2023山东版物理高考第二轮复习--专题五 万有引力定律 (一).pdf

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1、2023山东版物理高考第二轮复习专题五万有引力一、选择题1 .物理科技1（2022陕西西安西工大附中第七次适应练）卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据:月球绕地球运动的轨道半径约为3.8X10,k m,运行周期约为27天,地球半径约为6 400 k m,无线电信号的传播速度为3 X 10s m/s）（）A.0.1 s B.0.25 sC.0.5 s D.1 s答 案 B同步卫星和月球都是地球的卫星,根据开普勒第三定律知T&r,因此同步卫星的轨道半径约为地月距离的也约为4.2X 10 k m,

2、同步卫星离地面高度约为3.6X10 k m,无线电信号往返一次经历时间约为t=0.24 s,故选BoC解题指导 同步卫星高度约为36 000 k m,熟记物理中常用数据有时可以加快做题速度。2.物理科技I （2022贵州新高考联盟第一次测试）“神舟八号”与“天宫一号”成功实现了对接。对接前,它们在离地面三百多千米的同一轨道上一前一后绕地球做匀速圆周运动,则（）A.它们的运行速度相同B.它们的加速度小于9.8 m/s2C.运行的周期可能大于24小时D.若神舟八号点火加速,即可与天宫一号实现对接答 案 B根据万有引力提供向心力有呻初匕解得v=怪因为它们在同一轨道运动,r 相等,所以它r4 r ,V

3、 r们运动的速率相等,曲线运动的速度方向在轨迹切线方向,所以它们的速度方向不同，则它们的运行速度不同,故A 错误;根据誓=mg 得g笔,根 据 粤=ma 得 a 聋,由 于 r R,所以加速度a g=9.8 m/s；故 BA R r 厂正确;根据万有引力提供向心力有等=m r,解得T=2 n 居,可知,半径越小T 越小,因为它们的轨道半径比同步卫星的轨道半径小,所以运行的周期小于24小时,故C 错误;若神舟八号点火加速,需要的向心力大于万有引力,做离心运动,运动到更高的轨道,无法实现对接,故D 错误。3.自然现象I （2022甘肃武威凉州质检）2021年,某杂志上的一篇文章中描述了一颗质量达到

4、木星级别的气态行星,绕银河系内的一颗白矮星做匀速圆周运动。已知地球绕太阳做圆周运动的轨道半径为r,若该白矮星的质量约为太阳的一半,气态行星绕白矮星做圆周运动的轨道半径约为3ro取 1年=3.14 X 10,s,V6=2.5,=3.14,则可估算出该气态行星绕白矮星做匀速圆周运动的角速度约为（）A.8X 10 s r a d/s B.8X 10 b r a d/sC.3 X IO r a d/s D.3X10-6 r a d/sGM m答 案 c 万有引力提供向心力，气态行星绕白矮星做匀速圆周运动，有一=m 气（）2r 气,地球绕太阳做匀速圆周运动，有T圾m地（金）W 又 3气空,M 白中太,I

5、 气=3r,解得该气态行星做圆周运动的角速度 33X10-8 r a d/s,C 正确。4.物理科技I （2022贵州贵阳五校联考）（多选）2021年 5 月 15日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器的着陆巡视器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆,在火星上首次留下中国印迹,迈出了中国星际探测征程的重要一步。“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发射到火星，地球轨道和火星轨道近似看成圆形轨道，霍曼转移轨道是一个在近日点M 和远日点P 分别与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示），在近日点短暂点火后“天向一号”进入霍曼转移轨道，接 着“天问一号沿着这个轨道运行直至抵达远日点,

6、然后再次点火进入火星轨道。已知引力常量为G,太阳质量为m,地球轨道和火星轨道半径分别为r 和 R,地球、火星、“天向一号”运行方向都为逆时针方向。若只考虑太阳对“天问一号”的作用力,下列说法正确的是（）A.两次点火喷射方向都与速度方向相反B.“天问一号”运行中,在霍曼转移轨道上P 点的加速度比在火星轨道上P 点的加速度小c.两次点火之间的时间间隔为矗厩D.“天问一号”在地球轨道上的角速度小于在火星轨道上的角速度答 案 AC “天问一号”两次点火时都要做离心运动，所以需要加速，则喷射方向都与速度方向相反，从而给探测器向前的推力,A 正确；“天问一号”运行中在霍曼转移轨道上P 点的加速度与在火星轨

