2020年高考物理原创专题卷：《万有引力与航天》
原创物理专题卷专题万有引力与航天考点13 行星或卫星的圆周运动（1—7、9、11、12、14、15、16、18、20）考点14 卫星的发射椭圆轨道与变轨（8、10、13、17、19）第I卷（选择题 68分）一、选择题（本题共17个小题，每题4分，共68分。
每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1.【江西省赣州市十三县（市）十四校2017届高三上学期期中联考】考点13 易由于受太阳系中辐射出的高能射线和卫星轨道所处的空间存在极其稀薄的大气影响，对我国神州飞船与天宫目标飞行器在离地面343km的近圆形轨道上的载人空间交会对接．下面说法正确的是（）A．如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会减小B．如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低C．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D．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2.【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷正式版）】考点13 中利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是A.地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转）B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离3.【2017·广东省揭阳市高三上学期期末调研考试】考点13 易如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则（）A．卫星a的角速度小于c的角速度B．卫星a的加速度大于b的加速度C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D．卫星b的周期大于24 h4.【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷正式版）】考点13 中“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空，与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距离地面约380 km的圆轨道上飞行，则其（A）角速度小于地球自转角速度（B）线速度小于第一宇宙速度（C）周期小于地球自转周期（D）向心加速度小于地面的重力加速度5.【2017·天津市和平区高三上学期期末质量调查】考点13 中中国航天局在2015年年底发射了高分四号卫星，这是中国首颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星.如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体,B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是高分四号卫星．则下列关系正确的是（）A．物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度B．卫星B的线速度小于卫星C的线速度C．物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度D．物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期6.【2017·山东省枣庄市高三上学期期末质量检测】考点13 难1871年，人们发现了太阳系中的第七颗行星-天王星，但是，它的运动轨迹有些“古怪”：根据万有引力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有一些偏差；英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家雷维耶相信在天王星轨道外面还存在一颗未发现的行星.他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道，后来这颗行星被命名为“海王星”.设天王星和海王星各自绕太阳做匀速圆周运动，两行星的轨道平面共面，它们绕行的方向相同；设从两行星离得最近时开始计时，到下一次两行星离得最近所经历的最短时间为t ；设天王星的轨道半径为R ，周期为T ；假设忽略各行星之间的万有引力，那么海王星的轨道半径为（ ）A ．23t R t T -B ．23()t T R t -C ．23()t R t T -D ．t R t T- 7．【2017·河南天一大联考高三阶段性测试】考点13 难某行星周围存在着环状物质，为了测定环状物质是行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某天文学家对其做了精确的观测，发现环状物质绕行星中心的运行速度与到行星中心的距离r 的关系如图所示。
已知行星除环状物外的半径为R ，环状物质的宽度为d,引力常量为G 。
