地运行轨道的圆心与地球球心重合，故A正确； B．月球绕地运行周期大于空间站的运行周期，由 得 可知，月球运行轨道半径比空间站大，由 得 所以空间站的线速度大于月球的线速度，选项B错误； C．空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，由 得 所以空间站的角速度大于同步卫星的角速度即物体随地球自转的角速度，选项C错误； D．根据 可知，所受的重力大于地表重力的十分之一，故D错误。 故选A。 28．（2024·广东·一模）我国“神舟十六号”载人飞船的发射过程简化如图所示：先由“长征”运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道Ⅰ，在远地点B将飞船送入预定圆轨道Ⅱ。下列说法正确的是（　　） A．飞船在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时均处于超重状态 B．飞船在轨道Ⅰ和Ⅱ运行至B处时加速度相等 C．飞船在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时机械能相等 D．飞船在轨道Ⅰ经过B处时的速度大于第一宇宙速度 【答案】B 【详解】A．飞船在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时，只受万有引力作用，所以处于失重状态。A错误； B．飞船在轨道Ⅰ和Ⅱ运行，只受万有引力作用，则 代入得 经过同一点B距离相等，加速度相等。B正确； C．飞船在轨道Ⅰ加速进入轨道Ⅱ的过程中，牵引力做正功，故机械能增加，所以轨道Ⅰ机械能小于轨道Ⅱ的机械能。C错误； D．由开普勒第二定律知，在Ⅰ轨道，近地点速度快，远地点速度慢，第一宇宙速度是卫星在近地轨道运行的线速度，所以B点速度小于第一宇宙速度，因为此处速度小于对应圆轨道在该点的速度。D错误； 故选B。 29．（2024·广东佛山·一模）如图所示，“羲和号”是我国首颗可24小时全天候对太阳进行观测的试验卫星，该卫星绕地球可视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面垂直。卫星距离A点的最小距离是517千米，每天绕地球运行n圈（），下列关于“羲和号”的说法错误的是（　　） A．“羲和号”的运行速度小于第一宇宙速度 B．“羲和号”的发射速度大于第一宇宙速度 C．“羲和号”的向心加速度大于地球同步卫星 D．“羲和号”的运行周期大于地球同步卫星 【答案】D 【详解】A．第一宇宙速度是以地球半径为轨道半径的卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，也是卫星发射的最小速度，因此“羲和号”的运行速度小于第一宇宙速度，A正确，不符合题意； B．因 “羲和号”的运行轨道半径大于地球的半径，所以其发射速度大于第一宇宙速度，B正确，不符合题意； CD．由牛顿第二定律可得 由题意可知，“羲和号”每天绕地球运行n圈（），因此“羲和号”的运行周期小于地球同步卫星，根据开普勒第三定律可知“羲和号”的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，因此“羲和号”的向心加速度大于地球同步卫星，C正确，不符合题意；D错误，符合题意。 故选D。 30．（2024·广东惠州·二模）截至2023年8月，我国已发射了21颗气象卫星，分别实现了极轨卫星和静止卫星的业务化运行．如图，风云1号是极地轨道卫星，绕地球做匀速圆周运动的周期为12h，风云2号为地球同步卫星，则下列说法正确的是（    ）    A．风云1号的加速度比风云2号的加速度大 B．风云2号的轨道半径为风云1号的两倍 C．风云1号的线速度为风云2号的两倍 D．风云1号和风云2号与地心的连线每秒扫过的面积相等 【答案】A 【详解】A．由周期公式 可知，风云1号的轨道半径小，则由公式 可知，风云1号的加速度比风云2号的加速度大，A正确； B．由开普勒第三定律可知 故B错误； C．由公式 可知 故C错误； D．由开普勒第二定律可知，风云1号与地心的连线在每秒内扫过的面积相等；风云2号与地心的连线在每秒内扫过的面积相等，但前后两者不相等，D错误。 故选A。 二、多选题 31．（2024·广东东莞·三模）年月日，“长征号”遥七运载火箭搭载通信技术试验卫星十一号发射成功，被誉为龙年首发。卫星进入地球同步轨道后，主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的倍，下列说法中正确的是（　　） A．地球同步卫星可以静止在北京上空 B．同步卫星运行速度是地球第一宇宙速度的 C．同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的n倍 D．若忽略地球的自转效应，则同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的 【答案】BC 【详解】A.