【二輪復(fù)習(xí)】高考物理專(zhuān)題05 萬(wàn)有引力與航天問(wèn)題（基礎(chǔ)+培優(yōu)）.zip-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

命題點(diǎn)01 一般題型即求m、ρ、g、v、ω、T等
命題點(diǎn)02 衛(wèi)星和赤道上物體參數(shù)的大小問(wèn)題
命題點(diǎn)03 衛(wèi)星發(fā)射和變軌問(wèn)題
命題點(diǎn)04 衛(wèi)星追及問(wèn)題
命題點(diǎn)05 雙星問(wèn)題
B·拓展培優(yōu)拿高分
C·挑戰(zhàn)真題爭(zhēng)滿(mǎn)分
【命題點(diǎn)01 一般題型即求m、ρ、g、v、ω、T等】
【針對(duì)練習(xí)1】2023年9月5日傍晚5點(diǎn)30分左右，一顆命名為“合肥高新一號(hào)”的衛(wèi)星，從海上發(fā)射基地飛向太空，成為中國(guó)低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的一部分。假設(shè)此衛(wèi)星在赤道平面內(nèi)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，離地面高度等于地球半徑R，運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同。已知地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén)0，地球兩極處重力加速度為g，萬(wàn)有引力常量用G表示。下列說(shuō)法正確的是（）
A．地球的平均密度為3πGT02
B．衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為2π2Rg
C．赤道表面的重力加速度為g?2π2T02R
D．若赤道上有一衛(wèi)星測(cè)控站，忽略衛(wèi)星信號(hào)傳輸時(shí)間，衛(wèi)星與測(cè)控站能連續(xù)通信的最長(zhǎng)時(shí)間為T(mén)0?4π2Rg3T0?4π2Rg
【針對(duì)練習(xí)2】我國(guó)發(fā)射的“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器靠近月球后，在月球表面附近的圓軌道上繞月球運(yùn)行，通過(guò)觀(guān)測(cè)可知每經(jīng)過(guò)時(shí)間t探測(cè)器通過(guò)的弧長(zhǎng)相同，且弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的圓心角為θ，如圖所示。若將月球看作質(zhì)量分布均勻的球體，已知引力常量為G，由上述已知條件可以求出（）
A．月球的質(zhì)量B．月球的半徑C．月球的密度D．月球表面的重力加速度
【針對(duì)練習(xí)3】過(guò)去幾千年中，人類(lèi)對(duì)行星的認(rèn)識(shí)與研究?jī)H限于太陽(yáng)系內(nèi)，行星“51Pegb”的發(fā)現(xiàn)拉開(kāi)了研究太陽(yáng)系外行星的序幕?！?1Pegb”繞其中心恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期約為4天，軌道半徑約為地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)半徑的120，已知太陽(yáng)的質(zhì)量約為2×1030kg，則該中心恒星的質(zhì)量約為（）
A．2×1030kgB．1×1029kgC．4×1028kgD．2×1028kg
【命題點(diǎn)02 衛(wèi)星和赤道上物體參數(shù)的大小問(wèn)題】
【針對(duì)練習(xí)4】2023年10月5號(hào)，長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將遙感三十九號(hào)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。如圖所示，假設(shè)衛(wèi)星B是“遙感三十九號(hào)”衛(wèi)星，衛(wèi)星C是地球同步衛(wèi)星，它們均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星A是地球赤道上還未發(fā)射的衛(wèi)星，A、B、C三顆衛(wèi)星的所受萬(wàn)有引力大小分別是FA、FB、FC，線(xiàn)速度大小分別為vA、vB、vC，角速度大小分別為ωA、ωB、ωC，周期分別為T(mén)A、TB、TC。下列判斷正確的是（）
A．FA>FB>FCB．vB>vC>vAC．ωA0，假設(shè)兩星球的半徑遠(yuǎn)小于兩球球心之間的距離。則下列說(shuō)法正確的是（）

A．星球P、Q的軌道半徑之比為L(zhǎng)1+L2L1?L2
B．星球P的質(zhì)量大于星球Q的質(zhì)量
C．星球P、Q的線(xiàn)速度之和與線(xiàn)速度之差的比值L1L2
D．星球P、Q的質(zhì)量之和與P、Q質(zhì)量之差的比值L1L2
7．馬斯克的 SpaceX“獵鷹”重型火箭將一輛跑車(chē)發(fā)射到太空，其軌道示意圖如圖中橢圓II所示，其中A、C分別是近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)，圖中I、III軌道分別為地球和火星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的圓軌道，B點(diǎn)為軌道II、III的交點(diǎn)，若運(yùn)動(dòng)中只考慮太陽(yáng)的萬(wàn)有引力，則以下說(shuō)法正確的是（）

A．跑車(chē)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速率大于火星繞日的速率
B．跑車(chē)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的加速度等于火星經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的加速度
C．跑車(chē)在C 點(diǎn)的速率一定大于火星繞日的速率
D．跑車(chē)在C 點(diǎn)的速率可能等于火星繞日的速率
