2021年全国各地高考物理模拟题汇编：专题6 万有引力与航天(学生版+解析版).pdf

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1、专题6 万有引力与航天（原卷版）一、单 选 题（本大题共30小题）1.2021年安徽省马鞍山市高考物理一模试卷 我国第一个自主火星探测器“天问一号”自2020年成功发射以来，飞行里程已经突破了 4 亿公里，即将接近火星。“天问一号”飞（P *J Q向火星的模拟示意图如图，【为地球公转轨道，椭圆轨道H为“天问一号”飞行轨道,III为火星公转轨道。P、0 是轨道H分别与I、【I 两轨道的公切点。下列说法正确的是A.地球公转的线速度小于火星公转的线速度B.“天问一号”从 2 点运行到0 点的过程中，线速度逐渐增大C.“天问一号”从一点运行到0 点的时间大于180天D.“天问一号”在轨道II上经过。点

2、时的加速度小于火星在轨道III上经过。点的加速度2J2021年河北省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷 假 定“嫦娥五号”轨道舱绕月飞行时，轨道是贴近月球表面的圆形轨道。已知地球密度为月球密度的“倍，地球同步卫星的轨道半径为地球半径的倍，则轨道舱绕月飞行的周期与地球同步卫星周期的比值为（）A.区 B.E C.E D.口y n3 7 k n 7 k3.2021年江苏省无锡市高考物理质检试卷（2月份）（一模）在“金星凌日”的精彩 天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示.下面说法正确的是A.观 测“金星凌日”时可将太阳看成质点B.地球在金星与太阳之间

3、C.金星绕太阳公转一周时间小于365天D.相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积4.2021云南省昆明市模拟题 2020年 12月 3 日23时 10分，嫦娥五号上升器携带月球样品从月面起飞，约6 分钟后进入环月圆轨道。已知地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球半径的3.7倍，忽略月球的自转。飞行器环绕月球做匀速圆周运动的最大飞行速度约为A.1.3 km/s B.1.7 km/s C.4.5 km/s D.7.9 km/s5J2021河南省模拟题 假设地球是半径为爪质量分布均匀的球体。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，对壳外物体的引力等于将所有质量全部集

4、中在球心的质点对球外物体的引力。现以地心为原点0建立一维直线坐标系，用 r 表示坐标系上某点到地心的距离，则该直线上各点的重力加速度g 随 r 变化的图象正确的是（）6.2021山东省模拟题2020年1月16日环球网报道，银河航天首发星在酒泉卫星发射中心搭载快舟一号甲运载火箭发射成功，成为中国首颗通信能力达10 Gbps的低轨宽带通信卫星。该卫星的轨道高度为2002000千米。则该卫星与地球同步卫星相比A.向心加速度大 B.周期大 C.线速度小 D.角速度小7.2021年河南省新乡市高考物理摸底试卷（2月份）J2020年12月17日凌晨，“嫦娥五号”月球探测器载着月球土壤顺利返回地球。探测器在

5、降落到月球上之前绕月球表面运行一周的时间为7 ,已知引力常量为G月球的半径为凡月球可看成质量分布均匀的球体，不考虑月球自转的影响。下列分析正确的是A.月球的密度为券B.探测器携带月球土壤离开月球和火箭一起加速上升时，探测器（含月球土壤）的质量增大C.若探测器在被月球捕获之前绕地球做半径为r的匀速圆周运动，则该探测器运动一周的时间为第5D.若将一石子从距月球表面的高度为A处由静止释放，则从石子刚释放到下落至月球表面上用时为T o 1打 石8.2021年陕西省安康市高考物理第二次质检试卷 地球位于火星与太阳之间且三者在同一直线上时称为 火星冲日”。已知地球绕太阳做圆周运动的周期为7,火星绕太阳做圆

6、周运动的轨道半径为地球绕太阳做圆周运动的轨道半径的 倍。则相邻两次“火星冲日”的时间差为A.火星的质量”=驾B.火星的第一宇宙速度大小为=詈2C.尸与。的向心加速度大小之比笄=零 答C IQ KD.尸与0 的线速度大小之比看=立 智VQ T2R10J2021年江苏省南通、徐州、宿迁、淮安、泰州、镇江六市联考高考物理一调试卷 2020年 10月，我国成功地将高分十三号光学遥感卫星送入地球同步轨道.已知地球半径为凡地球的第一宇宙速度为修光学遥感卫星距地面高度为力，则该卫星的运行速度为A.R-VR+hC.R+h11.2021湖南省模拟题 近地卫星绕地球的运动可视为匀速圆周运动，若其轨道半径近似等于地