则以下说法正确的是A. 环状物质是该行星的组成部分B. 行星表面的重力加速度C. 该行星除去环状物质部分后的质量D. 该行星的自转周期8．【2017·广东省佛山市第一中学高三上学期第二次段考】考点14难如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬60°的正上方，按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方时所用时间为1 h ，则下列说法正确的是（ ）A ．该卫星与同步卫星的运行半径之比为1 ：4B ．该卫星与同步卫星的运行速度之比为1 ：2C ．该卫星的运行速度一定大于7．9 km ／sD ．该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能9．【2017·开封市高三第一次模拟】考点13中我国计划在2017年发射“嫦娥四号”，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料.已知月球的半径为R ，月球表面的重力加速度为g ，引力常量为G ，嫦娥四号离月球中心的距离为r ，绕月周期为T .根据以上信息可求出（ ）A ．“嫦娥四号”绕月运行的速度为rg R 2 B ．“嫦娥四号”绕月运行的速度为Rg r 2 C ．月球的平均密度323π3RGT r D ．月球的平均密度为2π3GT 10．【2017·山东省枣庄市高三上学期期末质量检测】考点14难2016年10月17日，我国“神舟十一号”载人飞船在酒泉发射中心顺利升空；10月19日凌晨，绕地运行30多圈后与“天宫二号”实验室成功实现自动对接；11月18日14时07分，两名航天员在完成各项试验任务后乘坐返回舱安全顺利返回,本次太空征程首次将人类以外的生物带上太空，并创造了中国航天员在太空驻留时间新纪录.对此，以下说法正确的60°北极南极 地球是（）A．两名航天员进入空间试验室后，将不再受到地球的万有引力B．“神舟十一号”载人飞船必须在“天空二号”的轨道上，再加速才能实现对接C．对接后，“神舟十一号”飞船的向心加速度大于月球的向心加速度D．“天宫二号”空间实验室在轨运行的线速度大于地球同步卫星运动的线速度11．【2017·辽宁省本溪市高三联合模拟考试】考点13难如图所示，A为置于地球赤道上的物体，B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点，已知A、B、C绕地心运动的周期相同，相对地心，下列说法中错误的是（）A．卫星C的运行速度大于物体A的速度B．物体A和卫星C具有相同大小的加速度C．卫星B运动轨迹的半长轴与卫星C运动轨迹的半径相同D．卫星B在P点的加速度大小与卫星C在该点的加速度大小相等12．【2017·四川省成都市高三第一次诊断性检测】考点13难近年来，我国航天与深潜事业的发展交相辉映，“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”已不再是梦想.若如图所示处于393 km高空圆轨道上的“神舟十一”号的向心加速度为a1、转动角速度为ωl；处于7062 m深海处随地球自转的“蛟龙”号的向心加速度为a2、转动角速度为ω2；地球表面的重力加速度为g.则下列结论正确的是（）A ．ω1=ω2B ．ωl >ω2C ．a l <g<a 2D ．g>a 1>a 213．【2017·安徽省合肥市第一中学高三第三阶段考试】考点14难空间站是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员巡防，长期工作和生活的载人航天器.如图所示，某空间站在轨道半径为R 的近地圆轨道I 上围绕地球运动，一宇宙飞船与空间站对接检修后再与空间站分离,分离时宇宙飞船依靠自身动力装置在很短的距离内加速，进入椭圆轨道II 运行.已知椭圆轨道的远地点到地球球心的距离为3.5R ，地球质量为M ，万有引力常量为G ，则分离后飞船在椭圆轨道上至少运动多长时间才有机会和空间站进行第二次对接？（ ）A ．38R GMB ．316R GMC ．327R GMD ．354R GM14．【2017·河南省中原名校豫南九校高三上学期第四次质量考评】考点13难我国发射的“嫦娥三号”卫星在距月球表面高度为h 的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T ；卫星还在月球上软着陆，若以R 表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响，则（ ）A ． “嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度大小为224T R π B ．月球的第一宇宙速度大小为TRh R R 3)(2+π C ．物体在月球表面自由下落的加速度大小为2232)(4RT h R +π D ．由于月球表面是真空，“嫦娥三号”降落月球时，无法使用降落伞减速15.【江苏省东台市2017届高三5月模拟物理试题】考点13难2017年2月23日，科学家们发现一颗比太阳要暗且冷的星体TRAPPIST-1，它提供非常多发现外星生命的机会，在其周围至少有7颗类似地球大小的行星，最靠近的两颗行星b、c围绕TRAPPIST-1做匀速圆周运动的周期是1.5天和2.4天，两颗行星的半径与地球半径相同．万有引力恒量已知．根据以上条件可以求出行星b、cA. 运动的轨道半径之比B. 表面的重力加速度之比C. 至少经过多少天再次相遇D. 质量之比16.【吉林省普通高中2017届高三下学期第四次调研考试试卷理综物理】考点13难如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则A. 