2023年高考真题和模拟题物理分项汇编（全国通用）专题05 万有引力定律

专题05 万有引力定律

1.（2023海南卷）（多选）如图所示，1、2轨道分别是天宫二号飞船在变轨前后的轨道，下列说法正确的是（    ）

A. 飞船从1轨道变到2轨道要点火加速 B. 飞船在1轨道周期大于2轨道周期

C. 飞船在1轨道速度大于2轨道 D. 飞船在1轨道加速度大于2轨道

2. （2023浙江6月卷）图为“玉兔二号”巡视器在月球上从O处行走到B处的照片，轨迹OA段是直线，AB段是曲线，巡视器质量为135kg，则巡视器（　　）

A. 受到月球的引力为1350N B. 在AB段运动时一定有加速度

C. OA段与AB段的平均速度方向相同 D. 从O到B的位移大小等于OAB轨迹长度

3. （2023新课标卷）2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约5800kg的物资进入距离地面约400km（小于地球同步卫星与地面的距离）的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动。对接后，这批物资（　　）

A. 质量比静止在地面上时小 B. 所受合力比静止在地面上时小

C. 所受地球引力比静止在地面上时大 D. 做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大

4. （2023江苏卷）如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为（   ）

A.  B.  C.  D.

5. （2023江苏卷）设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道．该卫星与月球相比，一定相等的是（    ）

A. 质量 B. 向心力大小

C. 向心加速度大小 D. 受到地球的万有引力大小

6. （2023湖北卷）2022年12月8日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星与地球公转轨道半径之比约为，如图所示。根据以上信息可以得出（    ）

A. 火星与地球绕太阳运动的周期之比约为

B. 当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最大

C. 火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为

D. 下一次“火星冲日”将出现在2023年12月8日之前

7．（2023浙江1月卷）太阳系各行星几平在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，称为“行星冲日”．已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表：

则相邻两次“冲日”时间间隔约为（    ）

A．火星365天    B．火星800天    C．天王星365天    D．天王星800天

8.（2023辽宁卷）在地球上观察，月球和太阳的角直径（直径对应的张角）近似相等，如图所示。若月球绕地球运动的周期为T₁，地球绕太阳运动的周期为T₂，地球半径是月球半径的k倍，则地球与太阳的平均密度之比约为（　　）

A.  B.  C.  D.

9. （2023湖南卷）根据宇宙大爆炸理论，密度较大区域的物质在万有引力作用下，不断聚集可能形成恒星。恒星最终的归宿与其质量有关，如果质量为太阳质量的倍将坍缩成白矮星，质量为太阳质量的倍将坍缩成中子星，质量更大的恒星将坍缩成黑洞。设恒星坍缩前后可看成质量均匀分布的球体，质量不变，体积缩小，自转变快．不考虑恒星与其它物体的相互作用．已知逃逸速度为第一宇宙速度的倍，中子星密度大于白矮星。根据万有引力理论，下列说法正确的是（    ）

A. 同一恒星表面任意位置的重力加速度相同

B. 恒星坍缩后表面两极处的重力加速度比坍缩前的大

C. 恒星坍缩前后的第一宇宙速度不变

D. 中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸速度

10. （2023山东卷）牛顿认为物体落地是由于地球对物体的吸引，这种吸引力可能与天体间（如地球与月球）的引力具有相同的性质、且都满足。已知地月之间的距离r大约是地球半径的60倍，地球表面的重力加速度为g，根据牛顿的猜想，月球绕地球公转的周期为（   ）

A.  B.  C.  D.

11. （2023浙江6月卷）木星的卫星中，木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为。木卫三周期为T，公转轨道半径是月球绕地球轨道半径r的n倍。月球绕地球公转周期为，则（    ）

A. 木卫一轨道半径为 B. 木卫二轨道半径为

C. 周期T与T0之比为 D. 木星质量与地球质量之比为

1. （2023·福建南平三模）（多选）水星是地球上较难观测的行星，因为它离太阳太近，总是湮没在太阳的光辉里，只有水星和太阳的距角（地球和水星连线与地球和太阳连线的夹角）达最大时（称为大距，如图所示），公众才最有希望目睹水星。2023年1月30日凌晨，上演今年首次水星大距。已知水星公转周期约为地球公转周期的，水星和地球公转轨道均视为圆形。则（　　）

A. 可以求出水星与地球质量之比

B. 一年内至少可以看到6次水星大距

C. 大距时，水星和太阳距角的正弦值约为

D. 太阳分别与水星和地球连线在相同时间内扫过的面积相等

2. （2023·江苏苏锡常镇四市一模）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

3. （2023·广东广州天河一模）据媒体报道，嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道，轨道高度200km，运行周期127分钟。若还知道引力常量和月球平均半径，仅利用以上条件不能求出的是（　　）