8．2023年10月26日，神舟十七號(hào)載人飛船與天和核心艙進(jìn)行了對(duì)接，“太空之家”迎來(lái)湯洪波、唐勝杰、江新林3名中國(guó)航天史上最年輕的乘組入駐。如圖為神舟十七號(hào)的發(fā)射與交會(huì)對(duì)接過(guò)程示意圖，圖中①為飛船的近地圓軌道，其軌道半徑為R1，②為橢圓變軌軌道，③為天和核心艙所在的圓軌道，其軌道半徑為R2，P、Q分別為②軌道與①、③軌道的交會(huì)點(diǎn)。關(guān)于神舟十七號(hào)載人飛船與天和核心艙交會(huì)對(duì)接過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）
A．飛船在軌道3上運(yùn)行的速度大于第一宇宙速度
B．飛船從②軌道到變軌到③軌道需要在Q點(diǎn)點(diǎn)火加速
C．飛船在①軌道的動(dòng)能一定大于天和核心艙在③軌道的動(dòng)能
D．若核心艙在③軌道運(yùn)行周期為T(mén)，則飛船在②軌道從P到Q的時(shí)間為12(R1+R22R2)3T
9．如圖甲，“星下點(diǎn)”是指衛(wèi)星和地心連線(xiàn)與地球表面的交點(diǎn)。圖乙是航天控制中心大屏幕上顯示衛(wèi)星FZ01的“星下點(diǎn)”在一段時(shí)間內(nèi)的軌跡，已知地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為r，F(xiàn)Z01繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，則下列說(shuō)法正確的是（）
A．衛(wèi)星FZ01的軌道半徑約為r2
B．衛(wèi)星FZ01的軌道半徑約為r5
C．衛(wèi)星FZ01可以記錄到北極點(diǎn)的氣候變化
D．衛(wèi)星FZ01不可以記錄到北極點(diǎn)的氣候變化
10．如圖所示，某航天器圍繞一顆半徑為R的行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其環(huán)繞周期為T(mén)，經(jīng)過(guò)軌道上A點(diǎn)時(shí)發(fā)出了一束激光，與行星表面相切于B點(diǎn)，若測(cè)得激光束AB與軌道半徑AO夾角為θ，引力常量為G，不考慮行星的自轉(zhuǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）

A．行星的質(zhì)量為4π2R3GT2sin3θ
B．行星的平均密度為3πGT2sin3θ
C．行星表面的重力加速度為4π2RT2sin3θ
D．行星赤道表面隨行星自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度為2πRTsinθ
一、單選題
1．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）2022年10月9日，我國(guó)綜合性太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星“夸父一號(hào)”成功發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)探測(cè)的跨越式突破?！翱涓敢惶?hào)”衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，距地面高度約為720km，運(yùn)行一圈所用時(shí)間約為100分鐘。如圖所示，為了隨時(shí)跟蹤和觀(guān)測(cè)太陽(yáng)的活動(dòng)，“夸父一號(hào)”在隨地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的過(guò)程中，需要其軌道平面始終與太陽(yáng)保持固定的取向，使太陽(yáng)光能照射到“夸父一號(hào)”，下列說(shuō)法正確的是（）

A．“夸父一號(hào)”的運(yùn)行軌道平面平均每天轉(zhuǎn)動(dòng)的角度約為1°
B．“夸父一號(hào)”繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大于7.9km/s
C．“夸父一號(hào)”繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于地球表面的重力加速度
D．由題干信息，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，可求出日地間平均距離
2．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）在太空實(shí)驗(yàn)室中可以利用勻速圓周運(yùn)動(dòng)測(cè)量小球質(zhì)量。如圖所示，不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定于O點(diǎn)，另一端系一待測(cè)小球，使其繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，用力傳感器測(cè)得繩上的拉力為F，用停表測(cè)得小球轉(zhuǎn)過(guò)n圈所用的時(shí)間為t，用刻度尺測(cè)得O點(diǎn)到球心的距離為圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R。下列說(shuō)法正確的是（）

A．圓周運(yùn)動(dòng)軌道可處于任意平面內(nèi)
B．小球的質(zhì)量為FRt24π2n2
C．若誤將n?1圈記作n圈，則所得質(zhì)量偏大
D．若測(cè)R時(shí)未計(jì)入小球半徑，則所得質(zhì)量偏小
3．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）牛頓認(rèn)為物體落地是由于地球?qū)ξ矬w的吸引，這種吸引力可能與天體間（如地球與月球）的引力具有相同的性質(zhì)、且都滿(mǎn)足F∝Mmr2。已知地月之間的距離r大約是地球半徑的60倍，地球表面的重力加速度為g，根據(jù)牛頓的猜想，月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期為（）
A．30πrgB．30πg(shù)rC．120πrgD．120πg(shù)r
4．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）木星的衛(wèi)星中，木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三做圓周運(yùn)動(dòng)的周期之比為1:2:4。木衛(wèi)三周期為T(mén)，公轉(zhuǎn)軌道半徑是月球繞地球軌道半徑r的n倍。月球繞地球公轉(zhuǎn)周期為T(mén)0，則（）