卫星a的加速度大于的加速度B. 卫星a的角速度小于的角速度C. 卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D. 卫星b的周期大于24 h17.【湖南省衡阳市第八中学2017届高三实验班上学期第四次月考】考点14难发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则（）A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度等于在轨道1上的角速度C．卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度第II卷（非选择题 42分）二、计算题（共3小题，共42分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）18．（10分）【安徽省马鞍山二中、安徽师大附中2017届高三12月阶段性测试】考点13中2016年10月17日，我国已成功发射了神舟十一号飞船，并按计划与在轨的目标飞行器天宫二号空间实验室交会对接，形成组合体.设组合体在轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知组合体所在轨道处的重力加速度大小为g，地球质量和半径分别为M和R.(万有引力常量G 已知）求：（1）组合体轨道离地面的高度h；（2）组合体在轨道上绕地球运行的速度大小v.19.（18分）【河南省八市重点高中2017届高三上学期第二次质量检测】考点14难2009年9月17日科学家在太阳系外发现了首个密度接近地球的COROT-7b行星，其质量约为地球的5倍.假定地球的第一宇宙速度V0，可认为该行星密度和地球密度相等，质量是地球质量的5倍。
2020年高考物理备考：专题练习卷---万有引力与航天(解析版)
2020年高考物理备考：专题练习卷---万有引力与航天一 单项选择题(共10题，50分)1.2019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（ ）【答案】D【解析】根据万有引力定律可得：2()GMmF R h =+，h 越大，F 越大，故选项D 符合题意。
2.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别为 a 金、a 地、a 火，它们沿轨道运行的速率分别为v 金、v 地、v 火。
已知它们的轨道半径R 金<R 地 <R 火，由此可以判定（ ） A ．a 金>a 地>a 火B ．a 火>a 地>a 金C ．v 地>v 火>v 金D ．v 火>v 地>v 金【答案】A【解析】AB ．由万有引力提供向心力2MmGma R =可知轨道半径越小，向心加速度越大，故知A 项正确，B 错误；CD ．由22Mm v G m R R=得v =可知轨道半径越小，运行速率越大，故C 、D 都错误。
3.2018年11月1日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射第41颗北斗 导航卫星。
这颗卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。
取地球半径为R =6.4×106 m ，地 球表面重力加速度g =9.8 m/s 2。
下列说法正确的是（ ）A ．该卫星到地面的高度约为B ．该卫星的线速度约为C ．该卫星发出的电磁波信号传播到地面经过时间约为1 sD ．该卫星做圆周运动的加速度小于月球绕地球做圆周运动的加速度 【答案】B【解析】地球同步卫星绕地球圆周运动的向心力由万有引力提供有，在地球表面重力与万有引力相等有，以由上两式代入T =24 h ，R =6.4×106m ，g =9.8 m/s 2，可解得r =4.2×107 m ：该卫星的轨道半径为4.2×107 m ，则卫星距地面的高度h =3.6×107 m ，故A 错误；该卫星的线速度，代入数据可解得v =3.1 km/s ，故B 正确；由A 分析知，该卫星距地面高度为3.6×107 m ，电磁波传播速度为3×108 m/s ，故信号传播时间大约为0.1 s ，故C 错误；根据可得a =可得同步卫星的轨道半径小于月球的轨道半径，故其加速度大于月球绕地球圆周运动的加速度，故D 错误。
高考物理解读真题系列专题万有引力与航天
专题05 万有引力与航天一、选择题1．【物理学史】【2020·全国新课标Ⅲ卷】关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是( ) A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B．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C．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D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律【答案】B2．【万有引力定律的应用，人造卫星】【2020·北京卷】如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。
