素養(yǎng)提升訓練09-2021屆高三物理二輪復習新高考版（附解析）

星表模型、環(huán)繞模型

1.下列說法符合物理學史的是（）。

A.英國物理學家笛卡兒在實驗室測出了引力常量G的數值，被稱為“稱量地球重量'’的人

B.牛頓對引力常量G進行準確測定，并于1687年發(fā)表在其傳世之作《自然哲學的數學原理》

中

C.牛頓做過著名的“月一地”檢驗來證明重力和星體間的引力是同一性質的力

D.開普勒行星運動定律是開普勒在自己觀測記錄的基礎上整理和研究出來的

2.2020年3月9日19時55分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射北斗系統第五十四顆導航

衛(wèi)星——北斗三號GEO-2,該衛(wèi)星是一顆地球同步軌道衛(wèi)星。關于這顆衛(wèi)星的判斷，下列說法

正確的是（）。

A.地球同步軌道衛(wèi)星的軌道平面可以與赤道平面垂直

B.地球同步軌道衛(wèi)星繞地運行時所受引力保持不變

C.地球同步軌道衛(wèi)星繞地運行時處于平衡狀態(tài)

D.地球同步軌道衛(wèi)星的在軌運行速度小于第一宇宙速度

3.已知某行星的密度為地球密度的兩倍，地球近地衛(wèi)星的周期約為84min,則該行星的近地衛(wèi)

星周期大約為（）。

A.40minB.60min

C.120minD.170min

4.“天琴一號”衛(wèi)星于2019年12月20日11時22分在山西太原升空，并于2020年1月18日

成功完成了無拖曳控制技術的在軌驗證。它是我國“天琴”計劃的首顆技術驗證衛(wèi)星。己知“天

琴一號，，衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的周期之比約為1/6V6o則可以判斷（）。

A.“天琴一號”衛(wèi)星的角速度和同步衛(wèi)星的角速度之比約為1/6V6

B.，，天琴一號，，衛(wèi)星的線速度和同步衛(wèi)星的線速度之比約為6V6/I

C.“天琴一號”衛(wèi)星的軌道半徑和同步衛(wèi)星的軌道半徑之比約為1/6

D.“天琴一號”衛(wèi)星的向心加速度和同步衛(wèi)星的向心加速度之比約為6V6/I

5.北京時間2019年12月27日20時45分10秒，“長征五號”遙三運載火箭自中國文昌航天發(fā)

射場點火升空，將“實踐二十號”衛(wèi)星準確送入預定軌道。未來，“長征五號”將運送宇航員登上

月球，探索月球的奧秘。假設宇航員駕駛飛船緊貼月球表面繞行時，連續(xù)兩次通過月球某一標

志物上方間隔的時間為人登上月球后,宇航員測得一質量為m的物體所受重力的大小為匕不

考慮月球的自轉，由上述條件可以求出下列哪一組關于月球的物理量（）o

A.質量、半徑、密度

B.半徑、公轉周期、表面重力加速度

C.半徑、引力常量、密度

D.表面重力加速度、半徑、第一宇宙速度

6.（多選）2019年9月12日,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功實施“一箭三星”發(fā)射?，F假設三顆

衛(wèi)星氏c均在赤道平面上繞地球做勻速圓周運動，其中a、b轉動方向與地球自轉方向相

同,c轉動方向與地球自轉方向相反,a、b、c三顆衛(wèi)星的周期分別為7；=6h、7；=24h、￡,=12

h,下列說法正確的是（）。

A.三顆衛(wèi)星中a的軌道半徑最大

B.a、。每經過8h相遇一次

C.氏c每經過8h相遇一次

D.三顆衛(wèi)星中c的加速度最大

7.2019年4月10日，天文學家宣布首次直接拍攝到黑洞的照片。在宇宙空間假設有一個恒星

和黑洞組成的孤立雙星系統，恒星和黑洞的質量分別為和M2,繞二者連線上的某點做勻速

圓周運動,周期為T,引力常量為G,恒星的軌道半徑為（）。

2

DM2[(MI+M2)GT

U2

'M1+M2\4IT

8.