A．木衛(wèi)一軌道半徑為n16rB．木衛(wèi)二軌道半徑為n2r
C．周期T與T0之比為n32D．木星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為T(mén)02T2n3
5．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）2022年12月8日，地球恰好運(yùn)行到火星和太陽(yáng)之間，且三者幾乎排成一條直線(xiàn)，此現(xiàn)象被稱(chēng)為“火星沖日”。火星和地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，火星與地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3:2，如圖所示。根據(jù)以上信息可以得出（）

A．火星與地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期之比約為27:8
B．當(dāng)火星與地球相距最遠(yuǎn)時(shí)，兩者的相對(duì)速度最大
C．火星與地球表面的自由落體加速度大小之比約為9:4
D．下一次“火星沖日”將出現(xiàn)在2023年12月8日之前
6．（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）在地球上觀(guān)察，月球和太陽(yáng)的角直徑（直徑對(duì)應(yīng)的張角）近似相等，如圖所示。若月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)?，地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)?，地球半徑是月球半徑的k倍，則地球與太陽(yáng)的平均密度之比約為（）

A．k3T1T22B．k3T2T12C．1k3T1T22D．1k3T2T12
7．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）設(shè)想將來(lái)發(fā)射一顆人造衛(wèi)星，能在月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道上穩(wěn)定運(yùn)行，該軌道可視為圓軌道．該衛(wèi)星與月球相比，一定相等的是（）
A．質(zhì)量B．向心力大小
C．向心加速度大小D．受到地球的萬(wàn)有引力大小
8．（2023·山西·統(tǒng)考高考真題）2023年5月，世界現(xiàn)役運(yùn)輸能力最大的貨運(yùn)飛船天舟六號(hào)，攜帶約5800kg的物資進(jìn)入距離地面約400km（小于地球同步衛(wèi)星與地面的距離）的軌道，順利對(duì)接中國(guó)空間站后近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。對(duì)接后，這批物資（）
A．質(zhì)量比靜止在地面上時(shí)小
B．所受合力比靜止在地面上時(shí)小
C．所受地球引力比靜止在地面上時(shí)大
D．做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小比地球自轉(zhuǎn)角速度大
9．（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）根據(jù)宇宙大爆炸理論，密度較大區(qū)域的物質(zhì)在萬(wàn)有引力作用下，不斷聚集可能形成恒星。恒星最終的歸宿與其質(zhì)量有關(guān)，如果質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量的1~8倍將坍縮成白矮星，質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量的10~20倍將坍縮成中子星，質(zhì)量更大的恒星將坍縮成黑洞。設(shè)恒星坍縮前后可看成質(zhì)量均勻分布的球體，質(zhì)量不變，體積縮小，自轉(zhuǎn)變快．不考慮恒星與其它物體的相互作用．已知逃逸速度為第一宇宙速度的2倍，中子星密度大于白矮星。根據(jù)萬(wàn)有引力理論，下列說(shuō)法正確的是（）
A．同一恒星表面任意位置的重力加速度相同
B．恒星坍縮后表面兩極處的重力加速度比坍縮前的大
C．恒星坍縮前后的第一宇宙速度不變
D．中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸速度
10．（2022·天津·高考真題）2022年3月，中國(guó)空間站“天宮課堂”再次開(kāi)講，授課期間利用了我國(guó)的中繼衛(wèi)是系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)傳輸，天地通信始終高效穩(wěn)定。已知空間站在距離地面400公里左右的軌道上運(yùn)行，其運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，中繼衛(wèi)星系統(tǒng)中某衛(wèi)星是距離地面36000公里左右的地球靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星），則該衛(wèi)星（）
A．授課期間經(jīng)過(guò)天津正上空B．加速度大于空間站的加速度
C．運(yùn)行周期大于空間站的運(yùn)行周期D．運(yùn)行速度大于地球的第一宇宙速度
11．（2022·河北·統(tǒng)考高考真題）2008年，我國(guó)天文學(xué)家利用國(guó)家天文臺(tái)興隆觀(guān)測(cè)基地的2.16米望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)了一顆繞恒星HD173416運(yùn)動(dòng)的系外行星HD173416b，2019年，該恒星和行星被國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)分別命名為“羲和”和“和“望舒”，天文觀(guān)測(cè)得到恒星羲和的質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的2倍，若將望舒與地球的公轉(zhuǎn)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且公轉(zhuǎn)的軌道半徑相等。則望舒與地球公轉(zhuǎn)速度大小的比值為（）
