专题 05 万有引力定律与航天
1．（ 2024届安徽省宣城市高三第二次调研） 2024年 1月 11日 1时 11分，我国在西昌卫星发射中心用长征
三号乙运载火箭，成功将 “中星 2D”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道做匀速圆周运动。该卫星可为全 国广播电台、电视台等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。若已知 “中星 2D”的运行轨道距离地面 高度 h、运行周期 T、地球的质量 M ，引力常量 G，忽略地球自转影
响，根据以上信息可求出（ ）
A ．“中星 2D”受到地球的B． “中星 2D”运行时的加引力大小
速度大小
C． “中星 2D”运行时D． “中星 2D”卫星的的动能
密度
答案】 B
解析】由于 “中星 2D”的质量未知，不能求解其受到地球的引力大小，也不能求解其运行时的动能，选项
Mm m(2
2
2
T )(R
AC 错误；根据 G 2
h） ，可求解地球的半径R，则根据 a 4 (R h) T2
可求解 星 2D”运行时的加速度大小，(R h)
B 正确；由于 “中星 2D”的质量未知，不能求解卫星的密度，D 错误。故选 B 2．（ 2024 届东北三省四市教研联合体高三模拟）如图所示，已知地球半径为 R，甲乙两颗卫星绕地球运动。
卫星甲做匀速圆周运动，其轨道直径为 4R ，C 是轨道上任意一点；卫星乙的轨道是椭圆，椭圆的长轴长为
6R，A、B 是轨道的近地点和远地点。不计卫星间相互作用，下列说法正确的是（ ）
A ．卫星甲在 C 点的速度一定小于卫星乙在 B点的速度 B．卫星甲的周期大于卫星乙的周期
C．卫星甲在 C 点的速度一定小于卫星乙在 A 点的速度
D ．在任意相等的时间内，卫星甲与地心的连线扫过的面积一定等于卫星乙与地心的连线扫过的面积 【答案】 C
。
Mm 解析】如果卫星乙以 B 点到地心的距离做匀速圆周运动时的线速度为 vB ，由公式 G 2 r
GM
得
v
，可知 v甲C vB 。由于卫星乙从以 B 点到地心的距离的圆轨道在B 点减速做近心运动才能进
入椭圆轨道，则卫星乙在 B 点的速度小于 vB ，所以卫星甲在 C点的速度一定大于卫星乙在 B 点
的速度，故
A 错误； 由题意可知， 卫星甲的轨道半径小于卫星乙做椭圆运动的半长轴，
卫星甲的周期小于卫星乙的周期，故
Mmv
为 vA ，由公式 G 2 m ，得 v r 2GM
r
由开普勒第三定律 2 k 可知，
r
，可知 v甲C vA 。由于卫星乙从以 A 点到地心的距离的圆轨
道在 A 点加速做离心运动才能进入椭圆轨道，则卫星乙在 A 点的速度大于 vA ，所以卫星甲在 C 点的速度 B 错误；如果卫星乙以 A 点到地心的距离做匀速圆周运动时的线速度
定小于卫星乙在 A 点的速度，故 C 正确；由开普勒第二定律可知，卫星在同一轨道上运动时卫星与地心
的连线在相等时间内扫过的面积相等，故 D 错误。故选 C 。
3．（2024届福建泉州市普通高中高三第一次质量检测） 2024年12月 27日，我国长征五号遥三运载火箭 “胖
AB 为椭五”在文昌航天发射场点火升空，把重为 8 吨的实践二十号卫星成功送入预定的椭圆轨道。如图， 圆轨道的长轴， CD 为椭圆轨道的短轴，A 点到地心的距离为 r ，地球半径为 R，地球表面重力加速度为g，
A ．卫星在A 点的速度大
gR
2
B．卫星在 C 点的加速度小于在 B 点的加速度
A 点到 C 点的时间与从C 点到 B 点的时间相等 C．卫星从
11. 2km/s D．卫星与火箭分离时的速度大于
答案】 A
解析】根据万有引力定律得
2024年高考物理5-6月模拟试题汇编专题05万有引力定律与航天(解析版)
