2023届高考一轮复习 专题五 万有引力与航天 配套检测卷1（含解析）

1、试卷第 =page 1 1页，共 =sectionpages 3 3页2023届高考一轮复习 专题五 万有引力与航天 配套检测卷1（含解析）一、单选题12021年4月29日11时23分，长征五号B运载火箭搭载着“天和号”核心舱在海南文昌航天发射中心顺利升空，预计在2023年，中国将建成常驻载人空间站。若“天和号”核心舱绕地球做匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G，则（）A“天和号”核心舱的运行速度为B地球的质量为C地球的第一宇宙速度为D地球表面的重力加速度为22020年12月17日凌晨，“嫦娥五号”返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。若用弹簧

2、测力计在月球表面测得质量为的物块重为，已知月球的半径为，引力常量为，月球的自转周期为。则月球的质量约为（）ABCD3神舟十三号载人飞船与“天宫”空间站组合体完成自主快速交会对接，航天员翟志刚、王亚平和叶光富进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。已知“天宫”空间站绕地球做匀速圆周运动的轨道距地面的高度约为，若地球可看作是质量分布均匀、半径为的球体，地球表面的重力加速度取，西游记中描述孙悟空一个筋斗云运动距离十万八千里（1里米），那么三位航天员在“天宫”空间站中运动路程等于孙悟空一个筋斗云运动的距离时所用的时间约为（）A2分钟B2小时C20小时D2天4假设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动

3、，当卫星绕地球运动的圆周半径增大到原来的2倍时，则有（）A卫星需要的向心力将减小到原来的B卫星需要的向心力将减小到原来的C卫星运动的线速度将增大到原来的D卫星运动的线速度将减小到原来的5我国海南文昌卫星发射场于2013年建成，该发射场是中国陆地纬度最低、距离赤道最近的地区，火箭发射场距离赤道越近、纬度越低，发射卫星时需要的能耗越低，使用同样燃料可达到的速度越大已知地球的半径为R，地球的自转周期为T，地表的重力加速度为g.要在地球赤道上发射一颗质量为m的近地人造地球卫星，使其轨道在赤道的正上方，若不计空气的阻力，那么（）A向东发射与向西发射耗能相同，均为mgRm2B向东发射耗能为m2，比向西发射

4、耗能多C向东发射与向西发射耗能相同，均为m2D向西发射耗能为m2，比向东发射耗能多62020年我国航天取得了一系列重大成就：载人航天、探月探火、北斗导航，2021年将安排超过40次宇航发射任务，其中发射空间站核心舱是重头戏，这标志着我国新一代空，间站建设工作的开启。假定某北斗卫星和建成后的天宫空间站在距地表高度分别为h1和h2的圆轨道上运行时，周期分别为T1和T2视地球为质量分布均匀的球体，忽略地球自转的影响，万有引力常量为G。利用上述数据可计算出（）A地球表面的重力加速度B北斗卫星的动量大小C天宫空间站受地球引力的大小D北斗卫星与天宫空间站的质量比7有关开普勒三大定律，结合图像，下面说法正确

5、的是（）A太阳既是火星轨道的焦点，又是地球轨道的焦点B地球靠近太阳的过程中，运行速度的大小不变C在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等D火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳一周用的时间的短82021年9月7日，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功将高分五号02星发射升空。该卫星运行于太阳同步轨道上，该轨道平面与地球赤道平面接近垂直，轨道接近圆形，轨道高度小于1000千米。高分五号02星特殊的轨道设计，可使其每天的同一时间通过某城市上空一次。2015年发射的高分四号卫星为地球同步轨道卫星，轨道高度约为3.6万千米。关于这两颗卫星的说法错误的是（）A高分

6、五号02星运行的线速度大于高分四号卫星的B高分四号卫星运行的周期是高分五号02星的整数倍C两卫星从相距最近到下次相距最近可能经历12小时D高分四号卫星可实现对全球大部分地区的观测9科学研究方法对物理学的发展影响深远，以下实验中所用到的科学研究方法与其它不同的是（）A 探究共点力合成时遵循的规律B 观察桌面微小形变的装置C 卡文迪许利用扭秤装置测定万有引力常量D 利用单分子油膜法测量分子直径10一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v，假设宇航员在该行星表面用弹簧测力计测量一质量为m的物体的重力，当物体处于竖直静止状态时，弹簧测力计的示数为F，已知引力常量为G，则这颗行星的质量为