7、球半径R,运行周期为7,地球质量为弘引力常量为0则（）A.近地卫星绕地球运动的向心加速度大小近似为喀T2B.近地卫星绕地球运动的线速度大小近似为停C.地球表面的重力加速度大小近似为柒D.地球的平均密度近似为言12J2021年福建省漳州市高考物理第一次质检试卷（一模）我们知道火星轨道在地球轨道的外侧，它们共同绕太阳运动，如图9）.2020年 7 月 2 3 日，中国首颗火星探测器“天问一号”带着中华民族的重托踏上了火星探测之旅，可认为火星和地球在同一平面内绕太阳做同向圆周运动，且火星轨道半径为地球的1.5倍，示意图如图（b）,为节约能量，“天问一号”沿椭圆轨道飞向火星，且出发时地球位置和到达时火

8、星位置分别是椭圆轨道的近日点和远日点，仅考虑太阳对“天问一号”的引力，则“天问一号”A.在飞向火星的过程中速度越来越大B.到达火星前的加速度小于火星的加速度C.到达火星前瞬间的速度小于火星的速度D.运动周期大于火星的运动周期1 3.2 0 2 1 年广东省韶关市高考物理一模试卷 位于贵州的“中国天眼”是具有尸、我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，通过分S 7 1 测得 卜.心 r L/*S 星）水星与太阳的视角为火水星、太阳分别与观察者的连线所夹的角），如图所示，V 若最大视角的正弦值为左，地球和水星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，则地球和水星的公转周期的比值为（）A怖 B.后

9、 C.P，户1 4.2 0 2 1 年 1 月浙江省普通高校招生选考物理试卷 嫦娥五号探测器是我国首个实施月面采样返回的航天器,由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。为等待月面采集的样品，轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。已知引力常量G =6.6 7 x 1 0 T 1/V ni 2/kg 2,地球质量m =6.0 x I O?”。，月球质量ni 2 =7 3 xlO2 2k g,月地距离q =3.8 x 1 0 5.，月球半径上=1.7 x卅.。当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约2 0 0 物处做环月匀速圆周运动时，其环绕速度约为（）A.1 6m/s B.1.1 x 1

10、0 2nl/s C.1.6 X 1 0 37nD.1.4 x 1 04m/s1 5 J 2 0 2 1 海南省模拟题“高分7 号”卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为7,线速度大小为匕地球半径为凡万有引力常量为C,由以上条件可求得（）A.地球的质量为日 B.地球的平均密度为三JnG 4n2GR3C.卫星距离地面的高度为9-/?D.卫星的向心加速度为吐2 7 rR16.20 21年 1 月浙江省普通高校招生选考物理试卷 嫦娥五号探测器是我国首个实施月面采样返回的航天器,由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。为等待月面采集的样品，轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。已知引力常量G =6.6

11、7 x IO-11 N-m2/kg2,地球质量口 =6.0 x 1 02 4kg,月球质量?n?=7 3 x l 02 2k g,月地距离6 =3.8 x 1 0 5.,月球半径上=1.7 x6碗。当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约20 0 而处做环月匀速圆周运动时，其环绕速度约为（）A.1 6m/s B.1.1 x 1 02m/s C.1.6 x 103m/s D.1.4 x 104m/s17.20 21年江苏省无锡市高考物理质检试卷（2 月份）（一模）北京时间20 20 年 11月 2 4 日4时 3 0 分，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，嫦娥五号顺利发射。如图所

12、示，经图示多次变轨修正之后，”着陆器、上升器组合体”降落月球表面。下列说法正确的是（）A.在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度B.在尸点由轨道1进入轨道2 需要加速C.分别由轨道1 与轨道2 经过P点时，加速度大小相等D.在轨道2 上经过尸点时的速度大于经过0 点时的速度18 J20 21四川省泸州市模拟题 20 0 6年 2 月 10 日，中国航天局确定中国月球探测工程形象标志，它以中国书法的笔触，抽象地勾勒出一轮明月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想.假想人类不断向月球“移民”，经过较长时间后，月球和地球仍可视为均匀球体，地球的总质量仍大于月球的总质量，月球仍按原轨道运行，以下

13、说法不正确的是（）A.月地之间的万有引力将变小B.月球绕地球运动的周期将变大C.月球绕地球运动的向心加速度将变小D.月球表面的重力加速度将变大1 9.2 0 2 1 吉林省吉林市模拟题 2 0 1 8年 4月 2日，中国首个空间实验室“天宫一号”坠入大气层焚毁。天宫一号是中国首个“目标飞行器”，其主要目的在于和神舟飞船（称“追踪飞行器”）配合完成交会对接飞行测试，为建设空间站积累经验。其在轨工作1 6 3 0 天，失联7 5 9 天，在地球引力下轨道高度不断衰减，最终于4月 2日早晨8 点 1 5 分坠入大气层焚毁。据报道，该次坠落没有造成任何危险。天宫一号空间实验室于2 0 1 1年 9月