A．22B．2C．2D．22
12．（2022·湖北·統(tǒng)考高考真題）2022年5月，我國(guó)成功完成了天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船與空間站的對(duì)接，形成的組合體在地球引力作用下繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，周期約90分鐘。下列說(shuō)法正確的是（）
A．組合體中的貨物處于超重狀態(tài)
B．組合體的速度大小略大于第一宇宙速度
C．組合體的角速度大小比地球同步衛(wèi)星的大
D．組合體的加速度大小比地球同步衛(wèi)星的小
13．（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）神舟十三號(hào)飛船采用“快速返回技術(shù)”，在近地軌道上，返回艙脫離天和核心艙，在圓軌道環(huán)繞并擇機(jī)返回地面。則（）
A．天和核心艙所處的圓軌道距地面高度越高，環(huán)繞速度越大
B．返回艙中的宇航員處于失重狀態(tài)，不受地球的引力
C．質(zhì)量不同的返回艙與天和核心艙可以在同一軌道運(yùn)行
D．返回艙穿越大氣層返回地面過(guò)程中，機(jī)械能守恒
14．（2022·廣東·高考真題）“祝融號(hào)”火星車(chē)需要“休眠”以度過(guò)火星寒冷的冬季。假設(shè)火星和地球的冬季是各自公轉(zhuǎn)周期的四分之一，且火星的冬季時(shí)長(zhǎng)約為地球的1.88倍。火星和地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于火星、地球公轉(zhuǎn)的說(shuō)法正確的是（）
A．火星公轉(zhuǎn)的線(xiàn)速度比地球的大B．火星公轉(zhuǎn)的角速度比地球的大
C．火星公轉(zhuǎn)的半徑比地球的小D．火星公轉(zhuǎn)的加速度比地球的小
15．（2022·山東·統(tǒng)考高考真題）“羲和號(hào)”是我國(guó)首顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星。如圖所示，該衛(wèi)星圍繞地球的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道平面與赤道平面接近垂直。衛(wèi)星每天在相同時(shí)刻，沿相同方向經(jīng)過(guò)地球表面A點(diǎn)正上方，恰好繞地球運(yùn)行n圈。已知地球半徑為地軸R，自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，地球表面重力加速度為g，則“羲和號(hào)”衛(wèi)星軌道距地面高度為（）
A．gR2T22n2π213?RB．gR2T22n2π213
C．gR2T24n2π213?RD．gR2T24n2π213
16．（2022·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題）2022年3月，中國(guó)航天員翟志剛、王亞平、葉光富在離地球表面約400km的“天宮二號(hào)”空間站上通過(guò)天地連線(xiàn)，為同學(xué)們上了一堂精彩的科學(xué)課。通過(guò)直播畫(huà)面可以看到，在近地圓軌道上飛行的“天宮二號(hào)”中，航天員可以自由地漂浮，這表明他們（）
A．所受地球引力的大小近似為零
B．所受地球引力與飛船對(duì)其作用力兩者的合力近似為零
C．所受地球引力的大小與其隨飛船運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小近似相等
D．在地球表面上所受引力的大小小于其隨飛船運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小
17．（2021·江蘇·高考真題）我國(guó)航天人發(fā)揚(yáng)“兩彈一星”精神砥礪前行，從“東方紅一號(hào)”到“北斗”不斷創(chuàng)造奇跡。“北斗”第49顆衛(wèi)星的發(fā)射邁出組網(wǎng)的關(guān)鍵一步。該衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，軌道平面與地球赤道平面成一定夾角。該衛(wèi)星（）
A．運(yùn)動(dòng)速度大于第一宇宙速度
B．運(yùn)動(dòng)速度小于第一宇宙速度
C．軌道半徑大于“靜止”在赤道上空的同步衛(wèi)星
D．軌道半徑小于“靜止”在赤道上空的同步衛(wèi)星
18．（2021·海南·高考真題）2021年4月29日，我國(guó)在海南文昌用長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭成功將空間站天和核心艙送入預(yù)定軌道。核心艙運(yùn)行軌道距地面的高度為400km左右，地球同步衛(wèi)星距地面的高度接近36000km。則該核心艙的（）
A．角速度比地球同步衛(wèi)星的小
B．周期比地球同步衛(wèi)星的長(zhǎng)
C．向心加速度比地球同步衛(wèi)星的大
D．線(xiàn)速度比地球同步衛(wèi)星的小
19．（2021·湖北·統(tǒng)考高考真題）2021年5月，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器軟著陸火星取得成功，邁出了我國(guó)星際探測(cè)征程的重要一步?；鹦桥c地球公轉(zhuǎn)軌道近似為圓，兩軌道平面近似重合，且火星與地球公轉(zhuǎn)方向相同。火星與地球每隔約26個(gè)月相距最近，地球公轉(zhuǎn)周期為12個(gè)月。由以上條件可以近似得出（）
A．地球與火星的動(dòng)能之比
B．地球與火星的自轉(zhuǎn)周期之比
C．地球表面與火星表面重力加速度大小之比
D．地球與火星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小之比
20．（2021·北京·高考真題）2021年5月，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器成功在火星軟著陸，我國(guó)成為世界上第一個(gè)首次探測(cè)火星就實(shí)現(xiàn)“繞、落、巡”三項(xiàng)任務(wù)的國(guó)家?！疤靻?wèn)一號(hào)”在火星停泊軌道運(yùn)行時(shí)，近火點(diǎn)距離火星表面2.8?102 km、遠(yuǎn)火點(diǎn)距離火星表面5.9?105 km，則“天問(wèn)一號(hào)” （）