下列说法正确的是( )A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量【答案】B3．【万有引力定律的应用，同步卫星】【2020·四川卷】国务院批复，自2020年起将4月24日设立为“中国航天日”。
1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2 060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上。
设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为( )A．a2＞a1＞a3 B．a3＞a2＞a1 C．a3＞a1＞a2 D．a1＞a2＞a3【答案】D4．【变轨问题】【2020·天津卷】我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。
假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是( )A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接【答案】C5．【万有引力定律的应用，开普勒第三定律，同步卫星】【2020·全国新课标Ⅰ卷】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．1h B．4h C．8h D．16h【答案】B6．【万有引力定律的应用】【2020·海南卷】通过观测冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。
【复习指导】2020年高考物理重点试题分项版汇编系列专题06万有引力与航天含解析
专题06万有引力与航天一、单选题1．科学家经过深入观测研究，发现月球正逐渐离我们远去，并且将越来越暗。
有地理学家观察了现存击中鹦鹉螺化石，发现其贝壳上的波状螺纹具有树木年轮一样的功能，螺纹分许多隔，每隔上波状生长线在30条左右，与现代农历一个月的天数完全相同。
观察发现，鹦鹉螺的波状生长线每天长一条，每月长一隔。
研究显示，鹦鹉螺的贝壳上的生长线，现代是30条，中生代白垩纪是22条，侏罗纪是18条，奥陶纪是9条。
已知地球表面的重力加速度为g ，地球半径为6400km ，现在月球到地球的距离约为38万公里。
始终将月球绕地球的运动视为圆周轨道，由以上条件可以估算奥陶纪月球到地球的距离约为（） A. 81.710m ⨯ B. 88.410m ⨯ C. 71.710m ⨯ D. 78.410m ⨯ 【答案】A2．2017年6月15日，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射硬X 射线调制望远镜卫星“慧眼”。
“慧眼”的成功发射将显著提升我国大型科学卫星研制水平，填补我国国X 射线探测卫星的空白，实现我国在空间高能天体物理领域由地面观测向天地联合观测的超越。
“慧眼”研究的对象主要是黑洞、中子星和射线暴等致密天体和爆发现象。
在利用“慧眼”观测美丽的银河系时，若发现某双黑洞间的距离为L ，只在彼此之间的万有引力作用下做匀速圆周运动，其运动周期为T ，引力常量为G ，则双黑洞总质量为（）A. 2324L GT πB. 23243L GT πC. 3224GL T πD. 2324T GLπ 【答案】A【解析】对双黑洞中的任一黑洞：2121122m m G m r L T π⎛⎫= ⎪⎝⎭得22122m G r L T π⎛⎫= ⎪⎝⎭ 对另一黑洞：2122222m m G m r L T π⎛⎫= ⎪⎝⎭得21222m G r L T π⎛⎫= ⎪⎝⎭ 又12r r L +=联立可得：2221122222m m G G r r L L T T ππ⎛⎫⎛⎫+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭则()()2211222m mG r rL Tπ+⎛⎫=+⎪⎝⎭即222MG LL Tπ⎛⎫= ⎪⎝⎭双黑洞总质量2324LMGTπ=。
2020年高考物理真题分类汇编 万有引力与航天
2020年高考物理真题分类汇编（详解+精校） 万有引力和航天1．（2020年高考·北京理综卷）由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（ ）A ．质量可以不同B ．轨道半径可以不同C ．轨道平面可以不同D ．速率可以不同1.A 解析：地球同步轨道卫星轨道必须在赤道平面内，离地球高度相同的同一轨道上，角速度、线速度、周期一定，与卫星的质量无关。
A 正确，B 、C 、D 错误。
2．（2020年高考·福建理综卷）“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。
若测得“嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行的周期T ，已知引力常量为G ，半径为R 的球体体积公式334R V π=，则可估算月球的A ．密度B ．质量C ．半径D ．自转周期2．A 解析：“嫦娥二号”在近月表面做周期已知的匀速圆周运动，有2224Mm G m R R Tπ=⋅。
由于月球半径R 未知，所以无法估算质量M ，但结合球体体积公式可估算密度（与3MR 成正比），A 正确。
不能将“嫦娥二号”的周期与月球的自转周期混淆，无法求出月球的自转周期。
3．（2020年高考·江苏理综卷）一行星绕恒星作圆周运动。