7、道上P点的加速度均由万有引力来提供,由于在该点探测器受到的万有引力相等,根据牛顿第二定律可知,加速度相等,故B 错误;根据开普勒第三定律知，探测器在地球轨道上及霍曼转移轨道上运行时满足才号，设“天问一号”探测器质量为佻,又因为探测器在地球轨道上满足G暇m r 留 2,联立两式求得:探测器在霍曼转移轨道上运行时的周期T 产 强 厘 匕则两次点火之间的时间间隔为导 翁 层 E c正确；“天问一号”在地球轨道及火星轨道上运行时,万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有G罩工m r 3 ；G等。R ；因为r 3 即“天问一号”在地球轨道上的角速度大于在火星轨道上的角速度,D 错误。5.物理科技（2022

8、湖北武汉一模）2021年 10月 16日。时 23分许,我国在酒泉卫星发射中心成功发射神舟十三号载人飞船,约6 个半小时后,飞船与天和核心舱顺利完成快速自主交会对接。飞船在近地点高度200千米、远地点高度356千米的轨道上运行。若将神舟十三号绕地球的运动视作匀速圆周运动,则下列关于神舟十三号载人飞船的分析正确的是（）A.飞船发射速度大于11.2 k m/sB.飞船绕地球飞行速度大于7.9 k m/sC.飞船绕地球飞行周期小于24 hD.飞船绕地飞行过程中宇航员不再受重力作用答 案 C 第一宇宙速度7.9 k m/s是卫星绕地球做圆周运动的最大速度，也是最小的发射速度,第二宇宙速度11.2 k

9、m/s是卫星脱离地球引力作用的最小发射速度,则飞船的发射速度应大于7.9 k m/s,小于11.2 k m/s;飞船的运行速度一定小于7.9 k m/s,故 A、B 错误。地球同步卫星的轨道高度大约为地球半径的6 倍，大于飞船的远地点高度，因为“越高越慢”，则飞船绕地球飞行的周期小于24 h,故 C 正确；飞船飞行过程中仍受地球引力作用，故受重力作用，故 D 错误。6.自然现象（2022河北石家庄二模）开普勒22b 是一颗围绕着和太阳非常相似的恒星公转的行星，位于天鹅座内,距离地球600光年,是人类发现的第一颗适合人类居住的太阳系外行星。假设地球与开普勒22b 的质量之比为n,半径之比为k,两

10、颗行星均可视为质量分布均匀的球体,下列说法正确的是（）A.若由地球向开普勒22b 发射一探测器,发射速度应介于第二、第三宇宙速度之间B.地球与开普勒22b 的第一宇宙速度的比值为微C.地球与开普勒22b 表面的重力加速度的比值为空D.若质量相等的两探测器分别绕地球与开普勒22b 表面做匀速圆周运动，则两探测器的动能的比值为：答 案 D 开普勒22b 在太阳系以外，因此由地球向开普勒22b 发射一探测器，其发射速度应大于第三宇宙速度,选项A 错误;卫星绕行星表面做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力有隼力手，可得地球的第一宇宙速度为v地=:,开普勒22b 的第一宇宙速度为v 开:GM GM项B错误

11、;由G =m g可得，地球表面的重力加速度g地=开 普 勒22b表面的重力加速度g开=/，R R R地 开g卅1比 较 可 得 选 项C错误;当质量为m的绕行天体距离质量为M的中心天体的距离为r时,动能E m v2,9开化2GM m结 合 写 马 号 可 得 跖 等，探测器绕地球表面做匀速圆周运动的动能为加=-E等质量探测器绕开r 地GM m普勒22b表 面 做 匀 速 圆 周 运 动 的 动 能 为 比 较 可 得 到 可，选项D正确。2R Ek2 kT T7.物理科技I (2022山西临汾二模)2022年元旦，“天问一号”探测器从遥远的火星传回世界首张探测器与火星的合影。假设火星绕太阳做匀

