新高考物理一輪復(fù)習(xí)跟蹤訓(xùn)練第22講 萬有引力定律及其應(yīng)用（原卷版）

第22講萬有引力定律及其應(yīng)用（模擬精練+真題演練）1．（2023·河南開封·統(tǒng)考三模）2022年10月15日我國成功將遙感三十六號(hào)衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道。如圖所示為某衛(wèi)星的發(fā)射過程示意圖，Ⅱ?yàn)闄E圓軌道，且與圓形軌道I和III分別相切于SKIPIF1<0點(diǎn)，兩圓形軌道的半徑之比為SKIPIF1<0，則下列說法正確的是（）

A．衛(wèi)星在軌道Ⅰ、II上運(yùn)行周期之比為SKIPIF1<0B．衛(wèi)星在軌道Ⅱ、Ⅲ上運(yùn)行周期之比為SKIPIF1<0C．衛(wèi)星在軌道Ⅱ上經(jīng)過SKIPIF1<0兩點(diǎn)時(shí)的速度大小之比為SKIPIF1<0D．衛(wèi)星在軌道Ⅱ上經(jīng)過SKIPIF1<0兩點(diǎn)時(shí)的加速度大小之比為SKIPIF1<02．（2023·江蘇揚(yáng)州·統(tǒng)考三模）如圖所示，哈雷彗星在近日點(diǎn)與太陽中心的距離為SKIPIF1<0，線速度大小為SKIPIF1<0，加速度大小為SKIPIF1<0；在遠(yuǎn)日點(diǎn)與太陽中心的距離為SKIPIF1<0，線速度大小為SKIPIF1<0，加速度大小為SKIPIF1<0，則（）

A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<03．（2023·安徽合肥·合肥市第八中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）2023年1月21日，神舟十五號(hào)3名航天員在400km高的空間站向祖國人民送上新春祝福，空間站的運(yùn)行軌道可近似看作圓形軌道Ⅰ，設(shè)地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，橢圓軌道Ⅱ?yàn)檩d人飛船運(yùn)行軌道，兩軌道相切與A點(diǎn)，下列說法正確的是（）

A．在軌道I通過A點(diǎn)的速度大于在軌道Ⅱ通過B點(diǎn)的速度B．載人飛船在A點(diǎn)的加速度大于在B點(diǎn)的加速度C．空間站在軌道I上的速度小于SKIPIF1<0D．載人飛船沿軌道I和軌道Ⅱ運(yùn)行時(shí)，在相同時(shí)間內(nèi)與地球連線掃過的面積相等4．（2023·重慶·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，從一質(zhì)量為M、半徑為2R的均勻球體的球心O處挖出一半徑為R的小球，將其移至兩球面相距R處，已知引力常量為G，則大球剩余部分和小球間的萬有引力大小為（）

A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<05．（2023·湖北襄陽·襄陽四中?？寄M預(yù)測(cè)）火星上是否存在液態(tài)水，一直是大眾關(guān)注的焦點(diǎn)。2023年5月5日消息，基于“祝融號(hào)”火星車觀測(cè)數(shù)據(jù)，我國科研人員首次發(fā)現(xiàn)“祝融號(hào)”著陸區(qū)的沙丘表面存在結(jié)殼、龜裂、團(tuán)?；⒍噙呅渭?、帶狀水痕等特征．假設(shè)火星為質(zhì)量分布均勻的球體，已知火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的a倍，火星半徑是地球半徑的b倍，火星表面的重力加速度為SKIPIF1<0，地球表面的重力加速度為g，質(zhì)量均勻的球殼對(duì)其內(nèi)部物體的引力為零，則（）