14、2 9 日在酒泉发射升空，设计寿命两年，轨道平均高度约为3 5 0 痴。作为中国空间站的前身，在役期间，天宫一号先后与神舟八号、九号、十号飞船配合完成六次交会对接任务，共计接待6名航天员，完成多项科学实验。设“天宫一号”飞行器的轨道半径为r,地球表面重力加速度为g,地球半径为此地球自转周期为7,对 于“天宫一号”在服役运行过程中，下列说法正确的是（）A.根据题中数据，可求出地球的质量，地球质量可表达为“=当GT2B.“神州八号”飞船与“天宫一号”进行对接时，“神州八号”飞船需要从高轨道加速C.“天宫一号”飞行器运动的周期是%=2端D.“天宫一号”的航天员在一天内可以看到日出的次数是N =Z 叵

15、2 兀、r32 0.（2 0 2 1 年江苏省高考物理预测试卷（一）2 0 1 6 年 2月 1 1 日，美国科学家宣布探 07 h测到引力波，证实了爱因斯坦1 0 0 年前的预言，弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”，其实，孤立的恒星与一颗行星组成的系统就是一个双星系统.如图所示，恒 星 a、恒星 b 在万有引力作用下,绕连线上一点。以相同的周期做匀速圆周运动，现测得行星6 圆周运动的半径为0，运动周期为A a、6的 距 离 为 已 知 万 有 引 力 常 量 为 G,则（）A.恒 星 a 的 质 量 为 空GT2B.恒 星 a 与行星。的总质量为塔GT2C.恒 星 a 与行星6

16、的质量之比为学bD.恒 星 a 的运动可以等效于静止在。点，质量为富的天体做半径为（，-8）的圆周运动2 1 .2 0 2 1 年江苏省扬州市高考物理调研试卷（2月份）（一模）2 0 2 1 年 1 月 2 0E I 0 时 2 5 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天通一号0 3星发射升空。天通一号0 3 星将与在轨的0 1 星、0 2 星组网，构建我国首个自主可控的卫星移动通信系统。如图所示，天通一号3 颗卫星均在地球同步轨道上，已知每颗卫星的离地高度为地球质量为M,半径为此自转周期为7,表面重力加速度为&万有引力常量为G,忽略地球自转，则卫星运行的线速度为（）A-v=栏

17、B.v=旧|C.v=Jg（R+h）D.v=竿2 2 .2 0 2 1 江苏省模拟题 新华社消息：北京时间2 0 2 0 年 1 1 月 2 9 日2 0 时 2 3 分，嫦娥五号探测器在近月点再次“刹车”，从环月椭圆轨道变成近月圆形轨道。已知月球的质量约为地球的，月球的半径约为地球的白。设地球表面重力加速度为由、8 1 1 1 x地球第一宇宙速度为火；探测器在近月圆轨道上加速度为。2、速度为功。则（）A.%a2 V v2 B.a1 a2 vx v2C,a1 v2 D.&a2 vx v22 3,2 0 2 1 年海南省高考物理一模试卷“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于2 0 2 0 年登陆火星

18、。假如某志愿者登上火星后将一小球从高分处以初速度%水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L.己知火星半径为 此 万 有引力常量为G,不计空气阻力，不考虑火星自转，则下列说法正确的是（）A.火星表面的重力加速度。=粤B.火星的第一宇宙速度为=早7 5 而C.火星的质量加=驾/?3D.火星的平均密度 为 蛔2nGL2 4.2 02 1 年广东省东莞市高考物理模拟试卷 人造地球卫星的轨道可近似为圆轨道。下列说法正确的是（）A.周期是2 4 小时的卫星都是地球同步卫星B.地球同步卫星的角速度大小比地球自转的角速度小C.近地卫星的向心加速度大小比地球两极处的重力加速度大D.近地卫星运行的速率比地球表面赤

19、道上的物体随地球自转的速率大2 5 J 2 02 1 年四川省成都七中高考物理一诊试卷 长征三号乙遥二十八火箭在发射中星9 月 一Z卫星过程中，通过多次调整轨道，卫星成功变轨进入同步卫星轨道。假设该卫星某一（次变轨如图所示，卫星从椭圆轨道I 上的远地点0 改变速度进入地球同步轨道n,p 点、,y为椭圆轨道的近地点。下列说法正确的是（）A.卫星在轨道I 上和轨道H上与地球的连线，在相等的时间内扫过的面积相等B.卫星在椭圆轨道I 上 的 0 点的速度大于在同步轨道n上 的 0 点的速度C.卫星在椭圆轨道I 上运行时，卫 星 在 只 0 两位置机械能不相等D.卫星耗尽燃料后，在微小空气阻力的作用下，

