2023屆高考一輪復(fù)習(xí) 專題五 萬(wàn)有引力與航天 配套檢測(cè)卷1（含解析）

1、試卷第 =page 1 1頁(yè)，共 =sectionpages 3 3頁(yè)2023屆高考一輪復(fù)習(xí) 專題五 萬(wàn)有引力與航天 配套檢測(cè)卷1（含解析）一、單選題12021年4月29日11時(shí)23分，長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭搭載著“天和號(hào)”核心艙在海南文昌航天發(fā)射中心順利升空，預(yù)計(jì)在2023年，中國(guó)將建成常駐載人空間站。若“天和號(hào)”核心艙繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為T(mén)，離地高度為h，已知地球半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G，則（）A“天和號(hào)”核心艙的運(yùn)行速度為B地球的質(zhì)量為C地球的第一宇宙速度為D地球表面的重力加速度為22020年12月17日凌晨，“嫦娥五號(hào)”返回器攜帶月球樣品在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域安全著陸。若用彈簧

2、測(cè)力計(jì)在月球表面測(cè)得質(zhì)量為的物塊重為，已知月球的半徑為，引力常量為，月球的自轉(zhuǎn)周期為。則月球的質(zhì)量約為（）ABCD3神舟十三號(hào)載人飛船與“天宮”空間站組合體完成自主快速交會(huì)對(duì)接，航天員翟志剛、王亞平和葉光富進(jìn)駐天和核心艙，中國(guó)空間站開(kāi)啟有人長(zhǎng)期駐留時(shí)代。已知“天宮”空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道距地面的高度約為，若地球可看作是質(zhì)量分布均勻、半徑為的球體，地球表面的重力加速度取，西游記中描述孫悟空一個(gè)筋斗云運(yùn)動(dòng)距離十萬(wàn)八千里（1里米），那么三位航天員在“天宮”空間站中運(yùn)動(dòng)路程等于孫悟空一個(gè)筋斗云運(yùn)動(dòng)的距離時(shí)所用的時(shí)間約為（）A2分鐘B2小時(shí)C20小時(shí)D2天4假設(shè)人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

3、，當(dāng)衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的圓周半徑增大到原來(lái)的2倍時(shí)，則有（）A衛(wèi)星需要的向心力將減小到原來(lái)的B衛(wèi)星需要的向心力將減小到原來(lái)的C衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度將增大到原來(lái)的D衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度將減小到原來(lái)的5我國(guó)海南文昌衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)于2013年建成，該發(fā)射場(chǎng)是中國(guó)陸地緯度最低、距離赤道最近的地區(qū)，火箭發(fā)射場(chǎng)距離赤道越近、緯度越低，發(fā)射衛(wèi)星時(shí)需要的能耗越低，使用同樣燃料可達(dá)到的速度越大已知地球的半徑為R，地球的自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，地表的重力加速度為g.要在地球赤道上發(fā)射一顆質(zhì)量為m的近地人造地球衛(wèi)星，使其軌道在赤道的正上方，若不計(jì)空氣的阻力，那么（）A向東發(fā)射與向西發(fā)射耗能相同，均為mgRm2B向東發(fā)射耗能為m2，比向西發(fā)射

4、耗能多C向東發(fā)射與向西發(fā)射耗能相同，均為m2D向西發(fā)射耗能為m2，比向東發(fā)射耗能多62020年我國(guó)航天取得了一系列重大成就：載人航天、探月探火、北斗導(dǎo)航，2021年將安排超過(guò)40次宇航發(fā)射任務(wù)，其中發(fā)射空間站核心艙是重頭戲，這標(biāo)志著我國(guó)新一代空，間站建設(shè)工作的開(kāi)啟。假定某北斗衛(wèi)星和建成后的天宮空間站在距地表高度分別為h1和h2的圓軌道上運(yùn)行時(shí)，周期分別為T(mén)1和T2視地球?yàn)橘|(zhì)量分布均勻的球體，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，萬(wàn)有引力常量為G。利用上述數(shù)據(jù)可計(jì)算出（）A地球表面的重力加速度B北斗衛(wèi)星的動(dòng)量大小C天宮空間站受地球引力的大小D北斗衛(wèi)星與天宮空間站的質(zhì)量比7有關(guān)開(kāi)普勒三大定律，結(jié)合圖像，下面說(shuō)法正確