12、速圆周运动的轨道半径是地球绕太阳做匀速圆周运动轨道半径的k倍，地球绕太阳运动的周期为T,火星探测器被发射到以地球轨道上的A点为近日点、火星轨道上的B点为远日点的椭圆轨道上绕太阳运行时(如图)，只考虑太阳对探测器的作用,则探测器沿椭圆轨道从A到B的飞行时间为(),、,。一二二、火宣1/:太 阳 8 卜 O j !、地 /、Z/、_ _ _ _儿 沁(1+1)3 B*j 2(k +1)3CJ c-87 2(k+l)3 J2(f c+1)3答 案B设地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为R,则火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为k R,由示意图可知椭圆轨道的半长轴为a=竽,设椭圆轨道的周期为T.,根据

13、开普勒第三定律可知号=1，3整理可得=(沪(k +1卢,则探测器沿椭圆轨道从A到B的飞行时间为t 4=2(k+l)3,B正确。8.物理科技I (2022安徽黄山二模)如图所示，“鹊桥”中继星处于地月拉格朗日点L上时，会和月球、地球两个大天体保持相对静止的状态。设地球的质量为M,“鹊桥”中继星的质量为m,地月间距为L,拉格朗日L 点与月球间距为d,地球、月球和“鹊桥”中继星均可视为质点，计算时忽略太阳对“鹊桥”中继星的引力，忽 略“鹊桥”中继星对月球的影响。则“鹊桥”中继星处于L 点上时，下列选项正确的是()/./A.地球对月球的引力与“鹊桥”中继星对月球的引力相等B.月 球 与 地 球 质 量

14、 之 比 为 察 烂Z/(L+d)”C.“鹊桥”中继星与月球的向心加速度之比为L?：(L+d)2D.“鹊桥”中继星与月球的线速度之比为a :VL+d答 案 B月球所受的合外力指向地球，故地球对月球的引力大于“鹊桥”中继星对月球的引力，故A错误；:鹊侨二中继星与月球绕地理运动的角速度相等,根据v=3 r,可 得“鹊桥”中继星与月球的线速度之比为(L+d)：L,故 D 错误;根据a=3?r 可 得“鹊桥”中继星与月球的向心加速度之比为(L+d)：L,故 CMM错误;对月球，地球对它的万有引力提供向心力，得%#=M月G/L,对“鹊桥”中继星，地球引力和月球M m M 3 2 3 2引力的合力提供向心

15、力,故G就+宁=m 32(L+d),联立解得小(戈，故 B 正确。9.物理科技(2022安徽合肥二模)(多选)2021年 5 月 15日，天问一号着陆器着陆于火星表面。着陆器的着陆过程简化如下:首先在距火星表面高为h 处悬停，接着以恒定加速度a 竖直下降，下降过程火箭产生的反推力大小恒为Fo当四条“缓冲脚”接触火星表面时,火箭立即停止工作,着陆器经时间t 速度减至 0o已知着陆器的质量为m,火星半径为R (R h),引力常量为Go则下列说法正确的是()A.火星的质量约为空户B.火星表面的重力加速度约为AC.火箭反推力对着陆器所做的功约为-刎/D.着陆器对火星表面的平均冲击力大小约为F+ma+巴

16、 鲁答 案A D加速下降过程有mg火-F=ma,解得火星表面的重力加速度g火上詈，对火星表面的物体有G唳mo g火，解得火星的质量 =上詈也选项A正确,B错误;火箭反推力对着陆器所做的功约为W=-Fh,选项c错误;着陆器落在火星表面时,设向上为正方向，由动量定理得（Fmg火）t=0-（-mv）,其中v2=2a h,解得R=*+mg ;k=F+ma+当亚,由牛顿第三定律知,选项D正确。10.物理科技（2022广东江门一模,3）宇宙内有一孤立星系,中心天体周围有三颗行星,如图所示,中心天体质量大于行星质量,不考虑行星之间的万有引力，行星I、III的轨道为圆轨道，半径分别为n、r3,行星II的轨道为