20、轨道半径变小，机械能减小，动能变大2 6.2 02 1 年海南省高考物理模试卷 2 02 0年 1 1 月 2 4 日4点 3 0分，嫦娥五号探测器成功发射升空。若嫦娥五号在距月球表面高度分别为4、%的 轨 道 八 I I 上运行，均可视为匀速圆周运动，则在轨道/、n上运行时，嫦娥五号与月球中心连线扫过相同面积所用的时间之比为（月球看成半径为爪质量均匀分布的球体）（）确的是()A.嫦娥五号在轨道I和II运行时均超重B.嫦娥五号在轨道1和I 运行时机械能相等C.嫦娥五号在轨道I和II运行至。处时速率相等D.嫦娥五号在轨道I和II运行至尸处时加速度大小相等28/2021湖北省模拟题 我国首次火星探

21、测任务被命名为“天问一号”,图为探测任务的标识。已知火星的质量约为地球质量的3火星的半径约为地球半径的;。下列说法正确的是9Z()A.火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间中国行星探测M a rsB.火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度C.火星探测器环绕火星做圆周运动最大速度约为地球第一宇宙速度的0.5倍D.探测器环绕火星匀速圆周运动时，其内部的仪器处于受力平衡状态29J2021山西省模拟题 中国自主研发、独立运行的北斗卫星导航系统，目前在轨卫星共38颗，正在成为太空中的指南针，促进世界互联互通，如图所示是系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、汰c三颗卫星均做圆周运动，a

22、是地球同步卫星，贝U()A.卫星a的线速度等于。的线速度B.卫星a的加速度小于8的加速度C.卫星a的运行速度小于第一宇宙速度D.卫 星6的周期小于24A30.2021年上海市闵行区高考物理一模试卷2020年6月2 3日9时4 3分，我国北斗导航系统最后一颗卫星发射成功、北斗导航系统中的地球静止轨道卫星和中国轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和13.4倍，下列说法中正确的是()A.静止轨道卫星的线速度大小的为中圆轨道卫星的2倍B.静止轨道卫星的周期约为中圆轨道卫星的2倍c.静止轨道卫星的角速度大小的为中圆轨道卫星的3D.静止轨道卫星的向心加速度大小约为中圆轨道卫星的

23、,二、多 选 题（本大题共4小题）3 1 J 2 0 2 1 河南省模拟题 2 0 1 1 年 1 1 月 3日 1 时 4 3 分，中国自行研制的“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器在距离地球高为力的轨道上实现自动对接,为未来空间站建设迈出了关键一步.对接前，它们的运动轨迹如图所示，假设“天宫一号”绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为，周期为7,“神舟八号”运行的轨道为椭圆，且两轨道相切于远地点只已知万有引力常量为G.则下列说法正天宫一号确的是A.在远地点一处，“神舟八号”的加速度与“天宫一号”相等B.根据题中条件可以计算出地球的平均密度C.根据题中条件可以计算出“天宫一号”的质量D.要实现

24、“神舟八号”与“天宫”一号在远地点一处对接，“神舟八号”需在靠近尸处点火减速3 2 J 2 0 2 1 年云南省昆明一中高考物理第六次复习试卷 太空中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统（通常可忽略其他星体对它们的引力作用）。稳定的三星系统存在两种基本的构成形式,如图所示：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为斤的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设每颗星的质量均为M若两种系统中星体的运动半径相同，引力常量为G,则（）：乙 /A|Aj；、M 口 乂 :M /、/Mt.-A.直线三星系统中甲星和

25、丙星的线速度相同B.直线三星系统中甲的向心加速度大于正三角形三星系统中星体的向心加速度C.直线三星系统中甲运行的周期大于正三角形三星系统中星体的运行周期I）.直线三星系统中甲运动的线速度大于正三角形三星系统中各星体运行的线速度33.2 0 2 1 年湖南省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷 在“嫦娥五号”任务中，有一个重要环节，轨道器和返回器的组合体（简 称“甲”）与上升器（筒 称“乙”）要在环月轨道上实现对接，以使将月壤样品从上升器转移到返回器中，再由返回器带回地球。对接之前，甲、乙分别在各自的轨道上做匀速圆周运动，且甲的轨道半径比乙小，如图所示，为了实现对接，处在低轨的甲要抬高轨道。下列