5、的是（）A太陽(yáng)既是火星軌道的焦點(diǎn)，又是地球軌道的焦點(diǎn)B地球靠近太陽(yáng)的過(guò)程中，運(yùn)行速度的大小不變C在相等時(shí)間內(nèi)，火星和太陽(yáng)的連線掃過(guò)的面積與地球和太陽(yáng)的連線掃過(guò)的面積相等D火星繞太陽(yáng)運(yùn)行一周的時(shí)間比地球繞太陽(yáng)一周用的時(shí)間的短82021年9月7日，我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭成功將高分五號(hào)02星發(fā)射升空。該衛(wèi)星運(yùn)行于太陽(yáng)同步軌道上，該軌道平面與地球赤道平面接近垂直，軌道接近圓形，軌道高度小于1000千米。高分五號(hào)02星特殊的軌道設(shè)計(jì)，可使其每天的同一時(shí)間通過(guò)某城市上空一次。2015年發(fā)射的高分四號(hào)衛(wèi)星為地球同步軌道衛(wèi)星，軌道高度約為3.6萬(wàn)千米。關(guān)于這兩顆衛(wèi)星的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A高分

6、五號(hào)02星運(yùn)行的線速度大于高分四號(hào)衛(wèi)星的B高分四號(hào)衛(wèi)星運(yùn)行的周期是高分五號(hào)02星的整數(shù)倍C兩衛(wèi)星從相距最近到下次相距最近可能經(jīng)歷12小時(shí)D高分四號(hào)衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)對(duì)全球大部分地區(qū)的觀測(cè)9科學(xué)研究方法對(duì)物理學(xué)的發(fā)展影響深遠(yuǎn)，以下實(shí)驗(yàn)中所用到的科學(xué)研究方法與其它不同的是（）A 探究共點(diǎn)力合成時(shí)遵循的規(guī)律B 觀察桌面微小形變的裝置C 卡文迪許利用扭秤裝置測(cè)定萬(wàn)有引力常量D 利用單分子油膜法測(cè)量分子直徑10一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其線速度大小為v，假設(shè)宇航員在該行星表面用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量一質(zhì)量為m的物體的重力，當(dāng)物體處于豎直靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F，已知引力常量為G，則這顆行星的質(zhì)量為

7、（）ABCD11北京時(shí)間2021年5月15日，在經(jīng)歷“黑色九分鐘”后，中國(guó)首輛火星車“祝融號(hào)”與著陸器成功登陸火星，這也意味著“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“繞”和“落”兩項(xiàng)目標(biāo)?；鹦强梢钥闯砂霃綖镽的質(zhì)量均勻球體，“天問(wèn)一號(hào)”在火星赤道表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)一周的是時(shí)間為T(mén)，“祝融號(hào)”與著陸器總質(zhì)量為m，假如登陸后運(yùn)動(dòng)到火星赤道靜止時(shí)對(duì)水平地面壓力大小為F，引力常量為G，下列說(shuō)法正確的是（）A火星第一宇宙速度大小為B“天問(wèn)一號(hào)”在火星赤道表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度小于“祝融號(hào)”與著陸靜止在赤道上的加速度C火星自轉(zhuǎn)角速度大小為D火星自轉(zhuǎn)角速度大小為12在萬(wàn)有引力定律理論建立的過(guò)程中，有許

8、多偉大的科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)，關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說(shuō)法中正確的是（）A開(kāi)普勒在研究行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上提出了萬(wàn)有引力定律B牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，由萬(wàn)有引力定律可算出地球的質(zhì)量，所以牛頓稱出地球質(zhì)量C開(kāi)普勒通過(guò)研究第谷行星觀測(cè)記錄，得出在相等時(shí)間內(nèi)，地球與太陽(yáng)的連線和火星與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的面積相等的結(jié)論D牛頓在發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中應(yīng)用了牛頓第三定律的知識(shí)二、多選題13九重之際向天問(wèn)，天宮掠影驚蒼穹。“天宮”空間站中三名宇航員正環(huán)燒地球運(yùn)行，與此同時(shí)，“天問(wèn)”探測(cè)器在環(huán)繞火星運(yùn)行，假設(shè)它們的運(yùn)行軌道都是圓軌道，地球與火星的質(zhì)量之比為p，“天宮”與“天問(wèn)”的軌道半徑之比為q。關(guān)于“天宮”空

9、間站與“天問(wèn)”探測(cè)器說(shuō)法正確的是（）A運(yùn)行周期之比為B環(huán)繞速度之比為C加速度之比為D動(dòng)能之比為14為探測(cè)X星球，科學(xué)家設(shè)想駕駛飛船通過(guò)變軌到達(dá)X星球表面進(jìn)行科學(xué)勘探，假設(shè)X星球半徑為R，X星球表面的重力加速度為g0，飛船沿距離X星球表面高度為8R的圓形軌道運(yùn)動(dòng)，到達(dá)軌道的A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道，到達(dá)軌道的近星點(diǎn)B時(shí)再次點(diǎn)火進(jìn)入近星軌道，繞X星球做圓周運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是（）A飛船在A點(diǎn)處點(diǎn)火變軌時(shí)，速度增大B飛船在軌道上繞X星球運(yùn)行一周需的時(shí)間C飛船在軌道上運(yùn)行的周期大于在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期D飛船在軌道上運(yùn)行的速率15、兩顆人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道如圖所示。若、兩衛(wèi)星質(zhì)量相等