A．在近火點(diǎn)的加速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小B．在近火點(diǎn)的運(yùn)行速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小
C．在近火點(diǎn)的機(jī)械能比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小D．在近火點(diǎn)通過(guò)減速可實(shí)現(xiàn)繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)
21．（2021·山東·高考真題）從“玉兔”登月到“祝融”探火，我國(guó)星際探測(cè)事業(yè)實(shí)現(xiàn)了由地月系到行星際的跨越。已知火星質(zhì)量約為月球的9倍，半徑約為月球的2倍，“祝融”火星車(chē)的質(zhì)量約為“玉兔”月球車(chē)的2倍。在著陸前，“祝融”和“玉兔”都會(huì)經(jīng)歷一個(gè)由著陸平臺(tái)支撐的懸停過(guò)程。懸停時(shí)，“祝融”與“玉兔”所受陸平臺(tái)的作用力大小之比為（）
A．9∶1B．9∶2C．36∶1D．72∶1
22．（2021·浙江·高考真題）空間站在地球外層的稀薄大氣中繞行，因氣體阻力的影響，軌道高度會(huì)發(fā)生變化?？臻g站安裝有發(fā)動(dòng)機(jī)，可對(duì)軌道進(jìn)行修正。圖中給出了國(guó)際空間站在2020.02-2020.08期間離地高度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)，則空間站（）
A．繞地運(yùn)行速度約為2.0km/s
B．繞地運(yùn)行速度約為8.0km/s
C．在4月份繞行的任意兩小時(shí)內(nèi)機(jī)械能可視為守恒
D．在5月份繞行的任意兩小時(shí)內(nèi)機(jī)械能可視為守恒
23．（2021·廣東·高考真題）2021年4月，我國(guó)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周期
D．核心艙的繞地線(xiàn)速度和繞地半徑
24．（2021·全國(guó)·高考真題）科學(xué)家對(duì)銀河系中心附近的恒星S2進(jìn)行了多年的持續(xù)觀(guān)測(cè)，給出1994年到2002年間S2的位置如圖所示?？茖W(xué)家認(rèn)為S2的運(yùn)動(dòng)軌跡是半長(zhǎng)軸約為1000AU（太陽(yáng)到地球的距離為1AU）的橢圓，銀河系中心可能存在超大質(zhì)量黑洞。這項(xiàng)研究工作獲得了2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。若認(rèn)為S2所受的作用力主要為該大質(zhì)量黑洞的引力，設(shè)太陽(yáng)的質(zhì)量為M，可以推測(cè)出該黑洞質(zhì)量約為（）
A．4×104MB．4×106MC．4×108MD．4×1010M
25．（2021·全國(guó)·高考真題）2021年2月，執(zhí)行我國(guó)火星探測(cè)任務(wù)的“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器在成功實(shí)施三次近火制動(dòng)后，進(jìn)入運(yùn)行周期約為1.8×105s的橢圓形停泊軌道，軌道與火星表面的最近距離約為2.8×105m。已知火星半徑約為3.4×106m，火星表面處自由落體的加速度大小約為3.7m/s2，則“天問(wèn)一號(hào)”的停泊軌道與火星表面的最遠(yuǎn)距離約為（）
A．6×105mB．6×106mC．6×107mD．6×108m
26．（2021·河北·高考真題）“祝融號(hào)”火星車(chē)登陸火星之前，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器沿橢圓形的停泊軌道繞火星飛行，其周期為2個(gè)火星日，假設(shè)某飛船沿圓軌道繞火星飛行，其周期也為2個(gè)火星日，已知一個(gè)火星日的時(shí)長(zhǎng)約為一個(gè)地球日，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的0.1倍，則該飛船的軌道半徑與地球同步衛(wèi)星的軌道半徑的比值約為（）
A．34B．314C．352D．325
27．（2021·浙江·統(tǒng)考高考真題）嫦娥五號(hào)探測(cè)器是我國(guó)首個(gè)實(shí)施月面采樣返回的航天器，由軌道器、返回器、著陸器和上升器等多個(gè)部分組成。為等待月面采集的樣品，軌道器與返回器的組合體環(huán)月做圓周運(yùn)動(dòng)。已知引力常量G=6.67×10-11N?m2/kg2地球質(zhì)量m=6.0×1024kg，月球質(zhì)量m2=7.3×1022kg，月地距離r1=3.8×105km，月球半徑r2=1.7×103km。當(dāng)軌道器與返回器的組合體在月球表面上方約200km處做環(huán)月勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其環(huán)繞速度約為（）
A．16m/sB．1.1×102m/sC．1.6×103m/sD．1.4×104m/s
28．（2020·海南·統(tǒng)考高考真題）2020年5月5日，長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功首飛，將新一代載人飛船試驗(yàn)船送入太空，若試驗(yàn)船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為T(mén)，離地高度為h，已知地球半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G，則（）
A．試驗(yàn)船的運(yùn)行速度為2πRT
B．地球的第一宇宙速度為2πTR+?3R
C．地球的質(zhì)量為2πR+?3GT2
D．地球表面的重力加速度為4π2R+?2RT2