26、说法正确的是（）甲A.在甲高轨道之前，甲的线速度小于乙、_/B.甲可以通过增大速度来高轨道C.在甲抬高轨道的过程中，月球对甲的万有引力逐渐增大D.返回地球后，月壤样品的重量比在月球表面时大34 J2 0 2 1 年安徽省蚌埠市高考物理二模试卷 2 0 2 0 年 1 2 月 1 7日，嫦娥五号返回器携带月球样品（月壤）安全着陆，标志着我国首次月球采样返回任务圆满成功。己知月球和地球的质量之比为a、半径之比为次自转周期之比为c,月球和地球均视为密度均匀的球体，则（）A.月球样品在月球和地球上的质量之比为aB.月球样品在月球和地球表面的重力之比为专C.月球和地球的同步卫星轨道半径之比为有I）.月球

27、和地球的第一宇宙速度之比为E三、计 算 题（本大题共1 小题）35J2 0 2 1 湖南省模拟题J航空航天技术是一个国家综合国力的反映，我国已于2 0 2 0 年 7 月 2 3 日成功发射“天问一号”火星探测器。假设航天员登上火星后进行科学探测与实验，航天员在火星表面以速度竖直上 抛-小球，经 Z 时间小球返回抛出点。已知火星的半径为此引力常量为G不计阻力。（1）求火星表面的重力加速度g；（2）求火星的第一宇宙速度大小；（3）求火星探测器绕火星表面附近环绕的周期7。专题6万有引力与航天（解析版）一、单 选 题（本大题共3 0 小题）1.2 0 2 1 年安徽省马鞍山市高考物理一模试卷我国第一

28、个自主火星探测器“天问一号”自2 0 2 0 年成功发射以来，飞行里程已经突破了 4 亿公里，即将接近火星。“天问一号”（P（TjQ飞向火星的模拟示意图如图，I 为地球公转轨道，椭圆轨道H为“天问一号”飞行轨道，i n 为火星公转轨道。P、0 是轨道n分别与I、w 两轨道的公切点。下列说法正确的是A.地球公转的线速度小于火星公转的线速度B.“天问一号”从。点运行到。点的过程中，线速度逐渐增大C.“天问一号”从尸点运行到0 点的时间大于1 8 0 天D.“天问一号”在轨道I I 上经过。点时的加速度小于火星在轨道I H 上经过。点的加速度【答案】C【解析】根据开普勒第三定律及在圆形轨道上运行时，

29、万有引力提供向心力得出线速度表达式。及万有引力的做功问题综合求解。本题是卫星的变轨问题的常规题目，基础题型。【解答】4 根据万有引力提供向心力得出，口=呼，得出 越小，公转的线速度越大，故地球公转的线速度大于火星公转的线速度，故/错 误；8.“天问一号”从 0点运行到0 点的过程中，万有引力做负功，重力势能增大，动能减小，线速度逐渐减小，故 6错误；C.根据开普勒第三定律可得，/=再因为r】A=3 6 0天,从点运行到0 点的时间为小 故*1 *2 Z从 P点运行到。点的时间大于1 8 0 天，故 C 正确；“天问一号”在轨道m上运动到。点时与飞船在轨道n上运动到。点时受到的万有引力大小相等，

30、根据牛顿第二定律可知加速度必定相等。故。错误；故选a2.2 0 2 1 年河北省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷假 定“嫦娥五号”轨道舱绕月飞行时，轨道是贴近月球表面的圆形轨道。已知地球密度为月球密度的衣倍，地球同步卫星的轨道半径为地球半径的倍,则轨道舱绕月飞行的周期与地球同步卫星周期的比值为（）【答案】A【解析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，有 Mm 4/R,结合 4进行求解.GR=Z亍-M=pV=p 个成【解答】嫦娥五号的周期7 c I,同理丁 同=2 请 I所响=母故选A o3.20 21年江苏省无锡市高考物理质检试卷（2 月份）（一模）在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表

31、面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示.下面说法正确的是A.观 测“金星凌日”时可将太阳看成质点B.地球在金星与太阳之间C.金星绕太阳公转一周时间小于36 5 天D.相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积【答案】C【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播，金星凌日天象是由光的直线传播形成的。当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，根据把物体看成质点的条件来判断即可。金星凌日”的天文奇观，很少见，它的产生和I I 食的道理相同。只要掌握了物体可以当作质点的条件，即可顺利解决此类问题。【解答】A.观 测“金星凌日”时，如