17、椭圆轨道,半长轴为a,a=r3）与行星I的轨道在B点相切,下列说法正确的是（）A.行星II与行星山的运行周期相等B.行星II在P点与行星山在D点时的加速度相同C.行星III的速率大于行星II在B点的速率D.行星I在B点的速率与行星H在B点的速率相等答 案A因为行星H的运行半径与行星H I的运行半长轴相等，则由开普勒第三定律知 会昌，则T E,行星H与行星川的运行周期相等,故A正确;由题意知 a=r3,由 a”二黑知行星II在P点与行星i n在D点时的加速度大小相等,但方向不同,故B错误;由年 严,得丫=呼，所以行星III的速率小于行星I的速率,又因为行星II在B点加速才能到达椭圆轨道,故行星I

18、I在B点的速率大于行星1在B点的速率,行星山的速率小于行星II在B点的速率，故C、D错误。易错警示向心加速度为矢量,只有其大小和方向都相同向心加速度才相同。11.物理科技（2022广东清远期末,7）2021年 11月 23日,我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”丙遥三十七运载火箭成功发射“高分三号”02星。该卫星的成功发射将进一步提升我国卫星海陆观测能力,服务海洋强国建设和支撑“一带一路”倡议。已知卫星绕地球运行的周期为T,地球的半径为R,引力常量为G,地球表面的重力加速度大小为go若将地球视为质量分布均匀的球体,将卫星绕地球的运动视为匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，则下列说法正确的是（

19、）A.卫星的轨道半径为B.地球的密度为鼎c.卫星的向心加速度大小为年将?D.卫星的线速度大小为蟀答 案 C 设地球和卫星的质量分别为M、m,卫星的轨道半径为r,有 G等 初 誓 r，地球表面质量为m。的物体所受重力等于万有引力,即G m o g,联立解得下 吞 ,故A错误;地球的体积V 4 口 R：,地球的密度P=婚,联立解得P=需,故 B 错误;卫星的向心加速度大小为a=3 2r 号怦!,故 C 正确;卫星的线速度大小为v=笋将故D 错误。12.物理科技I （2022广东梅州二模,2）2021年 10月 16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F 运载火箭,在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准

20、点火发射成功。六小时后神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，一起绕地做匀速圆周运动。下面有关说法正确的是（）A.在发射过程中,翟志刚等三位航天员一直处于失重状态B.空间站组合体绕地飞行的速度可达第一宇宙速度C.若已知弓|力常量和组合体的绕地周期，可 利 用 P 嗡 测出地球的平均密度D.若已知组合体的绕地周期，可求出一天（24 h）内翟志刚看到日出的次数答 案 D 在发射过程中，开始阶段加速度向上，则翟志刚等三位航天员处于超重状态,A 错误;第二室宙速度是近地卫星的环绕速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度,则空间站组合体绕地飞行的速度小于第一宇宙速度,B错误;卫星绕地球表

21、面运动，已知引力常量G 和周期T,则 翠塔 R,n R：P,可 得 P 喷，但是组合体运动半径大于地球的半径，则不能利用P=测出地球的平均密度,C 错误;若已知组合体的绕地周期Tl,设一天时间为t,可求出一天内翟志刚看到日出的次数n=J,D 正确。13.物理科技I (2022广东深圳二模,6)由于潮汐等因素影响,月球正以每年约3 5厘米的速度远离地球。地球和月球可以看作双星系统,它们绕0 点做匀速圆周运动。多年以后,地球()A.与月球之间的万有引力变大B.绕 0 点做圆周运动的周期不变C.绕0 点做圆周运动的角速度变小D.绕。点做圆周运动的轨道半径变小答 案 C 设地球与月球的质量分别为和曲，

22、做圆周运动的半径分别为n和地球和月球间距离为L,多年以后,地球和月球间距离变大，两星的质量不变,由万有引力定律仁华知，地球与月球之间的万有引力变小，故 A 错误;地球和月球绕。点做匀速圆周运动的角速度大小3相等,周期T 相等，且L=r,+r2,有 型*M停 y岛,如*借 r 内?3联立津警2=*3 L n 七鬻地球与月球的质量不变,地球和月球间距离增大,则地球绕0点做圆周运动的周期T 变大,地球绕0点做圆周运动的角速度变小,地球绕0 点做圆周运动的轨道半径变大,故B、D 错误,C 正确。规律总结双星问题的特点(1)两星的运动轨道为同心圆,圆心是它们之间连线上的某一点。两星的向心力大小相等,由它