10、，受到的向心力分別為、，運(yùn)行周期分別為、，下列關(guān)系式正確的是（）ABCD三、解答題16如圖a，質(zhì)量分別為和的兩個(gè)星球A和B在引力作用下都繞點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，星球A和B兩者中心之間的距離為，已知A、B的中心和三者始終共線，A和B分別在的兩側(cè)。引力常量為。（1）求兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期；（2）在地月系統(tǒng)中，若忽略其他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運(yùn)行的周期為。但在近似處理問(wèn)題時(shí)，常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的，這樣算得的運(yùn)行周期記為，如圖b。已知地球質(zhì)量約為月球的質(zhì)量的81倍。求和的平方比（結(jié)果保留3位小數(shù)）。17“玉兔號(hào)”月球車與月球表面的第一次接觸實(shí)現(xiàn)了中國(guó)

11、人“奔月”的偉大夢(mèng)想?！坝裢锰?hào)”月球車在月球表面做了一個(gè)自由下落實(shí)驗(yàn)，測(cè)得物體由靜止自由下落h高度的時(shí)間為t，已知月球半徑為R，引力常量為G。求：（1）月球表面重力加速度g；（2）月球的質(zhì)量M；（3） “玉兔號(hào)”月球車著陸前繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，求該圓周軌道離月球表面高度H。答案第 = page 1 1頁(yè)，共 = sectionpages 2 2頁(yè)參考答案1D【解析】【分析】【詳解】A核心艙繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為，核心艙的運(yùn)行速度為故A錯(cuò)誤；B根據(jù)核心艙受到的萬(wàn)有引力提供向心力，有解得地球的質(zhì)量為故B錯(cuò)誤；C近地軌道衛(wèi)星的速度等于第一宇宙速度，設(shè)為v，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，有

12、解得第一宇宙速度為故C錯(cuò)誤；D在地球表面上，物體的重力等于地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力，有解得地球表面的重力加速度為故D正確。故選D。2B【解析】【詳解】AB由題意可知根據(jù)萬(wàn)有引力定律有解得故A錯(cuò)誤，B正確；CD月球自轉(zhuǎn)周期與自身質(zhì)量無(wú)關(guān)，故CD錯(cuò)誤。故選B。3B【解析】【詳解】設(shè)地球的質(zhì)量為M，“天宮”的質(zhì)量為m，線速度為v，則根據(jù)牛頓第二定律有地球上質(zhì)量為m的物體所受萬(wàn)有引力等于重力聯(lián)立以上兩式解得三位航天員在“天宮”空間站中運(yùn)動(dòng)路程等于孫悟空一個(gè)筋斗云運(yùn)動(dòng)的距離時(shí)所用的時(shí)間約為故選B。4B【解析】【詳解】AB.人造衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由萬(wàn)有引力提供向心力，根據(jù)F軌道半徑增大到原來(lái)的2倍時(shí)，衛(wèi)星

13、所需的向心力減小到原來(lái)的倍，故A錯(cuò)誤、B正確；CD.根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得m解得v軌道半徑增大到原來(lái)的2倍時(shí)，衛(wèi)星的線速度變化是原來(lái)的，故CD錯(cuò)誤。故選B。5D【解析】【分析】【詳解】對(duì)近地人造地球衛(wèi)星，有mmg最小發(fā)射速度v地球自轉(zhuǎn)赤道處的線速度v向東發(fā)射耗能為m2向西發(fā)射耗能為m2向西發(fā)射比向東發(fā)射耗能多，ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。6A【解析】【詳解】A對(duì)北斗衛(wèi)星有對(duì)天宮空間站有聯(lián)立解得不計(jì)地球自轉(zhuǎn)影響時(shí)，地球?qū)Φ孛嫔系奈矬w的萬(wàn)有引力等于重力，即為可得帶入R和M可求出地球表面的重力加速度，故A正確；B因?yàn)楸倍沸l(wèi)星的質(zhì)量未知，故不能求得其動(dòng)量的大小，故B錯(cuò)誤；C因?yàn)樘鞂m空間站的質(zhì)量未知

14、，故不能求得天宮空間站受地球引力的大小，故C錯(cuò)誤；D由A選項(xiàng)的分析中可以看出，只能求得中心天體的質(zhì)量，無(wú)法求得繞行天體的質(zhì)量，故無(wú)法求得北斗衛(wèi)星與天宮空間站的質(zhì)量比，故D錯(cuò)誤。故選A。7A【解析】【詳解】A根據(jù)開(kāi)普勒第一定律可知，所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，故A正確；BC根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知，對(duì)同一個(gè)行星而言，行星與太陽(yáng)的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，且行星在此橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的速度大小不斷變化，離太陽(yáng)越近速率越大，所以地球靠近太陽(yáng)的過(guò)程中，運(yùn)行速率將增大，故BC錯(cuò)誤；D根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知，所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相