32、果将太阳看成质点，无法看到“金星凌日”现象，故 A错误；B.”金星凌I I”现象的成因是光的直线传播，当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时，金星挡住了沿直线传播的太阳光，人们看到太阳上的黑点实际上是金星，由此可知发生金星凌日现象时，金星位于地球和太阳之间，故 B错误；C.根据万有引力提供向心力有：G之 g =m/r,解得：T=叵 至，由于金星轨道半径小，周期小，故 Cr2 T2 y G M正确；D.根据开普勒第二定律可知，同一行星绕太阳运行时，相同时间内，与太阳连线扫过的面积相等，故金星和地球不是同一行星，故 D错误。故选Co4.2021云南省昆明市模拟题 2020年 12月 3 日2

33、3时 10分，嫦娥五号上升器携带月球样品从月面起飞，约6 分钟后进入环月圆轨道。已知地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球半径的3.7倍，忽略月球的自转。飞行器环绕月球做匀速圆周运动的最大飞行速度约为A.1.3 km/s B.1.7 km/s C.4.5 km/s D.7.9 km/s【答案】B【解析】本题考查了第一宇宙速度；根据地球质量和月球质量关系、地球半径和月球半径关系，结合第一宇宙速度的知识，找出月球第一宇宙速度和地球第一宇宙速度的关系，进而得出行器环绕月球做匀速圆周运动的最大飞行速度。【解答】M.m v 2飞行器环绕月球做匀速圆周做近月飞行时速度最大，根据万有引力提供向心力得：G

34、 d r =m*,即vm=K 月 K月裂G M =口 由 已3知.7GM飞W 1 行 器 环 绕 地 球 做 匀 速 圆 周 最 大 速 度 为 地 球 的 第 一 宇 宙 速 度，即 导GMlltl=7.9km/s,K月 地R地所以Vm 1.7 k m/s,故选 Bo5.2021河南省模拟题 假设地球是半径为尺质量分布均匀的球体。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，对壳外物体的引力等于将所有质量全部集中在球心的质点对球外物体的引力。现以地心为原点0建立一维直线坐标系，用 r 表示坐标系上某点到地心的距离，则该直线上各点的重力加速度g 随 r 变化的图象正确的是（）根据题意知，地球表面

35、的重力加速度等于半径为R 的球体在表面产生的加速度，在其内部距离地心距离为r处一点的加速度相当于半径为r 的球体在其表面产生的加速度，根据地球质量分布均匀得到加速度的表达式，再根据半径关系求解即可。本题考查了万有引力，抓住在地球表面重力和万有引力相等，在矿井底部，地球的重力和万有引力相等，要注意在地球内部所谓的地球的质量不是整个地球的质量而是半径为r 的球体的质量。【解答】令地球的密度为P,则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：g岑,由于地球的质量为：M=n R3-p,所以重力加速度的表达式可写成：g=喂，根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，在距离地球球心为r 处，受

36、到地球的万有引力即为半径等于r 的球体在其表面产生的万有引力，g=手 r,当r R 后，地球质量不变，则g=詈，即 g 与 r 平方成反比，故 A正确，BCD错误。故选Ao6.2021山东省模拟题 2020年 1 月 16日环球网报道，银河航天首发星在酒泉卫星发射中心搭载快舟一号甲运载火箭发射成功，成为中国首颗通信能力达10 Gbps的低轨宽带通信卫星。该卫星的轨道高度为2002000千米。则该卫星与地球同步卫星相比A.向心加速度大 B.周期大C.线速度小D.角速度小【答案】A【解析】根据万有引力定律G 臂=m a =m r 答=m?=m r a?进行分析，判断该卫星与地球同步卫星相比的变化。

37、本题的关键应抓住万有引力提供卫星圆周运动向心力，能根据表达式求出相应量与轨道半径r 的关系是解决本题的关键。【解答】A.由G 詈 =m a 解得a =G ,低轨道卫星离地面高度较低，轨道半径较小，与地球同步卫星相比，做圆周运动的向心加速度大，A项正确；B.由G =m r 答 解 得 T =2”层 可知与地球同步卫星相比，做圆周运动的周期小，B项错误；C.由G =m?解得v =胖，可知与地球同步卫星相比，做圆周运动的线速度大，C项错误；D.由G 詈 =m r a 2 解得川=旧，可知与地球同步卫星相比做圆周运动的角速度大，D项错误。故选A o7.2021 年河南省新乡市高考物理摸底试卷（2 月份

38、）2020年 1 2月 1 7日凌晨，“嫦娥五号”月球探测器载着月球土壤顺利返回地球。探测器在降落到月球上之前绕月球表面运行一周的时间为7，已知引力常量为 G,月球的半径为凡月球可看成质量分布均匀的球体，不考虑月球自转的影响。下列分析正确的是A.月球的密度为券B.探测器携带月球土壤离开月球和火箭一起加速上升时，探测器（含月球土壤）的质量增大C.若探测器在被月球捕获之前绕地球做半径为r 的匀速圆周运动，则该探测器运动一周的时间为粤AD.若将一石子从距月球表面的高度为7?处由静止释放，则从石子刚释放到下落至月球表面上用时为为 列 正【答案】D【解析】本题考查了万有引力与航天，目的是考查学生的分析综