23、们间的万有引力提供。即空詈=m23%。(3)两星的运动周期、角速度相同。（4）两星的轨道半径之和等于两星之间的距离,即r,+n=Lo14.（2022湖南师大附中月考七,7）（多选）中国火星探测器“天问一号”历 经200多天成功闯过“四关”：第 一 关 抓 住 发 射“窗口期”开 启“地火转移”；第二关抓住被火星捕获的机会精准刹车;第三关 绕“火”飞行寻找最佳着陆点;第四关，安全着陆开展火星表面探测任务。“天问一号”成功发射，标志着中国深空探测技术取得了巨大进步。其中,探测器在停泊轨道和遥感轨道上运行时相切于同一点P（未画出）。下列有关闯这“四关”方面的物理学知识正确的是（）制动捕获地火转移轨道

24、停泊轨道遥感轨道捕获轨道A.地火转移过程,探测器关闭发动机后以第二宇宙速度匀速运动B.第二关中，探测器要被火星捕获,开启发动机作用是使探测器减速C.探测器在停泊轨道上运行经过P处时的加速度比在遥感轨道上经过同一 P点时的加速度大D.若测出探测器绕火星表面做圆周运动的周期,即可根据引力常量求得火星的平均密度答 案B D地火转移过程，关闭发动机，探测器靠近火星,火星引力对其做功,其动能会增加,所以不是匀速运动,故A错误;探测器要被火星捕获,开启发动机目的是使探测器减速,故B正确;两轨道P点处探测器所受万有引力相等,故加速度相同,故C错误油万有引力提供向心力，可 知G粤 初 冬）代M=P於R3,可知

25、火星密度P吗,故D正确。GI15.（2022湖南新高考教学教研联盟第一次大联考,7）（多选）北京时间2021年12月9日15:40,“天宫课堂”第一课正式开讲，中国航天员再次进行太空授课，这是中国空间站首次太空授课活动。在 约60分钟的授课中，神舟十三号飞行乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富生动地介绍展示了空间站工作生活场景,演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象，并讲解了实验背后的科学原理。据王亚平介绍，他们在空间站中一天可以看见16次日出。已知地球半径约6 400 k m,重力加速度为 9.8 m/s二 则（）A.空间站绕地球运动的周期约90分钟B.空间站遇见紧急情况

26、需要降低轨道避让太空垃圾,需要点火加速C.空间站运行的线速度大于同步卫星的线速度D.空间站运动时的向心加速度大于9.8 m/s2答 案 A C在空间站中一天可以看见16次日出，空间站绕地球运动的周期T 怨=1.5 h=90 mi n,故 A 正确;空间站遇见紧急情况需要降低轨道避让太空垃圾，做近心运动,需要点火减速,故B 错误；根据G詈 可 知，轨道半径越大,线速度越小,因为同步卫星的轨道半径大，所以空间站运行的线速度大于同步卫星的线速度,故C 正确;9.8 m/一是近地卫星的向心加速度,故空间站运动时的向心加速度小于9.8 m/s2,故 D 错误。16.（2022衡阳八中开学考,2）北京时间

27、2021年 10月 16日0 时 23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F 遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。这是我国载人航天工程立项实施以来的第21次飞行任务,也是空间站阶段的第2 次载人飞行任务。飞船入轨后,在完成与空间站高难度的径向交会对接后，航天员将进驻天和核心舱，开启为期6 个月的在轨驻留。已知空间站在距离地球表面约400 k m的高度，每 90分钟绕地球一圈,1天之内将经历16次日出日落。下列说法正确的是（）A.空间站在轨运行的线速度小于7.9 k m/sB.空间站运行角速度小于地球同步卫星运行角速度C.载人飞船需先进入空间站轨道,再加速追上空间站完成对接D.已知空间站

28、的运行周期、轨道高度和引力常量G,可求出空间站质量答 案 A根据万有引力提供向心力,隼=耳，得 丫=严，因为空间站的轨道半径大于地球半径,则运行线速度小于第一宇宙速度7.9 k m/s,故 A 正确;同步卫星的周期为24 h,空间站的周期为90 mi n,由丁=空（Jl）可知,空间站运行角速度大于地球同步卫星运行角速度,故B 错误;若载人飞船先进入空间站轨道，加速后会做离心运动飞到更高的轨道,无法与空间站完成对接,故C 错误;根据G =弗（R+h）,可知空间站的质量总会被约掉,所以已知空间站的运行周期、轨道高度和引力常量G,无法求出空间站质量,故D错误。17.（2022湖南名校联盟专题卷,7）