A. 月球表面的重力加速度 B. 月球对卫星的吸引力

C. 卫星绕月球运行的速度 D. 卫星绕月运行的加速度

4. （2023·福建宁德5月检测）（多选）利用万有引力常量G和表中选择的一些信息可以完成的估算是（　　）

A. 地球的密度 B. 太阳的密度 C. 近地卫星的质量 D. 火星公转的线速度

5. （2023·福建莆田四模）（多选）在外星生命的搜寻中，水的确是不可或缺的条件之一。在距离地球200光年的红矮星K2-155周围，有一颗行星K2-155d，这颗系外行星可能含有液态水，因此可能有生命存在。若这颗行星的半径与地球的半径之比为k，密度与地球的密度相同，则行星K2-155d与地球（　　）

A. 表面的重力加速度大小的比值为 B. 表面的重力加速度大小的比值为k

C. 第一宇宙速度的比值为 D. 第一宇宙速度的比值为k

6. （2023·福建厦门四模）（多选）我国天文学家通过“天眼”在武仙座球状星团中发现一个由白矮星P、脉冲星Q组成的双星系统．如图所示，P、Q绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，忽略其他天体对P、Q的影响．已知P的轨道半径大于Q的轨道半径，P、Q的总质量为M，距离为L，运动周期均为T，则（    ）．

A. P的质量小于Q的质量 B. P的线速度小于Q的线速度

C. P受到的引力小于Q受到的引力 D. 若总质量M恒定，则L越大，T越大

7. （2023·河北省适应性考试）某课外小组搜集了一些地球卫星和木星卫星的数据，利用电脑处理数据后得到了卫星周期的二次方和卫星轨道半径的三次方的关系图像如图所示，已知地球和木星的密度分别为和，木星的体积约为地球体积的1313倍。下列说法中正确的是（　　）

A. 在相同时间内地球卫星与地心连线扫过的面积和木星卫星与木星球心连线扫过的面积相等

B. 所有地球卫星与地心连线在相同时间内扫过的面积都相等

C. 图像B的斜率约为图像A的斜率的310倍

D. 图像A为地球卫星的图像

8. （2023·湖南永州三模）（多选）两颗相距较远的行星A、B的半径分别为RA、RB，距A、B行星中心r处，各有一卫星分别围绕行星做匀速圆周运动，线速度的平方v2随半径r变化的关系如图甲所示，两图线左端的纵坐标相同；卫星做匀速圆周运动的周期为T，的图像如图乙所示的两平行直线，它们的截距分别为bA、bB．已知两图像数据均采用国际单位，，行星可看作质量分布均匀的球体，忽略行星的自转和其他星球的影响，下列说法正确的是（    ）

A. 图乙中两条直线的斜率均为

B. 行星A、B的质量之比为1∶3

C. 行星A、B的密度之比为1∶9

D. 行星A、B表面的重力加速度大小之比为3∶1

9. （2023·重庆第七次联考）北斗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道离地高度约为3R（R为地球半径），周期为T。北斗卫星质量为m，万有引力常量为G，则有（  ）

A. 北斗卫星线速度大小为 B. 北斗卫星所受万有引力大小为

C. 地球质量为 D. 地球表面重力加速度为

10. （2023·广东江门一模）2022年11月，梦天实验舱完成转位操作，中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成，空间站运行周期约为90分钟。北斗系统的GEO卫星是地球同步卫星，空间站和GEO卫星绕地球均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）

A. GEO卫星可以在地面任何一点的正上方，但离地心的距离是一定的

B. 空间站的轨道半径比GEO卫星的轨道半径大

C. 空间站线速度比GEO卫星的线速度大

D. 空间站的向心加速度比GEO卫星的向心加速度小

11. （2023·福建福州5月检测） 2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与“天和”核心舱成功对接，6名宇航员首次实现“太空会师”。如图，对接前神舟十五号飞船在圆形Ⅰ轨道运动，核心舱在距地面高度的轨道Ⅱ运行。飞船从Ⅰ轨道加速到达Ⅱ轨道与核心舱对接，对接后共同沿轨道Ⅱ运行，则下列说法正确的是（    ）

A. 对接后飞船的运行速度小于

B. 对接后核心舱的运行周期将增大

C. 考虑稀薄大气阻力，若核心舱不进行干预，运行速度将越来越大

D. 飞船在轨道Ⅰ与地心连线和在轨道Ⅱ与地心连线在相同时间内扫过的面积相同

12. （2023·大连葫芦岛一模）2022年11月12日10时03分，天舟五号与空间站天和核心舱成功对接，此次发射任务从点火发射到完成交会对接，全程仅用2个小时，创世界最快交会对接纪录，标志着我国航天交会对接技术取得了新突破。在交会对接的最后阶段，天舟五号与空间站处于同一轨道上同向运动，两者的运行轨道均视为圆周。要使天舟五号在同一轨道上追上空间站实现对接，天舟五号喷射燃气的方向可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

13. （2023·广东惠州三模）为了更好地了解太阳活动对地球的影响，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，距离地球表面约720千米，运行周期约99分钟，下列说法正确的是（　　）

A. “夸父一号”有可能静止在惠州市的正上方

B. 若已知万有引力常量，利用题中数据可以估算出太阳的质量

C. “夸父一号”的发射速度大于第二宇宙速度

D. “夸父一号”的角速度大于地球自转的角速度