29．（2020·北京·統(tǒng)考高考真題）我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)被命名為“天問(wèn)一號(hào)”。已知火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的10%，半徑約為地球半徑的50%，下列說(shuō)法正確的是（）
A．火星探測(cè)器的發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第二宇宙速度
B．火星探測(cè)器的發(fā)射速度應(yīng)介于地球的第一和第二宇宙速度之間
C．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度
D．火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度
30．（2020·天津·統(tǒng)考高考真題）北斗問(wèn)天，國(guó)之夙愿。我國(guó)北斗三號(hào)系統(tǒng)的收官之星是地球靜止軌道衛(wèi)星，其軌道半徑約為地球半徑的7倍。與近地軌道衛(wèi)星相比，地球靜止軌道衛(wèi)星（）
A．周期大B．線(xiàn)速度大C．角速度大D．加速度大
31．（2020·山東·統(tǒng)考高考真題）我國(guó)將在今年擇機(jī)執(zhí)行“天問(wèn)1號(hào)”火星探測(cè)任務(wù)。質(zhì)量為m的著陸器在著陸火星前，會(huì)在火星表面附近經(jīng)歷一個(gè)時(shí)長(zhǎng)為t0、速度由v0減速到零的過(guò)程。已知火星的質(zhì)量約為地球的0.1倍，半徑約為地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小為g，忽略火星大氣阻力。若該減速過(guò)程可視為一個(gè)豎直向下的勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中著陸器受到的制動(dòng)力大小約為（）
A．m0.4g?v0t0B．m0.4g+v0t0C．m0.2g?v0t0D．m0.2g+v0t0
32．（2020·浙江·統(tǒng)考高考真題）火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”的標(biāo)識(shí)如圖所示。若火星和地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火星公轉(zhuǎn)軌道半徑與地球公轉(zhuǎn)軌道半徑之比為3∶2，則火星與地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的（）
A．軌道周長(zhǎng)之比為2∶3B．線(xiàn)速度大小之比為3:2
C．角速度大小之比為22:33D．向心加速度大小之比為9∶4
33．（2020·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題）“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器于2019年1月在月球背面成功著陸，著陸前曾繞月球飛行，某段時(shí)間可認(rèn)為繞月做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓周半徑為月球半徑的K倍。已知地球半徑R是月球半徑的P倍，地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的Q倍，地球表面重力加速度大小為g。則“嫦娥四號(hào)”繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的速率為（）
A．RKgQPB．RPKgQC．RQgKPD．RPgQK
34．（2020·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題）若一均勻球形星體的密度為ρ，引力常量為G，則在該星體表面附近沿圓軌道繞其運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的周期是（）
A．3πGρB．4πGρC．13πGρD．14πGρ
35．（2020·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題）火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的110，半徑約為地球半徑的12，則同一物體在火星表面與在地球表面受到的引力的比值約為（）
A．0.2B．0.4C．2.0D．2.5
36．（2020·浙江·高考真題）如圖所示，衛(wèi)星a、b、c沿圓形軌道繞地球運(yùn)行。a是極地軌道衛(wèi)星，在地球兩極上空約1000km處運(yùn)行；b是低軌道衛(wèi)星，距地球表面高度與a相等；c是地球同步衛(wèi)星，則（）
A．a(chǎn)、b的周期比c大
B．a(chǎn)、b的向心力一定相等
C．a(chǎn)、b的速度大小相等
D．a(chǎn)、b的向心加速度比c小
37．（2019·海南·高考真題）2019年5月，我國(guó)第45顆北斗衛(wèi)星發(fā)射成功．已知該衛(wèi)星軌道距地面的高度約為36000km，是“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室軌道高度的90倍左右，則（）
A．該衛(wèi)星的速率比“天宮二號(hào)”的大
B．該衛(wèi)星的周期比“天宮二號(hào)”的大
C．該衛(wèi)星的角速度比“天宮二號(hào)”的大
D．該衛(wèi)星的向心加速度比“天宮二號(hào)”的大
38．（2019·江蘇·高考真題）1970年成功發(fā)射的“東方紅一號(hào)”是我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星，該衛(wèi)星至今仍沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)，如圖所示，設(shè)衛(wèi)星在近地點(diǎn)、遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度分別為v1、v2，近地點(diǎn)到地心的距離為r，地球質(zhì)量為M，引力常量為G。則（）
A．v1>v2,v1=GMrB．v1>v2,v1>GMr
C．v1v火>v金D．v火>v地>v金