29、（多选）我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星500”的实验活动。假设王跃登陆火星后,测得火星半径是地球半径的质量是地球质量的也已知地球表面的重力加速度是g,地球的半径为R,王跃在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h,忽略自转的影响,下列说法正确的是（）A.火星的密度为黑B.火星表面的重力加速度是视C.火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为|D.王跃以在地球上相同的初速度在火星上起跳后,能达到的最大高度是全答 案 A D根 据 隼=mg 得，星球表面的重力加速度g=,，因为火星的半径是地球半径的质量是地球质量的也则火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的即火星表面的重力加速度为火星

30、的密工 M g 2 _ _度 P 二 谪 篇 十 嘉，故A正确，1 3错误；根 据 隼 则 第 一 宇 宙 速 度 v=J臂,则火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的1 倍,故C 错误;根据h 乎 知，在火星上起跳能达到的最大高度为为,故D 正确。32g418.（2020滨海七校期末）如图所示，地球的公转轨道接近圆,哈雷彗星的公转轨迹则是一个非常扁的椭圆。若已知哈雷彗星轨道半长轴约为地球公转轨道半径的18倍，哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为 r 速度大小为v在远日点与太阳中心距离为r2,速度大小为V2,根据所学物理知识判断下列说法正确的是（）地球 X 矗 彗 星太 阳 夹1_ _ _A.哈雷

31、彗星的公转周期约为76年B.哈雷彗星在近日点速度小于在远日点速度vzC.哈雷彗星在近日点加速度a i 的大小与在远日点加速度a 2的大小之比 入 会a2 D.哈雷彗星在椭圆轨道上运动的过程中机械能不守恒72 r3答 案 A根据开普勒第三定律可知患=占=16,则 T 哈=54夜 T 地 76年,选项A正确;哈雷彗星从近日点地地到远日点运动,太阳对哈雷彗星的引力做负功，则速度减小，则在近日点速度V1大于在远日点速度V3,选项 B 错误;根据a 制 可知,哈雷彗星在近日点加速度a,的大小与在远日点加速度涣的大小之比含普选项 C 错误;哈雷彗星在椭圆轨道上运动的过程中只有太阳的引力做功，则机械能守恒,

32、选项D 错误。19.（2022河东二模,6）（多选）如图所示,北京时间2021年 10月 16日，神舟十三号载人飞船成功对接天和核心舱（还在原轨道上飞行）。此后,航天员王亚平成功出舱作业,成为中国女航天员太空行走第一人。下列说法正确的是（）A.对接前,核心舱处于平衡状态B.对接前,为提高轨道高度飞船应加速C.对接后,飞船的线速度小于第一宇宙速度D.对接后,空间站由于质量增大，轨道半径将明显变小答 案 B C对接前，核心舱处于完全失重状态,A 错误;对接前，应加速扩轨,B正确;对接后，飞船的轨道半径大于地球半径,线速度小于第一宇宙速度,C 正确；轨道半径与环绕天体质量无关,D 错误。20.（20

33、22和平二模,3）2022年 4 月 13日，神舟十三号飞船在历经了 183天的太空航行之后,成功返回地球，创下了中国载人航天空间站任务飞行时间最长、任务项目最多的纪录。神舟十三号此行的主要任务之一是进入太空并与天宫空间站进行对接，飞船的运动可简化为如图所示的情境，圆形轨道2 为天宫空间站运行轨道,椭圆轨道1为载人飞船运行轨道,两轨道相切于P点,Q点在地面附近,是轨道1的近地点,则下列判断正确的是（）A.载人飞船可在到达轨道2 后不断加速追上空间站实现对接B.载人飞船在轨道1上 P 点的加速度等于空间站在轨道2 上 P 点的加速度C.载人飞船在轨道1上经过Q 点时的速度等于7.9 k m/sD

