2023年高考物理預(yù)測題練習(xí) 萬有引力和航天含答案

高考物理預(yù)測題之萬有引力和航天

一、單選題

1.太陽系各行星幾平在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運(yùn)動.當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)行到某地外行星和太

陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，稱為“行星沖日”，已知地球及各地外行星繞太陽運(yùn)動的軌

道半徑如下表：

行星名稱地球火星木星土星天王星海王星

軌道半徑RH「1.01.55.29.51930

則相鄰兩次“沖日”時(shí)間間隔約為（）

A.火星365天B.火星800天C.天王星365天D.天王星800天

2.2022年6月22日我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射了“天行一號”試驗(yàn)衛(wèi)星，該衛(wèi)星主要用于開展空

間環(huán)境探測等試驗(yàn)。該衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動，a、b兩點(diǎn)分別為衛(wèi)星的近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)，近地點(diǎn)

a到地心的距離為r,遠(yuǎn)地點(diǎn)b到地心的距離為R,地球質(zhì)量為M,引力常量為G,則（）

A.…B./C?0部作

3.2008年，我國天文學(xué)家利用國家天文臺興隆觀測基地的2.16米望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)了一顆繞恒星

HD173416運(yùn)動的系外行星HD173416b,2019年，該恒星和行星被國際天文學(xué)聯(lián)合會分別命名為“羲

和”和“和“望舒”，天文觀測得到恒星羲和的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的2倍，若將望舒與地球的公轉(zhuǎn)均視為

勻速圓周運(yùn)動，且公轉(zhuǎn)的軌道半徑相等。則望舒與地球公轉(zhuǎn)速度大小的比值為（）

A.2√2B.2C.√iD.旦

4.2021年5月，基于“中國天眼”球面射電望遠(yuǎn)鏡（FASTl的觀測，首次研究發(fā)現(xiàn)脈沖星三維速度與

自轉(zhuǎn)軸共線的證據(jù)。如圖，假設(shè)在太空中有恒星A、B雙星系統(tǒng)繞點(diǎn)（）做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)動周

期為T”它們的軌道半徑分別為R,、、R*RA<RB,C為B的衛(wèi)星，繞B做逆時(shí)針勻速圓周運(yùn)動，周期為

T2,忽略A與C之間的引力，萬有引力常量為G，以下說法正確的是（）

A.若知道衛(wèi)星C的軌道半徑，則可求出衛(wèi)星C的質(zhì)量

B.恒星A的質(zhì)量大于恒星B的質(zhì)量

4x1<Λ+Λ∕

C.恒星A的質(zhì)量為ljr

D.Λ,B,C三星由圖示位置到再次共線所需時(shí)間為丁T

I-/

5.研究發(fā)現(xiàn)，銀河系中有一種看不見但很重的物體，促使這些恒星在其周圍轉(zhuǎn)圈。其中一顆恒星S2

完整軌道如圖所示，它繞銀河系中心的周期約16年。橢圓的半短軸約40OAU（太陽到地球的距離為

1AU）,根據(jù)離心率可以判斷軌道的長軸約為短軸的2.5倍，研究中可忽略其他星體對S2的引力，則銀

河系中心質(zhì)量與太陽質(zhì)量之比約為（）

A.3×107B.6×IO7C.4×IO6D.6XlO9

6.2020年7月23日，海南文昌航天發(fā)射場，長征五號遙四運(yùn)載火箭搭載著天問一號火星探測器發(fā)射

升空，在脫離地球后，天問一號在地球軌道I（地球公轉(zhuǎn)軌道）上飛行，在A點(diǎn)通過加速進(jìn)入地火轉(zhuǎn)

移軌道II,在B點(diǎn)再次點(diǎn)火加速就進(jìn)入火星軌道HI（火星繞太陽運(yùn)行軌道）。若已知引力常量為G,太

陽質(zhì)量為M,地球公轉(zhuǎn)半徑為小火星繞太陽運(yùn)行的軌道半徑為〃。則（）

A.探測器在由軌道I進(jìn)入軌道∏過程中機(jī)械能守恒

lz?1/

B.探測器在軌道∏上飛行時(shí)經(jīng)過A點(diǎn)的速度為

V4

C.探測器由地球軌道飛到火星軌道所用時(shí)間為1LLL'年

2[2rl]

D.探測器在B點(diǎn)的加速度為

7.2022年1月，我國“實(shí)踐21”衛(wèi)星成功捕獲了失效的同步衛(wèi)星“北斗2號G2星”，將其移送至比

同步軌道更高的“墓地軌道”上，“實(shí)踐21”衛(wèi)星又返回同步軌道。則（）

A.兩衛(wèi)星組合體在同步軌道減速才能到達(dá)“墓地軌道”

B.“北斗2號G2星”在“墓地軌道”運(yùn)行的周期小于地球自轉(zhuǎn)周期

C.“北斗2號G2星”在“墓地軌道”上的加速度比原軌道上的大

D.“實(shí)踐21”衛(wèi)星從“墓地軌道”返回同步軌道機(jī)械能減小

8.地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，哈雷彗星的公轉(zhuǎn)軌道則是一個非常扁的橢圓，如圖所示。天文學(xué)家哈雷成

功預(yù)言了哈雷彗星的回歸，哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是1986年，預(yù)測下次飛近地球?qū)⒃?061年左

右。若哈雷彗星在近日點(diǎn)與太陽中心的距離為，，遠(yuǎn)日點(diǎn)與太陽中心的距離為下列說法正確的是

（）

地球左隔雷慧星

太陽央1.>

...........---

A.哈雷彗星軌道的半長軸是地球公轉(zhuǎn)半徑的WS倍

B.哈雷彗星在近日點(diǎn)的速度一定大于地球的公轉(zhuǎn)速度

c.哈雷彗星在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度之比為IjX

D.相同時(shí)間內(nèi)，哈雷彗星與太陽連線掃過的面積和地球與太陽連線掃過的面積相等

9.2020年7月，我國用長征運(yùn)載火箭將“天問一號”探測器發(fā)射升空，探測器在星箭分離后，依次進(jìn)