A．SKIPIF1<0B．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的SKIPIF1<0倍C．火星表面正下方距表面的深度為火星半徑SKIPIF1<0處的M點(diǎn)的重力加速度為SKIPIF1<0D．火星表面正上方距表面的高度為火星半徑SKIPIF1<0處的N點(diǎn)的重力加速度為SKIPIF1<06．（2023·湖南·模擬預(yù)測(cè)）北京時(shí)間2022年6月5日10時(shí)44分，搭載“神舟十四號(hào)”載人飛船的“長征二號(hào)”F遙十四運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，約577s后，“神舟十四號(hào)”載人飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，飛行乘組狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿成功。北京時(shí)間2022年6月5日17時(shí)42分，“神舟十四號(hào)”成功對(duì)接“天和”核心艙徑向端口，整個(gè)對(duì)接過程歷時(shí)約7h。對(duì)接后組合體在距地面高為h的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，環(huán)繞的向心加速度為a，環(huán)繞的線速度為v，引力常量為G，則下列判斷正確的是（）A．組合體環(huán)繞的周期為SKIPIF1<0 B．地球的平均密度為SKIPIF1<0C．地球的第一宇宙速度大小為SKIPIF1<0 D．地球表面的重力加速度大小為SKIPIF1<07．（2023·江西景德鎮(zhèn)·統(tǒng)考三模）2023年春節(jié)，改編自劉慈欣科幻小說的《流浪地球2》電影在全國上映。電影中的太空電梯場(chǎng)景非常震撼。太空電梯的原理并不復(fù)雜，與生活的中的普通電梯十分相似。只需在地球同步軌道上建造一個(gè)空間站，并用某種足夠長也足夠結(jié)實(shí)的“繩索”將其與地面相連，當(dāng)空間站圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，繩索會(huì)細(xì)緊，宇航員、乘客以及貨物可以通過電梯轎廂一樣的升降艙沿繩索直入太空，這樣不需要依靠火箭、飛船這類復(fù)雜航天工具。如乙圖所示，假設(shè)有一長度為SKIPIF1<0的太空電梯連接地球赤道上的固定基地與同步空間站SKIPIF1<0，相對(duì)地球靜止，衛(wèi)星SKIPIF1<0與同步空間站SKIPIF1<0的運(yùn)行方向相同，此時(shí)二者距離最近，經(jīng)過時(shí)間SKIPIF1<0之后，SKIPIF1<0第一次相距最遠(yuǎn)。已知地球半徑SKIPIF1<0，自轉(zhuǎn)周期SKIPIF1<0，下列說法正確的是（）

A．太空電梯各點(diǎn)均處于完全失重狀態(tài)B．SKIPIF1<0衛(wèi)星的周期為SKIPIF1<0C．太空電梯停在距地球表面高度為SKIPIF1<0的站點(diǎn)，該站點(diǎn)處的重力加速度SKIPIF1<0D．太空電梯上各點(diǎn)線速度與該點(diǎn)離地球球心距離成反比8．（2023·山東煙臺(tái)·統(tǒng)考二模）2021年5月15日，天問一號(hào)在火星上著陸，首次留下中國印跡，人類探索火星已不再是幻想。已知火星的質(zhì)量約為地球的SKIPIF1<0，半徑約為地球的SKIPIF1<0，自轉(zhuǎn)周期為SKIPIF1<0（與地球自轉(zhuǎn)周期幾乎相同）。地球表面的重力加速度大小為SKIPIF1<0，地球的半徑為SKIPIF1<0。若未來在火星上發(fā)射一顆火星的同步衛(wèi)星，則該同步衛(wèi)星離火星表面的高度為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<09．（2023·河南開封·統(tǒng)考三模）假定月球?yàn)橘|(zhì)量分布均勻的球體，其半徑為SKIPIF1<0，在月球表面測(cè)得重力加速度為SKIPIF1<0，設(shè)SKIPIF1<0為距離月球表面高度為SKIPIF1<0時(shí)的重力加速度．當(dāng)SKIPIF1<0比SKIPIF1<0小得多時(shí)，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的關(guān)系式近似為（）[當(dāng)SKIPIF1<0時(shí)，數(shù)學(xué)近似公式為SKIPIF1<0]A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<010．（2023·河北·模擬預(yù)測(cè)）甲、乙兩位同學(xué)分別站在地球的南極和赤道上，用大小相等的初速度將一個(gè)小球豎直向上拋出，小球落回手中的時(shí)間之比為k，不計(jì)空氣阻力。若已知地球密度為ρ，引力常量為G，則乙同學(xué)隨地球自轉(zhuǎn)的角速度大小為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<011．（2023·江蘇徐州·高三聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的萬有引力為零。假設(shè)火星是半徑為R的質(zhì)量分布均勻的球體，在火星內(nèi)挖一半徑為r（SKIPIF1<0）的球形內(nèi)切空腔，如圖所示?，F(xiàn)將一小石塊從切點(diǎn)處由靜止釋放，則小石塊在空腔內(nèi)將做（）A．勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．加速度變大的直線運(yùn)動(dòng)C．勻加速曲線運(yùn)動(dòng) D．加速度變大的曲線運(yùn)動(dòng)12．（2023·湖南·高三聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）在劉慈欣的科幻小說《帶上她的眼睛》里演繹了這樣一個(gè)故事：“落日六號(hào)”地層飛船深入地球內(nèi)部進(jìn)行探險(xiǎn)，在航行中失事后下沉到船上只剩下一名年輕的女領(lǐng)航員，她只能在封閉的地心度過余生。已知地球可視為半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體，且均勻球殼對(duì)殼內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的引力為零。若地球表面的重力加速度為g，當(dāng)“落日六號(hào)”位于地面以下深0.5R處時(shí)，該處的重力加速度大小為（）A．0.25g B．0.5g C．2g D．4g13．（2023·廣東清遠(yuǎn)·校考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，天問一號(hào)探測(cè)器沿橢圓形的停泊軌道繞火星飛行，周期為T。已知火星的半徑為R，火星的第一宇宙速度為v1，引力常量為G，則（）