42．（2019·全國(guó)·高考真題）2019年1月，我國(guó)嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功在月球背面軟著陸，在探測(cè)器“奔向”月球的過(guò)程中，用h表示探測(cè)器與地球表面的距離，F(xiàn)表示它所受的地球引力，能夠描F隨h變化關(guān)系的圖像是（）
A．
B．
C．D．
43．（2019·浙江·高考真題）某顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星（即衛(wèi)星相對(duì)于地面靜止），則此衛(wèi)星的（）
A．線(xiàn)速度大于第一宇宙速度
B．周期小于同步衛(wèi)星的周期
C．角速度大于月球繞地球運(yùn)行的角速度
D．向心加速度大于地面的重力加速度
二、多選題
44．（2023·重慶·統(tǒng)考高考真題）某衛(wèi)星繞地心的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期為地球自轉(zhuǎn)周期T的310，運(yùn)行的軌道與地球赤道不共面（如圖）。t0時(shí)刻，衛(wèi)星恰好經(jīng)過(guò)地球赤道上P點(diǎn)正上方。地球的質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G。則（）

A．衛(wèi)星距地面的高度為GMT24π213?R
B．衛(wèi)星與位于P點(diǎn)處物體的向心加速度大小比值為59πR180πGMT213
C．從t0時(shí)刻到下一次衛(wèi)星經(jīng)過(guò)P點(diǎn)正上方時(shí)，衛(wèi)星繞地心轉(zhuǎn)過(guò)的角度為20π
D．每次經(jīng)最短時(shí)間實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星距P點(diǎn)最近到最遠(yuǎn)的行程，衛(wèi)星繞地心轉(zhuǎn)過(guò)的角度比地球的多7π
45．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，1、2軌道分別是天宮二號(hào)飛船在變軌前后的軌道，下列說(shuō)法正確的是（）

A．飛船從1軌道變到2軌道要點(diǎn)火加速B．飛船在1軌道周期大于2軌道周期
C．飛船在1軌道速度大于2軌道D．飛船在1軌道加速度大于2軌道
46．（2022·重慶·高考真題）我國(guó)載人航天事業(yè)已邁入“空間站時(shí)代”。若中國(guó)空間站繞地球近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行周期為T(mén)，軌道半徑約為地球半徑的1716倍，已知地球半徑為R，引力常量為G，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，則（）
A．漂浮在空間站中的宇航員不受地球的引力
B．空間站繞地球運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度大小約為17πR8T
C．地球的平均密度約為3πGT216173
D．空間站繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小約為地面重力加速度的16172倍
47．（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．g火g地=abB．v火v地=abC．g火g地=ab2D．v火v地=ba
48．（2022·遼寧·高考真題）如圖所示，行星繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)可以看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在地圖上容易測(cè)得地球—水星連線(xiàn)與地球—太陽(yáng)連線(xiàn)夾角α，地球—金星連線(xiàn)與地球—太陽(yáng)連線(xiàn)夾角β，兩角最大值分別為αm、βm。則（）
A．水星的公轉(zhuǎn)周期比金星的大
B．水星的公轉(zhuǎn)向心加速度比金星的大
C．水星與金星的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比為sinαm:sinβm
D．水星與金星的公轉(zhuǎn)線(xiàn)速度之比為sinαm:sinβm
49．（2022·湖南·統(tǒng)考高考真題）如圖，火星與地球近似在同一平面內(nèi)，繞太陽(yáng)沿同一方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火星的軌道半徑大約是地球的1.5倍。地球上的觀(guān)測(cè)者在大多數(shù)的時(shí)間內(nèi)觀(guān)測(cè)到火星相對(duì)于恒星背景由西向東運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為順行；有時(shí)觀(guān)測(cè)到火星由東向西運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為逆行。當(dāng)火星、地球、太陽(yáng)三者在同一直線(xiàn)上，且太陽(yáng)和火星位于地球兩側(cè)時(shí)，稱(chēng)為火星沖日。忽略地球自轉(zhuǎn)，只考慮太陽(yáng)對(duì)行星的引力，下列說(shuō)法正確的是（）
A．火星的公轉(zhuǎn)周期大約是地球的827倍
B．在沖日處，地球上的觀(guān)測(cè)者觀(guān)測(cè)到火星的運(yùn)動(dòng)為順行
C．在沖日處，地球上的觀(guān)測(cè)者觀(guān)測(cè)到火星的運(yùn)動(dòng)為逆行
D．在沖日處，火星相對(duì)于地球的速度最小
50．（2021·重慶·高考真題）2021年5月15日“祝融號(hào)”火星車(chē)成功著陸火星表面，是我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展中具有里程碑意義的進(jìn)展。此前我國(guó)“玉兔二號(hào)”月球車(chē)首次實(shí)現(xiàn)月球背面軟著陸，若“祝融號(hào)”的質(zhì)量是“玉兔二號(hào)”的K倍，火星的質(zhì)量是月球的N倍，火星的半徑是月球的P倍，火星與月球均視為球體，則（）
A．火星的平均密度是月球的NP3倍
B．火星的第一宇宙速度是月球的NP倍
C．火星的重力加速度大小是月球表面的NP倍