34、.载人飞船从Q 点向P 点运动过程中，万有引力不做功答 案 B若载人飞船在到达轨道2 后不断加速，则会做离心运动,从而远离轨道2,不会追上空间站，选项 A 错误;根据a=詈可知，载人飞船在轨道1上 P 点的加速度等于空间站在轨道2 上 P 点的加速度,选项 B 正确;载人飞船从近地圆轨道的Q 点加速才能进入轨道1的椭圆轨道，则在轨道1上经过Q 点时的速度大于7.9 k m/s,选项C 错误;载人飞船从Q 点向P 点运动过程中，万有引力对飞船做负功,选项D 错误。21.物理模型（2022浙江桐乡五校学考模拟,10）2021年 10月 16日，王亚平第二次进入太空,她在2013年6月第一次进入太空

35、时在“天宫一号”内进行了我国首次太空授课，演示了几个完全失重状态下的物理实验。若“天宫一号”内静止的水珠质量为m,“天宫一号”运动的轨道距地面高度为h,地球质量为M、半径为R,引力常量为G,则水珠受地球的引力及水珠的加速度大小分别为（）A.0,0 B.节,0 GMm 八 n GMm GM（R+/I）z （R+h）（R+hy答 案 D “天宫一号”及其中的人和物品均由万有引力提供向心力,即F=G%=ma,可得向心加速度（R+九）大小为a=联 A、B、C 错误,D 正确。（R+k22.物理科技（2022浙江台州一中选考模拟,10）天文爱好者小郭在10月 29日通过卫星过境的Go S a tWa t

36、c h 获得天和空间站过境运行轨迹（如图甲），通 过 微 信 呈 序“简单夜空”，点 击“中国空间站过境查询”，获得中国天和空间站过境连续两次最佳观察时间信息（如图乙,11月 2 日开始时间17:50:08和 11月 3 日开始时间18:28:40）,这两次连续过境中空间站绕地球共转过16圈，但因白天天空太亮或夜晚空间站处在地球阴影中而造成观察时机不佳。地球自转周期为24 h,不考虑空间站轨道修正,由以上信息可得同步卫星的轨道半径是天和空间站轨道半径的（）甲查看过境图日期亮度过境类型11月2日0.4可见开始时间开始方位开始高度角17：50：08西北偏西10乙查看过境图日期亮度过境类型11月3日

37、3.2可见开始时间开始方位开始高度角18：28：40西南偏西10A.3.6 倍 B.6.3 倍 C.9.6 倍 D.12 倍答 案 B由题图乙的信息可知两次最佳观察时间间隔约为24 h,两次最佳观察过境中间空间站还有15次过境，可知空间站一天时间绕地球16圈,根据空间站的周期T。卷h=l.5 h,根据开普勒第三定律堤得,解得同步卫星与天和空间站的轨道半径之比为二-6.3,故 B 正确,A、C、D 错误。r023.物理 探 索（2022浙江绍兴二模，10）如图所示,巨蟹座55e 是一颗环绕巨蟹座55A的太阳系行星，它的公转周期只有18个小时,其半径约为地球的2 倍,质量约为地球的8 倍,被称为超

38、级地球。假设巨蟹座55A的质量和太阳质量相等，则（）A.巨蟹座55e 的公转半径大于地球的公转半径B.巨蟹座55e 的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度C.同一物体在巨蟹座55c 表面的重力约为地球表面的重力的2 倍D.巨蟹座55e 表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度答 案 C 根据万有引力提供向心力G =m r 得r平乐巨蟹座55A的质量和太阳质量相等,巨蟹座55e 的公转周期小于地球的公转周期,则巨蟹座55e 的公转半径小于地球的公转半径,故A 错误;根据G詈m。,可得第一宇宙速度为v事,由巨蟹座55e 半径约为地球的2倍,质量约为地球的8倍,可知巨蟹座55e 的第一宇宙速度大于地球

39、的第一宇宙速度,故B 错误;根据隼=mg 得g型,结合巨蟹座55e半径约为地球的2 倍,质量约为地球的8 倍,可知巨蟹座55e 表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的2 倍,则同一物体在巨蟹座55e 表面的重力约为地球表面的2 倍,故C 正确,D 错误。24.物理模型1（2022浙江名校新高考研究,8）“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星,地球轨道和火星轨道看成圆形轨道,此时霍曼转移轨道是一个近日点Q 和远日点P 分别与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示）.在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点,然后再次点火进入火