39、合能力。根据万有引力提供向心力分析求解。【解答】A.由公式G 罂=m?R,M=R 3.p,解得月球的密度P=,故 A错误；B.探测器携带月球土壤离开月球和火箭一起加速上升时,探测器（含月球土壤）处于超重状态，但其质量不变,故 B错误；C.探测器分别绕地球和月球做匀速圆周运动，中心天体发生了变化，不能用开普勒第三定律求周期，故 C错误；D.由公式g=3，R,h=i gt2,解得t=千源,故 D正确。故选D o8 J 2021 年陕西省安康市高考物理第二次质检试卷 地球位于火星与太阳之间且三者在同一直线上时称为“火星冲日”。已知地球绕太阳做圆周运动的周期为T,火星绕太阳做圆周运动的轨道半径为地球绕

40、太阳做圆周运动的轨道半径的倍。则相邻两次“火星冲日”的时间差为A,-T B./了 C.耍T D.导1M-l nVn-1 vn-1 vn-1【答案】B【解析】本题考查开普勒行星定律、卫星运行规律等相关知识，目的是考查学生的分析综合能力。分析好物理情景，灵活应用公式是解决本题的关键。根据开普勒行星定律并结合火星冲I I 特点分析求解本题即可。【解答】设地球半径为R,火星绕太阳做圆周运动的周期为T,由公式装=黑，（:-芸）t =2 n ,解得t =增T,R3 n3R3 T T nyn-1选项B 正确，ACD错误。故选Bo9.2 0 2 1 陕西省宝鸡市模拟题 2 0 2 1 年 2月 1 0 日 1

41、 9 时 5 2 分，我国首次执行火星探测任务的“天问一号”探测器实施近火捕获制动成功，成为我国第一颗人造火星卫星，实 现“绕、着、巡”目标的第一步一一环绕火星成功。如图所示，一为“天问一号”探测器，尸到火星表面的高度为人环绕周期为7;；。为静止在火星赤道表面的物体，0 到火星中心的距离为，火星自转周期为7 2，已知万有引力常量为&则A.火星的质量用=富GT1B.火星的第一宇宙速度大小为=等C.尸 与0的 向 心 加 速 度 大 小 之 比 色=嘿2QQ TIRD.尸 与0的 线 速 度 大 小 之 比:=嘴”VQ T2R【答 案】C【解 析】本题考查万有引力定律的应用。注 意P到火星表面的高

42、度为h,万有引力完全提供向心力：Q为静止在火星赤道表面的物体，Q转动周期与火星自转周期相同，此时万有引力一部分提供向心力。【解 答】A.根 据P绕 火 星 做 匀 速 圆 周 运 动 黑 =m*(R +h)得M =空驾，故A错误；Q K+n J 1 1 G I xB.设T 为近地火星的周期，则火星的第一宇宙速度大小为丫=喂，但T w T z,故B错误；C.由向心加速度a =?r,对p：a p=f(R +h)；对Q：aQ=R,则P与Q的向心加速度大小之比藁=爷故C对：D.由线速度大小v =攀，对p：vP=抑 口 +h)；对Q：VQ=R,则P与Q的线速度大小之比1=宜 骷，故D错误;故 选C。1

43、0J 2021年江苏省南通、徐 州、宿 迁、淮 安、泰州、镇江六市联考高考物理一调试卷2020年1 0月，我国成功地将高分十三号光学遥感卫星送入地球同步轨道.已知地球半径为A,地 球 的 第 一 宇 宙 速 度 为 心 光学遥 感 卫 星 距 地 面 高 度 为h,则该卫星的运行速度为A.V B,匹 I；C.V D.叵 R+h R R【答 案】B【解 析】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：粤=吧，求解线速度的表达式，结合地球的第一宇rz r宙 速 度 为V求 解。本 题 主 要 考 查 卫星 的 运 动规律和第宇宙速度的理解，能 根 据 等=吧 求 解 线 速 度 是 关 键 点。

44、i*z r【解 答】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：誓=竽，解得：v =J 粤,光学遥感卫星距地面高度为h,所以卫星的运行速度V =倍，第一宇宙速度是近地卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度，所以V =由 =1 急 解 得：V1=J%,故 B 正确，A C D 错误。故选B。1 1.2021 湖南省模拟题 近地卫星绕地球的运动可视为匀速圆周运动，若其轨道半径近似等于地球半径必运行周期为7,地球质量为也引力常量为G,贝 1 1()A.近地卫星绕地球运动的向心加速度大小近似为空T2B.近地卫星绕地球运动的线速度大小近似为区C.地球表面的重力加速度大小近似为导D.地球的平均密度近似为券【答