由天文观测可得，其运动周期为T ，速度为v ，引力常量为G ，则A ．恒星的质量为32v T G πB ．行星的质量为2324v GT πC ．行星运动的轨道半径为2vT πD ．行星运动的加速度为2vTπ 3.ACD 解析：根据222()Mm F G m r T π==、 2rv Tπ=得：32v T M G π=、2vT r π=,A 、C 正确，B 错误；根据2v a r =、2v r r T πω==得：2va Tπ=，D 正确。
4．（2020年高考·广东理综卷）已知地球质量为M ，半径为R ，自转周期为T ，地球同步卫星质量为m ，引力常量为G 。
高中名师物理专题卷：专题五《万有引力与航天》 Word版含答案
2020衡水名师原创物理专题卷专题五万有引力与航天考点13 行星或卫星的圆周运动考点14 卫星的发射椭圆轨道与变轨一、选择题（本题共17个小题，每题4分，共68分。
每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1、我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前,“天宫一号”的运行轨道高度为350km,“神舟八号”的运行轨道高度为343km,它们的运行轨道均视为圆周,则( ) A.“天宫一号”比“神舟八号”速度大 B.“天宫一号”比“神舟八号”周期长C.“天宫一号”比“神舟八号”角速度大D.“天宫一号”比“神舟八号”加速度大2、甲、乙为两颗地球卫星，其中甲的轨道为圆，乙的轨道为椭圆，圆轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等，如图所示，P点为两轨道的一个交点。
以下判断正确的是( )A. 卫星乙在远地点的线速度小于卫星甲的线速度B. 卫星乙在近地点的线速度小于卫星甲的线速度C. 卫星乙的周期大于卫星甲的周期D. 卫星乙在P点的加速度大于卫星甲在P点的加速度3、2018年12月我国成功发射嫦娥四号探测器.2019年1月嫦娥四号成功落月，我国探月工程四期和深空探测工程全面拉开序幕。
假设探测器仅在月球引力作用下，在月球表面附近做匀速圆周运动.可以近似认为探测器的轨道半径等于月球半径。
已知该探测器的周期为T.万有引力常量为G。
根据这些信息可以计算出下面哪个物理量( )A. 月球的质量B. 月球的平均密度C. 该探测器的加速度D. 该探测器的运行速率4、有a 、b 、c 、d 四颗地球卫星,a 还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b 处于地面附近近地轨道上正常运动,c 是地球同步卫星,d 是高空探测卫星,各卫星排列位置如图,则有( )A.a 的向心加速度等于重力加速度gB.线速度关系a b c d v v v v >>>C.d 的运动周期有可能是20小时D.c 在4个小时内转过的圆心角是3π 5、荷兰“MarsOne”研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划。
2020年高考物理真题分专题训练 专题06 万有引力定律与航天(教师版含解析)
专题06 万有引力定律与航天【2020年高考题组】1. (2020·新课标Ⅰ卷)火星的质量约为地球质量的110，半径约为地球半径的12，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( ) A. 0.2 B. 0.4C. 2.0D. 2.5【答案】B【解析】设物体质量为m ，则在火星表面有1121M mF GR ，在地球表面有2222M mF GR ，由题意知有12110M M ，1212R R =，故联立以上公式可得21122221140.4101F M R F M R ==⨯=，故选B 。
2. (2020·新课标Ⅱ卷)若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G ，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是( ) A.3πG ρB.4πG ρC.13πG ρD.14πG ρ【答案】A【解析】卫星在星体表面附近绕其做圆周运动，则2224GMmm RR T， 343V R π= ，MV ρ=，知卫星该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期T =3. (2020·新课标Ⅲ卷)“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( )A.B.C.D.【答案】D【解析】假设在地球表面和月球表面上分别放置质量为m 和0m 的两个物体，则在地球和月球表面处，分别有2Mm G mg R =，002M m QG m g R P '=⎛⎫⎪⎝⎭，解得2P g g Q '=，设嫦娥四号卫星的质量为1m ，根据万有引力提供向心力得1212Mm v QG m R R KK P P =⎛⎫⎪⎝⎭，解得v =D 。
4. (2020·江苏卷)甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍。
第05专题 万有引力和航天(解析版)