今年是我國北斗導航系統全球組網的收官之年。2020年3月9日19時55分,我國在西昌衛(wèi)

星發(fā)射中心用“長征三號乙”運載火箭,成功發(fā)射北斗系統第54顆導航衛(wèi)星，這是“北斗三號”

衛(wèi)星導航系統第二顆地球同步軌道（GEO）衛(wèi)星，衛(wèi)星順利進入預定軌道。4月7日，第54顆北

斗導航衛(wèi)星成功定點，變軌到達工作軌道，進入衛(wèi)星長期運行管理模式。笫54顆導航衛(wèi)星的發(fā)

射示意圖如圖所示，衛(wèi)星首先進入預定軌道/,P點是軌道/上的近地點，然后在。點通過改變

衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進入地球工作軌道〃，則（）。

A.衛(wèi)星在軌道〃上的加速度小于赤道上物體隨地球自轉的加速度

B.該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于11.2km/s

C.衛(wèi)星在P點的加速度大于在。點的加速度

D.在軌道/上,衛(wèi)星在。點的速度大于7.9km/s

9.如圖所示，赤道上空的衛(wèi)星A距地面高度為R,質量為m的物體B靜止在地球表面的赤道上,

衛(wèi)星A繞行方向與地球自轉方向相同。已知地球半徑也為R,地球自轉角速度為。0,地球的質

量為M,引力常量為G,若某時刻衛(wèi)星A恰在物體B的正上方，下列說法正確的是（）。

A.物體B受到地球的引力為m^R

B.衛(wèi)星A的線速度為便

C.衛(wèi)星A再次到達物體B正上方的時間為

加GM⑷。

D.衛(wèi)星A與物體B的向心加速度之比為昌

32

RO>O

10.位于貴州的“中國天眼”（FAST）是目前世界上口徑最大的單天線射電望遠鏡，通過FAST可

以測量地球與木星之間的距離。當FAST接收到來自木星的光線傳播方向恰好與地球公轉線

速度方向相同時，測得地球與木星的距離是地球與太陽距離的A倍。若地球和木星繞太陽的

運動均視為勻速圓周運動且軌道共面，則可知木星的公轉周期為（）。

A.（l+F戶年B.（l+S）2年C.（l+妒年D必年

11.2020年7月23日，“長征五號”遙四運載火箭托舉著“天問一號”火星探測器，在中國文昌航

天發(fā)射場點火升空。已知火星和地球繞太陽公轉的軌道都可近似為圓軌道，火星公轉軌道半

徑約為地球公轉軌道半徑的|倍,火星的半徑約為地球半徑的右火星的質量約為地球質量的三

以下說法正確的是（）。

A.火星的公轉周期比地球小

B.火星的公轉速度比地球大

C.探測器在火星表面時所受火星引力比在地球表面時所受地球引力小

D.探測器環(huán)繞火星表面運行的速度比環(huán)繞地球表面運行的速度大

12.