45、案】D【解析】该题考查卫星运行规律、天体质量和密度相关知识。近地卫星绕地球运动的向心力由万有引力提供，再结合万有引力公式及对应的向心力公式求解。【解答】A.由向心加速度公式可知，近地卫星绕地球运动的向心加速度大小a n =R 32=R(、L)2=等，故A错误;B.近地卫星绕地球运动的向心力由万有引力提供，则 有 鬻=竽，解得v=柠,故 B 错误；C.地球表面的重力等于万有引力，故有m g =*,解得g =署，故 C错误；D.近地卫星绕地球运动的向心力由万有引力提供，则 有 粤 =m竺，解得M=P，地球的平均密度近R2 T2 G T2似为P =r=焉,故 D正确。故 选:D e12J2021年福

46、建省漳州市高考物理第一次质检试卷(一模)我们知道火星轨道在地球轨道的外侧，它们共同绕太阳运动，如图(a).2020年 7 月 2 3 日，中国首颗火星探测器“天问一号”带着中华民族的重托踏上了火星探测之旅，可认为火星和地球在同一平面内绕太阳做同向圆周运动，且火星轨道半径为地球的1.5倍，示意图如图(b),为节约能量，“天问一号”沿椭圆轨道飞向火星，且出发时地球位置和到达时火星位置分别是椭圆轨道的近日点和远日点，仅考虑太阳对“天问一号”的引力，则“天问一号”A.在飞向火星的过程中速度越来越大B.到达火星前的加速度小于火星的加速度C.到达火星前瞬间的速度小于火星的速度D.运动周期大于火星的运动周期

47、【答案】C【解析】根据开普勒第二定律分析在飞向火星的过程中速度的变化；根据万有引力提供向心力，和牛顿第二定律可得向心加速度大小表达式，比较到达火星前的加速度与火星的加速度的大小关系；通过假设到达火星前瞬间如果要变轨进入火星运动的圆形轨道，分析到达火星前瞬间的速度与火星速度的大小关系；根据开普勒第三定律分析运动周期与火星的运动周期的大小关系。【解答】A.根据开普勒第二定律可知，“天 问 号”沿椭圆轨道S向火星，由近日点向远日点运动的过程中速度越来越小，故 A错误；B、根据万有引力定律和牛顿第二定律可得向心加速度大小为：a=牛，所以到达火星前的加速度等于火rz星的加速度，故 B错误；C、到达火星前

48、瞬间如果要进入火星运动的圆形轨道，需要点火加速，故到达火星前瞬间的速度小于火星的速度，故 c正确；D、根据开普勒第三定律，天问一号沿椭圆轨道的半长轴小于火星运动的圆形轨道的半径，故运动周期小于火星的运动周期，故 D错误。故选C o1 3 J 2 0 2 1 年广东省韶关市高考物理一模试卷 位于贵州的“中国天眼”是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，通过用S 7 测得水星与太阳的视角为火水星、太阳分别与观察者的连线所夹的角），如图所示，若最大视角的正弦值为衣，地球和水星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，则地球和水星的公转周期的比值为（）A.VF【答案】BEAST【解析】解：木题

49、最大视角应理解为观察者与水星的连线与水星轨迹相切，设水星的公转半径为r,地球的公转半径为R，由三角关系可得s i n =5 =k由太阳对行星的万有引力提供向心力有：G=mrr2 T2行星绕太阳公转周期为：T =2n叵y/GM所以有:导后邛故 B正确，A C D 错误。故选：B o根据题意知道当行星处于最大视角处时，地球和行星的连线应与行星轨道相切，运用儿何关系求解问题。地球与某行星围绕太阳做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律及角速度公式列出等式，表示出周期，然后去进行求解。解决本题的关键要正确理解题意，明确最大视角的含义，结合数学几何关系求解水星的公转半径。向心力的公式选取要根据题目提供的已知物

50、理量或要求解的物理量选取应用。1 4.2 0 2 1 年 1月浙江省普通高校招生选考物理试卷 嫦娥五号探测器是我国首个实施月面采样返回的航天器,由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。为等待月面采集的样品，轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。已知引力常量G =6.6 7 X l O-l l/V 巾2 。2,地 球 质 量=6.0 X 1 0 2 4/c g,月球质量巾2 =7 3 x l 02 2k g,月地距离6 =3.8 x 1 0 5.,月球半径上=1.7 x6 碗。当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约2 0 0 而处做环月匀速圆周运动时，其环绕速度约为（）A.1 6m/s