海南高考物理试题分类汇编解析 第05专题 万有引力和航天（解析版）一、十年真题解析1. （2020年第7题）2020年5月5日，长征五号B 运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船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. 试验船的运行速度为2RTπB. C. 地球的质量为()322R h GT π+D. 地球表面的重力加速度为()2224R h RT π+ 【答案】B【解析】A ．试验船的运行速度为Th R T r v )(22+==ππ，故A 错误； B ．近地轨道卫星的速度等于第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力有R v m RMm G 22= 根据试验船受到的万有引力提供向心力有)4)(222h R Tm h R Mm G +=+（船船π 联立两式解得第一宇宙速度Rh R T v 3)(2+=π，故B 正确；C ．根据试验船受到的万有引力提供向心力有)4)(222h R Tm h R Mm G+=+（船船π 解得322)4h R GT M +=（π，故C 错误； D ．地球重力加速度等于近地轨道卫星向心加速度，根据万有引力提供向心力有mg R v m RMm G ==22根据试验船受到的万有引力提供向心力有)4)(222h R Tm h R Mm G+=+（船船π联立两式解得重力加速度2232)4TR h R g +=（π，故D 错误。
故选B 。
2.（2019年第4题）2019年5月，我国第45颗北斗卫星发射成功。
已知该卫星轨道距地面的高度约为36000km ，是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右，则（） A. 该卫星的速率比“天宫二号”的大 B. 该卫星的周期比“天宫二号”的大 C. 该卫星的角速度比“天宫二号”的大 D. 该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大 【答案】B3.（2018年海南物理卷第2题）土星与太阳的距离是火星与太阳距离的6倍多。
2020年高考物理一轮总复习《万有引力与航天》测试卷及答案详解
2020年高考物理一轮总复习《万有引力与航天》一．选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）1．关于万有引力和万有引力定律理解正确的有（）A．不可能看作质点的两物体之间不存在相互作用的引力B．可看作质点的两物体间的引力可用F＝计算C．由F＝知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大，紧靠在一起时，万有引力非常大D．引力常量的大小首先是由卡文迪许测出来的，且等于6.67×10﹣11N•m2/kg22．关于人造卫星所受的向心力F、线速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系，下列说法中正确的是（）A．由F＝G可知，向心力与r2成反比B．由F＝m可知，v2与r成正比C．由F＝mω2r可知，ω2与r成反比D．由F＝m可知，T2与r成反比3．人造地球卫星中的物体处于失重状态是指物体（）A．不受地球引力作用B．受到的合力为零C．对支持物没有压力D．不受地球引力，也不受卫星对它的引力4．可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道（）A．与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同心圆B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是运动的5．关于地球同步通讯卫星，下列说法正确的是（）A．它一定在赤道上空运行B．各国发射的这种卫星轨道半径都一样C．它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D．它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间6．最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运动一周所用的时间为1200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍．假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周．仅利用以上两个数据可以求出的量有（）A．恒星质量与太阳质量之比B．恒星密度与太阳密度之比C．行星质量与地球质量之比D．行星运行速度与地球公转速度之比7．若把地球视为密度均衡的球体，设想从地面挖一个小口径深井直通地心，将一个小球从井口自由下落，不计其他阻力，有关小球的运动的说法中，正确的是（）A．小球做匀速下落B．小球做加速运动，但加速度减小C．小球先加速下落，后减速下落D．小球的加速度增大，速度也增大8．某人造卫星因受高空稀薄空气的阻力作用绕地球运动的轨道会慢慢减小，每次测量中，卫星的运动均可近似看作圆周运动，则它受到的万有引力、线速度及运动周期的变化情况是（）A．变大、变小、变大B．变小、变大、变小C．变小、变小、变大D．变大、变大、变小9．一名宇航员来到某星球上，如果该星球的质量为地球的一半，它的直径也为地球的一半，那么这名宇航员在该星球上的重力是他在地球上重力的（）A．4倍B．0.5倍C．0.25倍D．2倍10．一旦万有引力常量G值为已知，决定地球质量的数量级就成为可能，若万有引力常量G＝6.67×10﹣11N•m2/kg2，重力加速度g＝9.8m/s2，地球的半径R＝6.4×106m，则可知地球质量的数量级是（）。