40、星轨道。已知引力常量为G,太阳质量为 M,地球轨道和火星轨道半径分别为r 和 R,地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。下列说法正确的是（）曼移道霍转轨 地 球 1一入 轨 道Q火星三轨 道、一太阳A.两次点火喷气方向相同B.两次点火之间的时间大于:仅手C.“天问一号”在地球轨道上的角速度小于在火星轨道上的角速度D.“天问一号”在转移轨道上近日点的速度大小大于地球公转速度大小答 案 I）两次点火都让探测器做加速运动，因此点火喷气的方向都与运动方向相反，探测器做曲线运动,速度方向一直在变化,所以两次点火喷气方向不同,故A错误;地球绕太阳运行时,根据牛顿第二定律GMM M 4立 2 3

41、建+37%多 一r,由 根 据 开 普 勒 第 三 定 律 金 可 得“天问一号”探测器沿椭圆轨道运行的周期T/J 线m而两次点火之间的时间0 T 2=：/方,故 B错误;绕太阳运行时，根据（；警3 2 心解得3 =解，可得轨道半径越大,角速度越小,因此“天问一号”在地球轨道上的角速度大于在火星轨道上的角速度，故c错误;由于“天问一号”通过近日点后将做离心运动，因此在转移轨道上近日点的速度大于地球公转速度,故D正确。25.自然现象（2022江苏南通调研,3）2022年1月，南太平洋岛国汤加一座海底火山喷发,给人类带来巨大灾难。有科学家认为地球的自转将因火山、地震、海啸等自然现象而缓慢变快。如果

42、地球自转变快,下列说法正确的是（）A.地球南、北两极的重力加速度变大B.地球南、北两极的重力加速度变小C.地球同步卫星的高度将变大D.地球同步卫星的高度将变小答 案D由黄金代换公式g=皆可知，南、北两极的重力加速度与地球自转无关,A、B错误;设地球的自转周期为T。,同 步 卫 星 应 满 足 等（含）1地球自转加快时,T。变小，则r变小，C错误,D正确。26.物理科技（2022届南通海安高级中学月考）宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用。设四星系统中每个星体的质量均为m,半径均为R,四颗星稳定分布在边长为a的正方形的四个顶点上。已知引

43、力常量为G。关于四星系统，下列说法错误的是（）A.四颗星围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动B.四颗星的轨道半径均为C.四颗星表面的重力加速度均为粤D.四颗星的周期均为2 n a勺（4+V2）Gm-答 案B四星系统中任一颗星体均受其他三颗星体的万有引力，合力方向指向正方形对角线的交点，围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动,由几何知识可得轨道半径均为苧a,故A正确,B错误;在星体表面质量为m1的物体,根据所受万有引力等于重力，可得稣f=m g,解得g爷,故C正确;由万有引力定律 和 向 心 力 公 式 得 急+写 匕 率T=2 a区嘉，故D正版27.物理科技（2022江苏扬州月考,4）2021年

44、11月7日，翟志刚、王亚平从天和核心舱节点舱成功出舱,翟志刚时隔13年后再次执行出舱任务,王亚平成为中国首位执行出舱任务的女航天员。在“天宫课堂”中,翟志刚还向我们讲解了叶光富身穿的“太空企鹅服”，下列说法中正确的是（）A.空间站的运行速度大于地球的第一宇宙速度B.空间站的运行周期可能为60分钟C.航天员在空间站中处于完全失重状态，穿“太空企鹅服”与失重有关D.空间站的发射速度大于第二宇宙速度答 案C第一宇宙速度是环绕地球做圆周运动的卫星的最大速度，故空间站的运行速度比第一宇宙速度要小,A错误。人造卫星的最短运行周期为近地卫星的运行周期，大约为84分钟,B错误。宇航员在太空站中处于完全失重状态，为了防护失重导致宇航员肌肉萎缩,设计了“太空企鹅服”，故C正确。太空站一般是近地运行,没有脱离地球的束缚，故发射速度大于第一宇宙速度，但是小于第二宇宙速度,故D错误。