15、等。由于火星的半長(zhǎng)軸比較大，所以火星繞太陽(yáng)運(yùn)行一周的時(shí)間比地球的長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤。故選A。8D【解析】【詳解】A繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，由得可知軌道半徑越大，衛(wèi)星線速度越小，由題意可知，高分五號(hào)02星與地球同步衛(wèi)星相比，運(yùn)行軌道半徑較小，所以線速度較大，故A正確，不符合題意；B高分五號(hào)02星每天同一時(shí)間通過(guò)某城市上空一次，說(shuō)明地球自轉(zhuǎn)一圈時(shí)衛(wèi)星恰好轉(zhuǎn)了整數(shù)圈（比如14圈），高分四號(hào)衛(wèi)星為地球同步軌道衛(wèi)星，說(shuō)明地球自轉(zhuǎn)一圈時(shí)衛(wèi)星恰好也轉(zhuǎn)了1圈，則高分四號(hào)衛(wèi)星的運(yùn)行周期是高分五號(hào)02星的整數(shù)倍，故B正確，不符合題意；C若24小時(shí)是高分五號(hào)02星周期的奇數(shù)倍，如13，則從相距最近經(jīng)12小時(shí)，高分四號(hào)衛(wèi)星

16、轉(zhuǎn)了半圈，高分五號(hào)02星轉(zhuǎn)了5圈，再次相距最近，故C正確，不符合題意；D高分四號(hào)衛(wèi)星為地球同步軌道衛(wèi)星，相對(duì)地球靜止，只能觀測(cè)地球的部分地區(qū)，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。9A【解析】【詳解】ABCD探究共點(diǎn)力合成時(shí)遵循的規(guī)律所用到的科學(xué)研究方法是等效替代，而觀察桌面微小形變的裝置、卡文迪許利用扭秤裝置測(cè)定萬(wàn)有引力常量、利用單分子油膜法測(cè)量分子直徑所用到的科學(xué)研究方法是放大的思想，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。10B【解析】【詳解】根據(jù)得，行星表面的重力加速度衛(wèi)星繞行星表面附近做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)萬(wàn)有引力等于需要的向心力得聯(lián)立解得行星的質(zhì)量故選B。11C【解析】【詳解】A“

17、天問(wèn)一號(hào)”在火星赤道表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則火星的第一宇宙速度A錯(cuò)誤；B“天問(wèn)一號(hào)”在火星赤道表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則“祝融號(hào)”與著陸器靜止在火星赤道上時(shí)，有則B錯(cuò)誤；CD“祝融號(hào)”與著陸器在火星赤道表面上靜止，則解得C正確，D錯(cuò)誤。故選C。12D【解析】【詳解】A牛頓在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上提出了萬(wàn)有引力定律，A錯(cuò)誤；B卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬(wàn)有引力常量，故稱之為能稱出地球質(zhì)量的第一人，B錯(cuò)誤；C開(kāi)普勒通過(guò)研究第谷行星觀測(cè)記錄，提出行星運(yùn)動(dòng)定律，其中面積定律指的是：行星和太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，但在相等時(shí)間內(nèi)，地球與太陽(yáng)的連線和火星與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的面積不相等，C錯(cuò)誤；D

18、在發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中，牛頓應(yīng)用了牛頓第三定律以及開(kāi)普勒定律等知識(shí)，D正確。故選D。13AB【解析】【詳解】A根據(jù)得則故A正確；B根據(jù)得則故B正確；C根據(jù)得則故C錯(cuò)誤；D由于無(wú)法知道天宮和天問(wèn)的質(zhì)量之比，則無(wú)法比較動(dòng)能，故D錯(cuò)誤。故選AB。14BCD【解析】【詳解】A飛船在A點(diǎn)處點(diǎn)火變軌時(shí)，做近心運(yùn)動(dòng)，速度減小，故A錯(cuò)誤；B飛船在軌道繞X星球運(yùn)動(dòng)，重力提供向心力 解得故B正確；C軌道的半長(zhǎng)軸大于軌道的半徑，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，飛船在軌道上運(yùn)行的周期大于在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期，故C正確；DX星球表面 在軌道I上運(yùn)動(dòng)有 解得故D正確。故選BCD。15AD【解析】【詳解】A、兩衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供，由可知，在兩衛(wèi)星質(zhì)量相等情況下，因，則有A正確，B錯(cuò)誤；CD由牛頓第二定律可知解得因，則C