高考物理二轮复习：04 曲线运动 万有引力与航天（含答案及解析）
2020年高考物理二轮复习：04 曲线运动万有引力与航天一、单选题1.我国第一颗人造地球卫星因可以模拟演奏《东方红》乐曲并让地球上从电波中接收到这段音乐而命名为“东方红一号”。
该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。
如图所示，设卫星在近地点、远地点的角速度分别为，，在近地点、远地点的速度分别为，，则（）A. B. C. D.2.我国已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”，为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础.如图虚线为地球大气层边界，返回器与服务舱分离后，从a点无动力滑入大气层，然后经b点从c点“跳”出，再经d点从e点“跃入”实现多次减速，可避免损坏返回器。
d点为轨迹最高点，离地面高h，已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。
则返回器（）A. 在d点处于超重状态B. 从a点到e点速度越来越小C. 在d点时的加速度大小为D. 在d点时的线速度小于地球第一宇宙速度3.2018年1月12日，我国成功发射北斗三号组网卫星．如图为发射卫星的示意图，先将卫星发射到半径为r的圆轨道上做圆周运动，到A点时使卫星加速进入椭圆轨道，到椭圆轨道的远地点B点时，再次改变卫星的速度，使卫星进入半径为2r的圆轨道．已知卫星在椭圆轨道时距地球的距离与速度的乘积为定值，卫星在椭圆轨道上A点时的速度为v，卫星的质量为m，地球的质量为M，引力常量为G，则发动机在A 点对卫星做的功与在B点对卫星做的功之差为(忽略卫星的质量变化)（）A. B. C. D.4.如图所示是嫦娥五号的飞行轨道示意图，其中弧形轨道为地月转移轨道，轨道I是嫦娥五号绕月运行的圆形轨道。
已知轨道I到月球表面的高度为H，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，若忽略月球自转及地球引力影响，则下列说法中正确的是（）A. 嫦娥五号在轨道III和轨道I上经过Q点时的速率相等B. 嫦娥五号在P点被月球捕获后沿轨道III无动力飞行运动到Q点的过程中，月球与嫦娥五号所组成的系统机械能不断增大C. 嫦娥五号在轨道I上绕月运行的速度大小为D. 嫦娥五号在从月球表面返回时的发射速度要小于5.如图所示，“嫦娥四号”飞船绕月球在圆轨道Ⅰ上运动，在A位置变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在近月点B位置再次变轨进入近月圆轨道Ⅲ，下列判断正确的是（）A. 飞船在A位置变轨时，动能增大B. 飞船在轨道Ⅰ上的速度大于在轨道Ⅲ上的速度C. 飞船在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度D. 飞船在轨道Ⅰ上的周期大于在轨道Ⅱ的周期6.如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为和，线速度大小分别为和，则（）A. B. C. D.7.在距河面高度h＝20 m的岸上有人用长绳拴住一条小船，开始时绳与水面的夹角为30°，人以恒定的速率v＝3 m/s拉绳，使小船靠岸，那么( )A. 5 s时绳与水面的夹角为60°B. 5 s后小船前进了15 mC. 5 s时小船的速率为4 m/sD. 5 s时小船到岸边的距离为15 m8.火车轨道在转弯处外轨高于内轨，设斜面倾角为θ，火车质量为m，轨道半径为R，若重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A. 火车可能受到重力、支持力和向心力B. 物体受到的向心力方向沿轨道斜面向下C. 若火车的速度为，则轨道对火车没有侧向压力D. 增加斜面倾角θ，车轮对内轨的压力一定增大9.如图所示A、B、C分别是地球表面上北纬、南纬和赤道上的点若已知地球半径为R，自转的角速度为，A、B、C三点的向心加速度大小之比为( )A. 1：1：1B. 1：1：2C. ：1：2D. 1：：210.如图所示是一个玩具陀螺，、和是陀螺上的三个点，当陀螺绕垂直于水平地面的轴线以角速度稳定旋转时，下列表述正确的是（）A. 、和三点的线速度大小相等B. 、和三点的角速度相等C. 、两点的角速度比的大D. 的线速度比、的大11.如图，两根细杆M、N竖直固定在水平地面上，M杆顶端A和N杆中点B之间有一拉直的轻绳。
【高考复习】2020版高考物理 单元测试 曲线运动万有引力与航天(含答案解析)
2020版高考物理 单元测试 曲线运动万有引力与航天1.质量为m 的木块从半径为R 的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变，那么( )A ．因为速率不变，所以木块的加速度为零B ．木块下滑过程中所受的合外力越来越大C ．木块下滑过程中所受的摩擦力大小不变D ．木块下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向球心2.物体做匀速圆周运动时，下列说法中不正确的是( )A ．角速度、周期、动能一定不变B ．向心力一定是物体受到的合外力C ．向心加速度的大小一定不变D ．向心力的方向一定不变3.汽车在水平地面上转弯，地面对车的摩擦力已达到最大值．当汽车的速率加大到原来的二倍时，若使车在地面转弯时仍不打滑，汽车的转弯半径应( )A ．增大到原来的二倍B ．减小到原来的一半C ．增大到原来的四倍D ．减小到原来的四分之一4.利用双线可以稳固小球在竖直平面内做圆周运动而不易偏离竖直面。