只要周期与地球自转周期相同的卫星都是地球同步卫星，除了赤道平面的同步卫星可以静止在赤道上空，其他同步卫星不能与地球上某位置保持相对静止，而北京不在赤道上，所以地球同步卫星不可以静止在北京上空，故A项错误； B.由万有引力提供向心力得 解得 又因为 第一宇宙速度 地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，所以 故B项正确； C.同步卫星与地球赤道上的物体具有相同的角速度，根据 知，同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转的速度的n倍，故C项正确； D.根据 解得 同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的，故D项错误。 故选BC。 32．（2024·广东揭阳·二模）2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100秒时，它们间的距离为r，绕两者连线上的某点每秒转动n圈，将两颗中子星都看作质量均匀分布的球体，忽略其他星体的影响，已知引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A．两颗中子星转动的周期均为n秒 B．两颗中子星转动时所需向心力与它们的转动半径成正比 C．两颗中子星的转动半径与它们的质量成反比 D．两颗中子星的质量之和为 【答案】CD 【详解】A．两颗中子星转动过程中角速度相等，周期也相等，根据题意绕两者连线上的某点每秒转动n圈，则周期 故A错误； B．设两颗星的质量分别为、，两颗中子星转动时所需的向心力由二者之间的万有引力提供，即向心力大小均为 故B错误； CD．设两颗星的轨道半径分别为、，相距r，根据万有引力提供向心力可知 可知 即两颗中子星的转动半径与它们的质量成反比。同时上述向心力公式化简可得 故CD正确。 故选CD。 33．（2024·广东湛江·二模）已知质量分布均匀的空心球壳对内部任意位置的物体引力为0。P、Q两个星球的质量分布均匀且自转角速度相同，它们的重力加速度大小g随物体到星球中心的距离r变化的图像如图所示。关于P、Q星球，下列说法正确的是（　　） A．质量相同 B．密度相同 C．第一宇宙速度大小之比为2:1 D．同步卫星距星球表面的高度之比为1:2 【答案】BD 【详解】A．由题图可知，两星球的重力加速度大小和半径之比都是1∶2，由 可得 则两星球的质量之比 故A错误； B．由 可得 故两星球密度相同，故B正确； C．由 可得 则两星球的第一宇宙速度大小之比 故C错误； D．由 可得 则两星球同步卫星的轨道半径之比 又因为两星球的半径之比为1：2，故同步卫星距星球表面的高度之比也为1：2，故D正确。 故选BD。 34．（2024·广东佛山·二模）为开展空间环境探测与空间科学研究，我国发射的某科学实验卫星，轨道半径为，地球半径为R。已知地球同步卫星的轨道半径约为，则该卫星（　　） A．每天绕地球约圈 B．运行速度约为同步卫星的倍 C．所受万有引力约为同步卫星的倍 D．绕地运行的角速度约为同步卫星的倍 【答案】BD 【详解】A．根据 解得 依题意 解得 即每天绕地球约圈。故A错误； B．根据 解得 可知 即运行速度约为同步卫星的倍。故B正确； C．根据 因为二者质量关系不明，所以它们所受万有引力大小关系也不确定。故C错误； D．根据 解得 可得 即绕地运行的角速度约为同步卫星的倍。 故D正确。 故选BD。 35．（2024·广东·二模）2024年，我国探月计划第六个探测器嫦娥六号将于上半年出征月球，并且飞往月球背面采集土壤并返回地球。如图所示，为地球的球心、为月球的球心，图中的P点为地一月系统的一个拉格朗日点，在该点的物体能够保持和地球、月球相对位置关系不变，以和月球相同的角速度绕地球匀速圆周运动。地球上的人总是只能看到月球的正面，嫦娥六号将要达到的却是月球背面的M点，为了保持和地球的联系，我国还将发射鹊桥二号中继通信卫星，让其在以P点为圆心、垂直于地月连线的圆轨道上运动。下列说法正确的是（    ） A．我们无法看到月球的背面，是因为月球的自转周期和公转周期相同 B．发射嫦娥六号时，发射速度要超过第二宇宙速度，让其摆脱地球引力的束缚 C．以地球球心为参考系，鹊桥二号中继卫星做匀速圆周运动 D．鹊桥二号中继卫星受到地球和月球引力的共同作用 【答案】AD 【详解】A．因为潮汐锁定，月球的自转周期和公转周期相同，所以我们无法看到月球的背面，故A项正确； B．嫦娥六号并没摆脱地球引力的束缚，因此发射速度不会超过第二宇宙速度，故B项错误； C．以地球为参考系，鹊桥二号一方面绕地月系统共同的圆心做匀速圆周运动，另一方面绕P点做匀速圆周运动，因此以地心为参考系，它是两个匀速圆周运动的合运动，故C项错误； D．鹊桥二号中继卫星受地球和月球共同引力的作用，故D项正确。 故选AD。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$