历年高考全国卷物理真题专题五 万有引力与航天

1、专题五万有引力与航天一、选择题（2020年全国I卷）火星的质量约为地球质量的1/10，半径约为地球半径的1/2，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为0.20.42.02.5（2020年全国II卷）若一均匀球形星体的密度为P,引力常量为G,贝V在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是（2020年全国卷III）“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆，着陆前曾绕月球飞行，某段时间可认为绕月做匀速圆周运动，圆周半径为月球半径的K倍。已知地球半径R是月球半径的P倍，地球质量是月球质量的Q倍，地球表面重力加速度大小为g，则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为B.B.（2

2、019年全国I卷）在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a-x关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍，则A.M与N的密度相等B.Q的质量是A.M与N的密度相等B.Q的质量是P的3倍C.D.Q下落过程中的最大动能是P的4倍Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍（2019年全国II卷）2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距

3、离，F表示它所受的地球引力，能够描述F随h变化关系的图像是（2019年全国III卷）金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分。地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为卩金、v地、卩火。已知它们的轨道半径R金%aa金地火B.aaa火地金C.C.vvv地火金D.vvv火地金（2018年全国卷I）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100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子

4、星质量之积B.质量之和C.速率之和D.各自的自转角速度（2018年全国卷11）2018年2月，我国500m口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期T=5.19ms,假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.67x10-11N-m2/kg2。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为A.5x109kg/m3B.5x1012kg/m3C.5x1015kg/m3d.5xl018kg/m3（2018年全国卷III）为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P,其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为A.2:

5、1B.4:1C.8:1D.16:1（2017新课标III）2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行。与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的周期变大B.速率变大C动能变大D向心加速度变大（2017新课标II）如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q0到N的运动过程中海王星一-呢7*P：痂TN从P到M所用的时间等于T/40从Q到N阶段，机械能逐渐变大从P到Q阶段，速率逐渐变小

6、从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功（2016年全国新课标I）利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为A.1hBA.1hB.4hC.8hD.16h（2016年全国新课标III）关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定

7、律（2015新课标II）宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为A.0GM(A.0GM(R+h)2GMm(R+h)2D.GM（2015新课标II）由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3.1X103m/s，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55X103m/s,此时卫星的高度与同步轨道的

8、高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为A.西偏北方向，1.9X103m/sB.东偏南方向，1.9X103m/sC.西偏北方向，2.7X103m/sD.东偏南方向，2.7X103m/s（2015新课标I）我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，现在月球表面的附近近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，再离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）最后关闭发动机，探测器自由下落。已知探测器的质量约为1.3X103kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速大约为9.8m/s2，则此探测器A.在着陆前的

9、瞬间，速度大小约为8.9m/sB.悬停时受到的反冲作用力约为2X103NC.从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒D.在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度（2014新课标II）假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0,在赤道的大小为g;地球自转的周期为T，引力常量G，则地球的密度为：A.go_gB.卫C.D.名GT2g0GT2g0_gGT2GT2g（2014新课标I）太阳系各行星几乎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，天文学称为“行星冲日”。据报道，20

10、14年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日;4月9日火星冲日;5月11日土星冲日;8月29日海王星冲日;10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列说法正确的是地球火星木星土星天王星海王星轨道半径（AU）1.01.55.29.51930各地外行星每年都会出现冲日现象在2015年内一定会出现木星冲日天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短（2013新课标II）目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力

11、的作用，则下列判断正确的是卫星的动能逐渐减小由于地球引力做正功，引力势能一定减小由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小（2013新课标I）2012年6月18日，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气，下列说法正确的是为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用（2012新课标）假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为A.1-B.1