（多選）天文觀測中觀測到有三顆星位于邊長為/的等邊三角形的三個頂點上，并沿等邊三角形

的外接圓做周期為T的勻速圓周運動。已知引力常量為G,不計其他星體對它們的影響，關于

這個三星系統，下列說法正確的是（)°

A.三顆星的質量可能不相等

B.某顆星的質量為郊

C.它們的線速度大小均為罕

D.它們兩兩之間的萬有引力大小為嗡f

【解析版】

星表模型、環(huán)繞模型

1.下列說法符合物理學史的是（）。

A.英國物理學家笛卡兒在實驗室測出了引力常量G的數值，被稱為“稱量地球重量”的人

B.牛頓對引力常量G進行準確測定，并于1687年發(fā)表在其傳世之作《自然哲學的數學原

理》中

C.牛頓做過著名的“月一地”檢驗來證明重力和星體間的引力是同一性質的力

D.開普勒行星運動定律是開普勒在自己觀測記錄的基礎上整理和研究出來的

【答案】C

【解析】牛頓發(fā)現萬有引力定律，于1687年發(fā)表在其傳世之作《自然哲學的數學原理》中，

英國物理學家卡文迪許在實驗室里通過幾個鉛球之間萬有引力的測量，得出了引力常量G的

數值,A、B不符合物理學史;牛頓做過著名的“月一地”檢驗來證明重力和星體間的引力是同

一性質的力,C符合物理學史;開普勒行星運動定律是開普勒在第谷留下的觀測記錄的基礎上

整理和研究出來的,D不符合物理學史。

2.2020年3月9日19時55分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射北斗系統第五十四顆導航

衛(wèi)星——北斗三號GEO-2,該衛(wèi)星是一顆地球同步軌道衛(wèi)星。關于這顆衛(wèi)星的判斷，下列說法

正確的是（）。

A.地球同步軌道衛(wèi)星的軌道平面可以與赤道平面垂直

B.地球同步軌道衛(wèi)星繞地運行時所受引力保持不變

C.地球同步軌道衛(wèi)星繞地運行時處于平衡狀態(tài)

D.地球同步軌道衛(wèi)星的在軌運行速度小于第一宇宙速度

【答案】D

【解析】地球同步軌道衛(wèi)星的軌道平面與赤道平面共面,A項錯誤;地球同步軌道衛(wèi)星所受引

力大小保持不變，方向改變,B項錯誤;地球同步軌道衛(wèi)星繞地運行時萬有引力提供向心力，不

處于平衡狀態(tài),C項錯誤;地球同步軌道衛(wèi)星的在軌運行速度小于第一宇宙速度,D項正確。

3.已知某行星的密度為地球密度的兩倍，地球近地衛(wèi)星的周期約為84min,則該行星的近地衛(wèi)

星周期大約為（）。

A.40minB.60min

C.120minD.170min

【答案】B

【解析】對于近地衛(wèi)星，由萬有引力提供向心力，有喋=，喑凡又加=抑39可得T=標所

以該行星的近地衛(wèi)星周期與地球近地衛(wèi)星周期之比為日，則該行星的周期大約為60min,B項

正確。

4.“天琴一號，衛(wèi)星于2019年12月20日11時22分在山西太原升空，并于2020年1月18日

成功完成了無拖曳控制技術的在軌驗證。它是我國“天琴”計劃的首顆技術驗證衛(wèi)星。已知“天

琴一號，，衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的周期之比約為1：6瓜則可以判斷（）。

A.“天琴一號”衛(wèi)星的角速度和同步衛(wèi)星的角速度之比約為1/6V6

B.，，天琴一號，，衛(wèi)星的線速度和同步衛(wèi)星的線速度之比約為6V6：\

C.“天琴一號”衛(wèi)星的軌道半徑和同步衛(wèi)星的軌道半徑之比約為1/6

D.“天琴一號”衛(wèi)星的向心加速度和同步衛(wèi)星的向心加速度之比約為6V6/I

【答案】C

【解析】由公式。=年可知，“天琴一號”衛(wèi)星的角速度和同步衛(wèi)星的角速度之比約為6e/1,A

項錯誤;由開普勒第三定律白=太可知，“天琴一號”衛(wèi)星的軌道半徑和同步衛(wèi)星的軌道半徑之比

約為端磊制；6,由公式'可知，"天琴一號”衛(wèi)星的線速度和同步衛(wèi)星的線速

度之比約為后；1,B項錯誤,C項正確;由公式可知，“天琴一號”衛(wèi)星的向心加速度和同

步衛(wèi)星的向心加速度之比約為36；1,D項錯誤。

5.北京時間2019年12月27日20時45分10秒，“長征五號”遙三運載火箭自中國文昌航天發(fā)