7、（）ABCD11北京时间2021年5月15日，在经历“黑色九分钟”后，中国首辆火星车“祝融号”与着陆器成功登陆火星，这也意味着“天问一号”火星探测器已经实现了“绕”和“落”两项目标。火星可以看成半径为R的质量均匀球体，“天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动一周的是时间为T，“祝融号”与着陆器总质量为m，假如登陆后运动到火星赤道静止时对水平地面压力大小为F，引力常量为G，下列说法正确的是（）A火星第一宇宙速度大小为B“天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动的加速度小于“祝融号”与着陆静止在赤道上的加速度C火星自转角速度大小为D火星自转角速度大小为12在万有引力定律理论建立的过程中，有许

8、多伟大的科学家做出了贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（）A开普勒在研究行星运动规律的基础上提出了万有引力定律B牛顿发现了万有引力定律，由万有引力定律可算出地球的质量，所以牛顿称出地球质量C开普勒通过研究第谷行星观测记录，得出在相等时间内，地球与太阳的连线和火星与太阳的连线扫过的面积相等的结论D牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识二、多选题13九重之际向天问，天宫掠影惊苍穹。“天宫”空间站中三名宇航员正环烧地球运行，与此同时，“天问”探测器在环绕火星运行，假设它们的运行轨道都是圆轨道，地球与火星的质量之比为p，“天宫”与“天问”的轨道半径之比为q。关于“天宫”空

9、间站与“天问”探测器说法正确的是（）A运行周期之比为B环绕速度之比为C加速度之比为D动能之比为14为探测X星球，科学家设想驾驶飞船通过变轨到达X星球表面进行科学勘探，假设X星球半径为R，X星球表面的重力加速度为g0，飞船沿距离X星球表面高度为8R的圆形轨道运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近星点B时再次点火进入近星轨道，绕X星球做圆周运动，下列判断正确的是（）A飞船在A点处点火变轨时，速度增大B飞船在轨道上绕X星球运行一周需的时间C飞船在轨道上运行的周期大于在轨道上运动的周期D飞船在轨道上运行的速率15、两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道如图所示。若、两卫星质量相等

10、，受到的向心力分别为、，运行周期分别为、，下列关系式正确的是（）ABCD三、解答题16如图a，质量分别为和的两个星球A和B在引力作用下都绕点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为，已知A、B的中心和三者始终共线，A和B分别在的两侧。引力常量为。（1）求两星球做圆周运动的周期；（2）在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行的周期为。但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为，如图b。已知地球质量约为月球的质量的81倍。求和的平方比（结果保留3位小数）。17“玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国

11、人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车在月球表面做了一个自由下落实验，测得物体由静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G。求：（1）月球表面重力加速度g；（2）月球的质量M；（3） “玉兔号”月球车着陆前绕月球做圆周运动的周期为T，求该圆周轨道离月球表面高度H。答案第 = page 1 1页，共 = sectionpages 2 2页参考答案1D【解析】【分析】【详解】A核心舱绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为，核心舱的运行速度为故A错误；B根据核心舱受到的万有引力提供向心力，有解得地球的质量为故B错误；C近地轨道卫星的速度等于第一宇宙速度，设为v，根据万有引力提供向心力，有

12、解得第一宇宙速度为故C错误；D在地球表面上，物体的重力等于地球对物体的万有引力，有解得地球表面的重力加速度为故D正确。故选D。2B【解析】【详解】AB由题意可知根据万有引力定律有解得故A错误，B正确；CD月球自转周期与自身质量无关，故CD错误。故选B。3B【解析】【详解】设地球的质量为M，“天宫”的质量为m，线速度为v，则根据牛顿第二定律有地球上质量为m的物体所受万有引力等于重力联立以上两式解得三位航天员在“天宫”空间站中运动路程等于孙悟空一个筋斗云运动的距离时所用的时间约为故选B。4B【解析】【详解】AB.人造卫星做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，根据F轨道半径增大到原来的2倍时，卫星