如图所示,用两根长为l 的细线系一质量为m 的小球,两线上端系于水平横杆上,A 、B 两点相距也为l 。
若小球恰能在竖直面内做完整的圆周运动,则小球运动到最低点时,每根线承受的张力为( )A.2mgB.3mgC.2.5mgD.mg 37325.如图所示，某同学斜向上抛出一小石块，忽略空气阻力．下列关于小石块在空中运动的过程中，加速度a 随时间t 变化的图象中，正确的是( )6.静止的城市绿化洒水车，由横截面积为S 的水龙头喷嘴水平喷出水流，水流从射出喷嘴到落地经历的时间为t ，水流落地点与喷嘴连线与水平地面间的夹角为θ，忽略空气阻力(重力加速度g 取10 m/s 2)，以下说法正确的是( )A ．水流射出喷嘴的速度大小为gttan θB ．空中水柱的水量为Sgt22tan θC ．水流落地时位移大小为gt22cos θD ．水流落地时的速度大小为2gtcos θ7.如图所示，河宽为200 m ，一条小船要将货物从A 点运送到河对岸的B 点，已知AB 连线与河岸的夹角 θ=30°，河水的流速v 水=5 m/s ，小船在静水中的速度至少是( )A. m/s B ．2.5 m/s C ．5 m/s D ．5 m/s53238.在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些．汽车的运动可看作是做半径为R 的圆周运动．设内外路面高度差为h ，路基的水平宽度为d ，路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于( )A. B. C. D. gRh L gRh d gRL h gRd h9.(多选)如图所示,吊车以v 1的速度沿水平直线向右匀速行驶,同时以v 2的速度匀速收拢绳索提升物体,则下列表述正确的是( )A.物体的实际运动速度为v 1+v 2B.物体的实际运动速度为v 12+v 22C.物体相对地面做曲线运动D.绳索保持竖直状态10.(多选)如图所示,两个半径均为R 的四分之一光滑圆弧对接于O 点,有物体从上面圆弧的某点C 以上任意位置由静止下滑(C 点未标出),都能从O 点平抛出去,则( )A.∠CO1O=60°B.∠CO1O=45°C.落地点距O2最远为2RD.落地点距O2最近为R11. (多选)如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的杆CD上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力)，物块B到轴的距离为物块A到轴距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐慢慢增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是( )A．A受到的静摩擦力一直增大B．B受到的静摩擦力先增大后保持不变C．A受到的静摩擦力先增大后减小再增大D．B受到的合外力先增大后保持不变12. (多选)如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同．空气阻力不计，则( )A．B的加速度比A的大B．B的飞行时间比A的长C．B在最高点的速度比A在最高点的大D．B在落地时的速度比A在落地时的大13.如图所示，半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同的速度进入管内．A通过最高点C时，对管壁上部压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部压力为0.75mg，求A、B两球落地点间的距离．14.如图所示，一个质量为M的匀质实心球，半径为R，如果从球中挖去一个直径为R的小球，放在相距为d=2.5R的地方，分别求下列两种情况下挖去部分与剩余部分的万有引力大小(答案必须用分式表示，已知G、M、R)．(2)从球心右侧挖去．答案解析1.答案为：D ；解析：由于木块沿圆弧下滑速率不变，木块做匀速圆周运动，存在向心加速度，所以选项A 错误；由牛顿第二定律得F 合=ma n =m ，而v 的大小不变，故合外力的大小不变，选项B 错误；v2R由于木块在滑动过程中与接触面的正压力是变化的，故滑动摩擦力在变化，选项C 错误；木块在下滑过程中，速度的大小不变，所以向心加速度的大小不变，方向始终指向球心，选项D 正确．2.答案为：D ；解析：物体做匀速圆周运动的过程中，线速度的大小不变，但方向改变，所以线速度改变．周期不变，角速度不变，动能也不变．所受合外力提供向心力，大小不变，方向改变，是个变力，向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，是个变量，故D 错误，A 、B 、C 正确，选项D 符合题意．3.答案为：C ；解析：汽车转弯时地面的摩擦力提供向心力，则F f =m ，静摩擦力不变，速度加倍，v2r则汽车转弯半径应变化为原来的四倍，C 正确． 4.答案为：A ；解析：由几何知识可得,小球做圆周运动的半径r=l,小球恰好过最高点时,根据牛顿第二定律有32mg=m ①v 1232l小球运动到最低点时,根据动能定理得mg·l=②312mv 22-12mv 12由牛顿第二定律得2F T cos30°-mg=③mv 2232l 联立①②③得F T =2mg 故A 正确,B 、C 、D 错误。