射場點火升空，將“實踐二十號“衛(wèi)星準確送入預定軌道。未來，“長征五號”將運送宇航員登上

月球,探索月球的奧秘。假設宇航員駕駛飛船緊貼月球表面繞行時，連續(xù)兩次通過月球某一標

志物上方間隔的時間為登上月球后,宇航員測得一質量為m的物體所受重力的大小為產，不

考慮月球的自轉，由上述條件可以求出下列哪一組關于月球的物理量（）。

A.質量、半徑、密度

B.半徑、公轉周期、表面重力加速度

C.半徑、引力常量、密度

D.表面重力加速度、半徑、第一宇宙速度

【答案】D

【解析】月球表面的重力加速度大小根據題意可知，飛船緊貼月球表面繞行的周期為

。設飛船的質量為"，月球的半徑為R,則有〃戊解得夫=焉，根據片質可以求

出第一宇宙速度,D項正確。

6.（多選）2019年9月12日,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功實施“一箭三星”發(fā)射?，F假設三顆

衛(wèi)星。、6、c均在赤道平面上繞地球做勻速圓周運動，其中心b轉動方向與地球自轉方向相

同,c轉動方向與地球自轉方向相反,a、b、c三顆衛(wèi)星的周期分別為7；=6h、％=24h、％=12

h,下列說法正確的是（）。

A.三顆衛(wèi)星中a的軌道半徑最大

B.a、。每經過8h相遇一次

C力、c每經過8h相遇一次

D.三顆衛(wèi)星中c的加速度最大

【答案】BC

【解析】由開普勒第三定律《"可知三顆衛(wèi)星中a的軌道半徑最小,A項錯誤;a、b轉動方向

相同，在相遇一次的過程中,“比b多轉一圈,設相遇一次的時間為加，則有竽岑=1,解得加=8

h,B項正確力、c轉動方向相反，在相遇一次的過程中力、。共轉一圈，設相遇一次的時間為

則有字+孚=1,解得加'=8h.C項正確;三顆衛(wèi)星中〃的軌道半徑最小，由粵可知三顆衛(wèi)星

TbTcr

中a的加速度最大,D項錯誤。

7.2019年4月10日，天文學家宣布首次直接拍攝到黑洞的照片。在宇宙空間假設有一個恒星

和黑洞組成的孤立雙星系統，恒星和黑洞的質量分別為M和M2,繞二者連線上的某點做勻速

圓周運動,周期為T,引力常量為G,恒星的軌道半徑為（）。

M23”M1+M2)GT2

I(MI+M2)G72

4n2

【答案】A

【解析】設恒星M和黑洞知2相距L,由萬有引力定律和牛頓第二定律得，對M有

6等=加第5對M2有此錚公又因為乙="+2恒星的運動半徑「尸就薩解得

“231(MZ+M2)GT2

,A項正確。

今年是我國北斗導航系統全球組網的收官之年。2020年3月9日19時55分,我國在西昌衛(wèi)

星發(fā)射中心用“長征三號乙”運載火箭,成功發(fā)射北斗系統第54顆導航衛(wèi)星，這是“北斗三號”

衛(wèi)星導航系統第二顆地球同步軌道（GEO）衛(wèi)星，衛(wèi)星順利進入預定軌道。4月7日，第54顆北

斗導航衛(wèi)星成功定點，變軌到達工作軌道，進入衛(wèi)星長期運行管理模式。第54顆導航衛(wèi)星的發(fā)