13、所需的向心力减小到原来的倍，故A错误、B正确；CD.根据万有引力提供向心力可得m解得v轨道半径增大到原来的2倍时，卫星的线速度变化是原来的，故CD错误。故选B。5D【解析】【分析】【详解】对近地人造地球卫星，有mmg最小发射速度v地球自转赤道处的线速度v向东发射耗能为m2向西发射耗能为m2向西发射比向东发射耗能多，ABC错误，D正确。故选D。6A【解析】【详解】A对北斗卫星有对天宫空间站有联立解得不计地球自转影响时，地球对地面上的物体的万有引力等于重力，即为可得带入R和M可求出地球表面的重力加速度，故A正确；B因为北斗卫星的质量未知，故不能求得其动量的大小，故B错误；C因为天宫空间站的质量未知

14、，故不能求得天宫空间站受地球引力的大小，故C错误；D由A选项的分析中可以看出，只能求得中心天体的质量，无法求得绕行天体的质量，故无法求得北斗卫星与天宫空间站的质量比，故D错误。故选A。7A【解析】【详解】A根据开普勒第一定律可知，所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，故A正确；BC根据开普勒第二定律可知，对同一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，且行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，离太阳越近速率越大，所以地球靠近太阳的过程中，运行速率将增大，故BC错误；D根据开普勒第三定律可知，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相

15、等。由于火星的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故D错误。故选A。8D【解析】【详解】A绕地球做圆周运动的卫星，由得可知轨道半径越大，卫星线速度越小，由题意可知，高分五号02星与地球同步卫星相比，运行轨道半径较小，所以线速度较大，故A正确，不符合题意；B高分五号02星每天同一时间通过某城市上空一次，说明地球自转一圈时卫星恰好转了整数圈（比如14圈），高分四号卫星为地球同步轨道卫星，说明地球自转一圈时卫星恰好也转了1圈，则高分四号卫星的运行周期是高分五号02星的整数倍，故B正确，不符合题意；C若24小时是高分五号02星周期的奇数倍，如13，则从相距最近经12小时，高分四号卫星

16、转了半圈，高分五号02星转了5圈，再次相距最近，故C正确，不符合题意；D高分四号卫星为地球同步轨道卫星，相对地球静止，只能观测地球的部分地区，故D错误，符合题意。故选D。9A【解析】【详解】ABCD探究共点力合成时遵循的规律所用到的科学研究方法是等效替代，而观察桌面微小形变的装置、卡文迪许利用扭秤装置测定万有引力常量、利用单分子油膜法测量分子直径所用到的科学研究方法是放大的思想，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。10B【解析】【详解】根据得，行星表面的重力加速度卫星绕行星表面附近做半径为r的匀速圆周运动时，根据万有引力等于需要的向心力得联立解得行星的质量故选B。11C【解析】【详解】A“

17、天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动，则火星的第一宇宙速度A错误；B“天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动，则“祝融号”与着陆器静止在火星赤道上时，有则B错误；CD“祝融号”与着陆器在火星赤道表面上静止，则解得C正确，D错误。故选C。12D【解析】【详解】A牛顿在总结前人研究的基础上提出了万有引力定律，A错误；B卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量，故称之为能称出地球质量的第一人，B错误；C开普勒通过研究第谷行星观测记录，提出行星运动定律，其中面积定律指的是：行星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，但在相等时间内，地球与太阳的连线和火星与太阳的连线扫过的面积不相等，C错误；D

18、在发现万有引力定律的过程中，牛顿应用了牛顿第三定律以及开普勒定律等知识，D正确。故选D。13AB【解析】【详解】A根据得则故A正确；B根据得则故B正确；C根据得则故C错误；D由于无法知道天宫和天问的质量之比，则无法比较动能，故D错误。故选AB。14BCD【解析】【详解】A飞船在A点处点火变轨时，做近心运动，速度减小，故A错误；B飞船在轨道绕X星球运动，重力提供向心力 解得故B正确；C轨道的半长轴大于轨道的半径，根据开普勒第三定律，飞船在轨道上运行的周期大于在轨道上运动的周期，故C正确；DX星球表面 在轨道I上运动有 解得故D正确。故选BCD。15AD【解析】【详解】A、两卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，由可知，在两卫星质量相等情况下，因，则有A正确，B错误；CD由牛顿第二定律可知解得因，则C