A．火星的質(zhì)量為SKIPIF1<0B．火星的密度為SKIPIF1<0C．火星表面的重力加速度為SKIPIF1<0D．停泊軌道的半長軸為SKIPIF1<014．（2023·陜西西安·西北工業(yè)大學(xué)附屬中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）2021年2月24日，“天問一號(hào)”探測(cè)器成功進(jìn)入火星停泊軌道，標(biāo)志著中國正式開始了對(duì)火星表面的探測(cè)活動(dòng)。若探測(cè)器繞火星做半徑為R、周期為T的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知火星的半徑為R0、自轉(zhuǎn)周期為T0，且火星可視為質(zhì)量均勻的球體，萬有引力常量為G，則下列說法正確的是（）A．火星的質(zhì)量為SKIPIF1<0B．火星的質(zhì)量為SKIPIF1<0C．火星赤道處的重力加速度為SKIPIF1<0D．火星赤道處的重力加速度為SKIPIF1<015．（2022·海南·高考真題）火星與地球的質(zhì)量比為a，半徑比為b，則它們的第一宇宙速度之比和表面的重力加速度之比分別是（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<016．（2021·天津·高考真題）2021年5月15日，天問一號(hào)探測(cè)器著陸火星取得成功，邁出了我國星際探測(cè)征程的重要一步，在火星上首次留下國人的印跡。天問一號(hào)探測(cè)器成功發(fā)射后，順利被火星捕獲，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星。經(jīng)過軌道調(diào)整，探測(cè)器先沿橢圓軌道Ⅰ運(yùn)行，之后進(jìn)入稱為火星停泊軌道的橢圓軌道Ⅱ運(yùn)行，如圖所示，兩軌道相切于近火點(diǎn)P，則天問一號(hào)探測(cè)器（）A．在軌道Ⅱ上處于受力平衡狀態(tài) B．在軌道Ⅰ運(yùn)行周期比在Ⅱ時(shí)短C．從軌道Ⅰ進(jìn)入Ⅱ在P處要加速 D．沿軌道Ⅰ向P飛近時(shí)速度增大17．（2021·廣東·高考真題）2021年4月，我國自主研發(fā)的空間站“天和”核心艙成功發(fā)射并入軌運(yùn)行，若核心艙繞地球的運(yùn)行可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知引力常量，由下列物理量能計(jì)算出地球質(zhì)量的是（）A．核心艙的質(zhì)量和繞地半徑B．核心艙的質(zhì)量和繞地周期C．核心艙的繞地角速度和繞地