D．火星對(duì)“祝融號(hào)”引力的大小是月球?qū)Α坝裢枚?hào)”引力的KNP2倍
51．（2021·福建·統(tǒng)考高考真題）兩位科學(xué)家因?yàn)樵阢y河系中心發(fā)現(xiàn)了一個(gè)超大質(zhì)量的致密天體而獲得了2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他們對(duì)一顆靠近銀河系中心的恒星S2的位置變化進(jìn)行了持續(xù)觀(guān)測(cè)，記錄到的S2的橢圓軌道如圖所示。圖中O為橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)，橢圓偏心率（離心率）約為0.87。P、Q分別為軌道的遠(yuǎn)銀心點(diǎn)和近銀心點(diǎn)，Q與O的距離約為120AU（太陽(yáng)到地球的距離為1AU），S2的運(yùn)行周期約為16年。假設(shè)S2的運(yùn)動(dòng)軌跡主要受銀河系中心致密天體的萬(wàn)有引力影響，根據(jù)上述數(shù)據(jù)及日常的天文知識(shí)，可以推出（）
A．S2與銀河系中心致密天體的質(zhì)量之比
B．銀河系中心致密天體與太陽(yáng)的質(zhì)量之比
C．S2在P點(diǎn)與Q點(diǎn)的速度大小之比
D．S2在P點(diǎn)與Q點(diǎn)的加速度大小之比
52．（2021·遼寧·統(tǒng)考高考真題）2021年2月，我國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”實(shí)現(xiàn)了對(duì)火星的環(huán)繞。若已知該探測(cè)器在近火星圓軌道與在近地球圓軌道運(yùn)行的速率比和周期比，則可求出火星與地球的（）
A．半徑比B．質(zhì)量比
C．自轉(zhuǎn)角速度比D．公轉(zhuǎn)軌道半徑比
53．（2021·湖南·高考真題）2021年4月29日，中國(guó)空間站天和核心艙發(fā)射升空，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。根據(jù)任務(wù)安排，后續(xù)將發(fā)射問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙，計(jì)劃2022年完成空間站在軌建造。核心艙繞地球飛行的軌道可視為圓軌道，軌道離地面的高度約為地球半徑的116。下列說(shuō)法正確的是（）
A．核心艙進(jìn)入軌道后所受地球的萬(wàn)有引力大小約為它在地面時(shí)的16172倍
B．核心艙在軌道上飛行的速度大于7.9km/s
C．核心艙在軌道上飛行的周期小于24h
D．后續(xù)加掛實(shí)驗(yàn)艙后，空間站由于質(zhì)量增大，軌道半徑將變小
54．（2020·江蘇·統(tǒng)考高考真題）甲、乙兩顆人造衛(wèi)星質(zhì)量相等，均繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，甲的軌道半徑是乙的2倍。下列應(yīng)用公式進(jìn)行的推論正確的有（）
A．由v=gR可知，甲的速度是乙的2倍
B．由a=ω2r可知，甲的向心加速度是乙的2倍
C．由F=GMmr2可知，甲的向心力是乙的14
D．由r3T2=k可知，甲的周期是乙的22倍
三、解答題
55．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）螺旋星系中有大量的恒星和星際物質(zhì)，主要分布在半徑為R的球體內(nèi)，球體外僅有極少的恒星。球體內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量為M，可認(rèn)為均勻分布，球體內(nèi)外的所有恒星都繞星系中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，恒星到星系中心的距離為r，引力常量為G。
（1）求r>R區(qū)域的恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小v與r的關(guān)系；
（2）根據(jù)電荷均勻分布的球殼內(nèi)試探電荷所受庫(kù)侖力的合力為零，利用庫(kù)侖力與萬(wàn)有引力的表達(dá)式的相似性和相關(guān)力學(xué)知識(shí)，求r≤R區(qū)域的恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小v與r的關(guān)系；
（3）科學(xué)家根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，得到此螺旋星系中不同位置的恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小v隨r的變化關(guān)系圖像，如圖所示，根據(jù)在r>R范圍內(nèi)的恒星速度大小幾乎不變，科學(xué)家預(yù)言螺旋星系周?chē)╮>R）存在一種特殊物質(zhì)，稱(chēng)之為暗物質(zhì)。暗物質(zhì)與通常的物質(zhì)有引力相互作用，并遵循萬(wàn)有引力定律，求r=nR內(nèi)暗物質(zhì)的質(zhì)量M'。

56．（2021·福建·統(tǒng)考高考真題）一火星探測(cè)器著陸火星之前，需經(jīng)歷動(dòng)力減速、懸停避障兩個(gè)階段。在動(dòng)力減速階段，探測(cè)器速度大小由96m/s減小到0，歷時(shí)80s。在懸停避障階段，探測(cè)器啟用最大推力為7500N的變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，在距火星表面約百米高度處懸停，尋找著陸點(diǎn)。已知火星半徑約為地球半徑的12，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的110，地球表面重力加速度大小取10m/s2，探測(cè)器在動(dòng)力減速階段的運(yùn)動(dòng)視為豎直向下的勻減速運(yùn)動(dòng)。求：
（1）在動(dòng)力減速階段，探測(cè)器的加速度大小和下降距離；
（2）在懸停避障階段，能借助該變推力發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)懸停的探測(cè)器的最大質(zhì)量。

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