射示意圖如圖所示，衛(wèi)星首先進入預定軌道/,P點是軌道/上的近地點，然后在。點通過改變

衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進入地球工作軌道〃，則（）o

A.衛(wèi)星在軌道〃上的加速度小于赤道上物體隨地球自轉的加速度

B.該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于11.2km/s

C.衛(wèi)星在P點的加速度大于在。點的加速度

D.在軌道/上,衛(wèi)星在Q點的速度大于7.9km/s

【答案】C

【解析】由于衛(wèi)星是同步衛(wèi)星，則其角速度和赤道上物體的角速度相等，根據。=口2r,衛(wèi)星在軌

道〃上的半徑大于赤道上物體隨地球自轉的半徑，所以衛(wèi)星在軌道〃上的加速度大于赤道上

物體隨地球自轉的加速度,A項錯誤;該衛(wèi)星為地球的衛(wèi)星，所以發(fā)射速度小于第二宇宙速度,B

項錯誤油萬有引力定律和牛頓第二定律得，若=311點到地球球心的距離小于。點到地球

球心的距離，所以衛(wèi)星在P點的加速度大于在。點的加速度,C項正確;衛(wèi)星在Q點要從軌道

/變軌到軌道〃，則需要在Q點加速，即衛(wèi)星在軌道〃上經過。點的速度大于在軌道/上經過

Q點的速度,而軌道〃上的速度小于第一宇宙速度,故衛(wèi)星在軌道/上經過Q點時的速度小于

第一宇宙速度,D項錯誤。

9.如圖所示，赤道上空的衛(wèi)星A距地面高度為R,質量為m的物體B靜止在地球表面的赤道上,

衛(wèi)星A繞行方向與地球自轉方向相同。己知地球半徑也為R,地球自轉角速度為嘰,地球的質

量為M,引力常量為G,若某時刻衛(wèi)星A恰在物體B的正上方，下列說法正確的是（）。

?二千與三

A.物體B受到地球的引力為加302R

B.衛(wèi)星A的線速度為舊

C.衛(wèi)星A再次到達物體B正上方的時間為備一

D.衛(wèi)星4與物體B的向心加速度之比為黑

【答案】B

【解析】物體8受到地球的引力為鬻，大于向心力〃心02R,A項錯誤;根據萬有引力提供向心

力可知衛(wèi)星A的線速度為償、B項正確;衛(wèi)星A再次到達物體B正上方的時間為〒一,C項

2R/GM

避-3°

錯誤;衛(wèi)星A的向心加速度為黑，物體B的向心加速度為302凡衛(wèi)星A與物體B的向心加速度

之比為措I.D項錯誤。

10.位于貴州的“中國天眼”（FAST）是目前世界上口徑最大的單天線射電望遠鏡，通過FAST可

以測量地球與木星之間的距離。當FAST接收到來自木星的光線傳播方向恰好與地球公轉線

速度方向相同時，測得地球與木星的距離是地球與太陽距離的k倍。若地球和木星繞太陽的

運動均視為勻速圓周運動且軌道共面，則可知木星的公轉周期為（）。

A.a+牖年B.（l+煤年

C.（l+妒年D.茄年

【答案】A

【解析】設地球與太陽的距離為r,根據題述可知木星與太陽的距離R=Jr2+（kr）2=,?+儲）;

3

設木星的公轉周期為T年，根據開普勒定律，則有去=包詈，解得T=（l+M4年,A項正確。

11.2020年7月23日，“長征五號”遙四運載火箭托舉著“天問一號”火星探測器，在中國文昌航

天發(fā)射場點火升空。已知火星和地球繞太陽公轉的軌道都可近似為圓軌道，火星公轉軌道半

徑約為地球公轉軌道半徑的|倍，火星的半徑約為地球半徑的點火星的質量約為地球質量的已

以下說法正確的是（）o

A.火星的公轉周期比地球小

B.火星的公轉速度比地球大

C.探測器在火星表面時所受火星引力比在地球表面時所受地球引力小

D.探測器環(huán)繞火星表面運行的速度比環(huán)繞地球表面運行的速度大

【答案】C

【解析】火星公轉軌道半徑大于地球公轉軌道半徑，根據開普勒第三定律可知，火星的公轉周

期比地球大,A項