入地火轉(zhuǎn)移軌道、捕獲軌道、停泊軌道、探測軌道，如圖所示。2021年5月在火星烏托邦平原著陸。

則探測器（）

A.每次經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度相等

B.每次經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能相等

C.繞火星運(yùn)行時(shí)在探測軌道上的周期最大

D.繞火星運(yùn)行時(shí)在不同軌道上與火星的連線每秒掃過的面積相等

10.如圖所示，2022年2月3日，宇航員王亞平在中國空間站通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方式在空間站“變”出

奧運(yùn)五環(huán)，并為奧運(yùn)健兒送去祝福。將空間站繞地球飛行軌道視為圓軌道，軌道離地面的高度約為地

球半徑的下列說法正確的是（）

16

A.空間站在軌道上運(yùn)行的速度大于7.9m∕s

B.空間站在軌道上運(yùn)行的周期等于24h

C.“變”出的奧運(yùn)五環(huán)在空間站中處于平衡狀態(tài)

D.核心艙進(jìn)入軌道后所受地球的萬有引力大小約為它在地面時(shí)的（；：）2倍

11.火星探測項(xiàng)目是我國繼載人航天天工程、嫦娥工程之后又一個重大太空探索項(xiàng)日。已知地球公轉(zhuǎn)

周期為T，與太陽的距離為R”運(yùn)行速率為v”火星到太陽的距離為R”運(yùn)行速率為V2,太陽質(zhì)量為

M,引力常量為G。一個質(zhì)量為m的探測器被發(fā)射到一圍繞太陽的橢圓軌道上，以地球軌道上的A點(diǎn)為

近日點(diǎn)，以火軌道上的B點(diǎn)為遠(yuǎn)日點(diǎn)，如圖所示。不計(jì)火星、地球?qū)μ綔y器的影響，則（）

/_\

W太里”/

地球薪道

A.探測器在A點(diǎn)的加速度大于，

B.探測器在B點(diǎn)的加速度大小為

C.探測器在B點(diǎn)的動能為

2?

*

D.探測器沿橢圓軌道從A點(diǎn)到B點(diǎn)的飛行時(shí)間為1&二qr

2（2Kt）

12.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航

系統(tǒng)，中國始終秉持和踐行“中國的北斗，世界的北斗”的發(fā)展理念，服務(wù)“一帶一路”建設(shè)發(fā)展，

積極推進(jìn)北斗系統(tǒng)國際合作。北斗系統(tǒng)空間段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星（GEO,繞行周期24小時(shí)）、傾

斜地球同步軌道衛(wèi)星（IGSO,繞行周期24小時(shí)）和中圓地球軌道衛(wèi)星（ME0,繞行周期12小時(shí)）組

成。下列關(guān)于以上三類北斗衛(wèi)星的說法正確的是（）

A.MEO衛(wèi)星運(yùn)行的線速度最大，且大于第一宇宙速度

B.GEO衛(wèi)星與IGSO衛(wèi)星運(yùn)行周期相同，所以線速度也相同

C.GEO衛(wèi)星的向心加速度大于MEO衛(wèi)星的向心加速度

D.IGSO衛(wèi)星的軌道半徑是MEO衛(wèi)星軌道半徑的■:倍

13.在高空運(yùn)行的同步衛(wèi)星功能失效后，往往會被送到同步軌道上空幾百公里處的“墓地軌道”，以免

影響其他在軌衛(wèi)星并節(jié)省軌道資源。如圖所示，2022年1月22日，我國實(shí)踐21號衛(wèi)星在地球同步軌

道“捕獲”已失效的北斗二號G2衛(wèi)星后，成功將其送入“墓地軌道二已知同步軌道和墓地軌道的軌

道半徑分別為R、R2,轉(zhuǎn)移軌道與同步軌道、墓地軌道分別相切于P、Q點(diǎn)，地球自轉(zhuǎn)周期為T”則北

斗二號G2衛(wèi)星()

A.在墓地軌道運(yùn)行時(shí)的速度大于其在同步軌道運(yùn)行的速度

B.在轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度大于在同步軌道上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度

C.若要從Q點(diǎn)逃脫地球的引力束縛，則在該處速度必須大于11.2km∕s

D.沿轉(zhuǎn)移軌道從P點(diǎn)運(yùn)行到Q點(diǎn)所用最短時(shí)間為乙:曳述

14.2020年11月29日20時(shí)33分，嫦娥五號探測器在近月點(diǎn)再次“剎車”，從橢圓環(huán)月軌道變?yōu)榻鼒A

形環(huán)月軌道，如圖所示，近圓形軌道離月球表面200km,月球質(zhì)量7.3Xl(Γkg,半徑為1738km,引力

常量G=6.67X10"N?m2∕kg,則()

A.在兩軌道上運(yùn)行的周期相等

B.在近月點(diǎn)“剎車”瞬間前后的加速度不變

C.在近圓形軌道上的環(huán)繞速度約為4.9km∕s

D.探測器在環(huán)月橢圓軌道的機(jī)械能小于在近圓形環(huán)月軌道的機(jī)械能

二、多選題

15.如圖所示，行星繞太陽的公轉(zhuǎn)可以看成勻速圓周運(yùn)動。在地圖上容易測得地球一水星連線與地球

—太陽連線夾角a,地球一金星連線與地球一太陽連線夾角β,兩角最大值分別為