專題06 萬有引力與航天-2022年高考真題和模擬題物理分專題訓練（學生版）

專題06萬有引力與航天1、(2022·湖南卷·T8)如圖，火星與地球近似在同一平面內，繞太陽沿同一方向做勻速圓周運動，火星的軌道半徑大約是地球的1.5倍。地球上的觀測者在大多數(shù)的時間內觀測到火星相對于恒星背景由西向東運動，稱為順行；有時觀測到火星由東向西運動，稱為逆行。當火星、地球、太陽三者在同一直線上，且太陽和火星位于地球兩側時，稱為火星沖日。忽略地球自轉，只考慮太陽對行星的引力，下列說法正確的是()A.火星的公轉周期大約是地球的倍B.在沖日處，地球上的觀測者觀測到火星的運動為順行C.在沖日處，地球上的觀測者觀測到火星的運動為逆行D.在沖日處，火星相對于地球的速度最小2、(2022·廣東卷·T2)“祝融號”火星車需要“休眠”以度過火星寒冷的冬季。假設火星和地球的冬季是各自公轉周期的四分之一，且火星的冬季時長約為地球的1.88倍?；鹦呛偷厍蚶@太陽的公轉均可視為勻速圓周運動。下列關于火星、地球公轉的說法正確的是()A.火星公轉的線速度比地球的大 B.火星公轉的角速度比地球的大C.火星公轉的半徑比地球的小 D.火星公轉的加速度比地球的小3、(2022·山東卷·T6)“羲和號”是我國首顆太陽探測科學技術試驗衛(wèi)星。如圖所示，該衛(wèi)星圍繞地球的運動視為勻速圓周運動，軌道平面與赤道平面接近垂直。衛(wèi)星每天在相同時刻，沿相同方向經過地球表面A點正上方，恰好繞地球運行n圈。已知地球半徑為地軸R，自轉周期為T，地球表面重力加速度為g，則“羲和號”衛(wèi)星軌道距地面高度為()A. B.C. D.4、(2022·全國乙卷·T14)2022年3月，中國航天員翟志剛、王亞平、葉光富在離地球表面約的“天宮二號”空間站上通過天地連線，為同學們上了一堂精彩的科學課。通過直播畫面可以看到，在近地圓軌道上飛行的“天宮二號”中，航天員可以自由地漂浮，這表明他們()A.所受地球引力的大小近似為零B.所受地球引力與飛船對其作用力兩者的合力近似為零C.所受地球引力的大小與其隨飛船運動所需向心力的大小近似相等D.在地球表面上所受引力的大小小于其隨飛船運動所需向心力的大小5、(2022·浙江6月卷·T6)神州十三號飛船采用“快速返回技術”，在近地軌道上，返回艙脫離天和核心艙，在圓軌道環(huán)繞并擇機返回地面。則()A.天和核心艙所處的圓軌道距地面高度越高，環(huán)繞速度越大B.返回艙中的宇航員處于失重狀態(tài)，不受地球的引力C.質量不同的返回艙與天和核心艙可以在同一軌道運行D.返回艙穿越大氣層返回地面過程中，機械能守恒6、(2022·浙江1月卷·T8)“天問一號”從地球發(fā)射后，在如圖甲所示的P點沿地火轉移軌道到Q點，再依次進入如圖乙所示的調相軌道和停泊軌道，則天問一號()A.發(fā)射速度介于7.9km/s與11.2km/s之間B.從P點轉移到Q點的時間小于6個月C.在環(huán)繞火星的停泊軌道運行的周期比在調相軌道上小D.在地火轉移軌道運動時的速度均大于地球繞太陽的速度7.(2022·湖北·T2)2022年5月，我國成功完成了天舟四號貨運飛船與空間站的對接，形成的組合體在地球引力作用下繞地球做圓周運動，周期約90分鐘。下列說法正確的是()A.組合體中的貨物處于超重狀態(tài)B.組合體的速度大小略大于第一宇宙速度C.組合體的角速度大小比地球同步衛(wèi)星的大D.組合體的加速度大小比地球同步衛(wèi)星的小1、(2022·廣東普通高中高三下學期一模)“神舟十三號”飛船與我國空間站“天和”核心艙于2021年10月16日成功對接。對接后開啟推進器，經過t時間后飛船和空間站組合體的速度增量為m/s；若推進器用同樣的推力單獨對飛船進行加速，經過相同的時間后飛船的速度增量為m/s，設飛船的質量約為3.0×103kg，則空間站的質量約為()A.2.5×104kg B.2.2×104kgC.4.4×102kg D.3.6×102kg2.(2022·山東濰坊市高三下學期一模)“祝融”火星車由著陸平臺搭載著陸火星，如圖所示為著陸后火星車與著陸平臺分離后的“自拍”合影。著陸火星的最后一段過程為豎直方向的減速運動，且已知火星質量約為地球質量的，火星直徑約為地球直徑的。則()

A.該減速過程火星車處于失重狀態(tài)B.該減速過程火星車對平臺的壓力大于平臺對火星車的支持力C.火星車在火星表面所受重力約為其在地球表面所受重力的D.火星的第一宇宙速度與地球第一宇宙速度之比約為3.(2022·江蘇南京鹽城市高三下學期二模)2021年5月16日至6月24日，運行在約555km高度軌道上的“星鏈一1095”衛(wèi)星降軌至平均高度為382km的近圓軌道上，后持續(xù)運行于這一與中國空間站相近的高度。在此期間，中國空間站采取了緊急避碰措施。關于衛(wèi)星的降軌，下列說法正確的是()A.降軌前，衛(wèi)星在原軌道上處于平衡狀態(tài)B.降軌時，衛(wèi)星在原軌道上需要先行減速C.降軌后，衛(wèi)星在新軌道上運動周期變大D.降軌后，衛(wèi)星在新軌道上的速度將大于第一宇宙速度4.(2022·山東濟南市高三下學期一模)2021年10月14日，我國成功發(fā)射首顆太陽探測科學技術試驗衛(wèi)星“羲和號”，實現(xiàn)我國太陽探測零的突破，這標志著我國正式步人“探日”時代?！棒撕吞枴毙l(wèi)星運行于離地高度公里的太陽同步軌道，該軌道是經過地球南北極上空且圓心在地心的圓周?！棒撕吞枴毙l(wèi)星與離地高度公里的地球靜止軌道同步衛(wèi)星相比，下列說法正確的是()A.“羲和號”衛(wèi)星的軌道平面可能與同步衛(wèi)星的軌道平面重合B.“羲和號”衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的周期小于同步衛(wèi)星的周期C.“羲和號”衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動加速度小于同步衛(wèi)星的加速度D.“羲和號”衛(wèi)星的線速度與同步衛(wèi)星的線速度大小之比等于5.(2022·江蘇如皋市高三下學期一調)我國第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號已經運行了50多年。如圖所示，A、B是東方紅一號繞地球運動的遠地點和近地點，則東方紅一號()A.在A點的角速度大于B點的角速度B.在A點的加速度小于B點的加速度C.由A運動到B過程中動能減小，勢能增加D.由A運動到B過程中引力做正功，機械能增大6.(2022·山東菏澤高三下學期一模)2021年10月16日神舟十三號載人飛船順利發(fā)射升空，翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員開啟了為期6個月的天宮空間站之旅，在距地面大約395km(相當于荷澤到日照的距離)的軌道上運行。在2021年12月9日下午的太空授課中，王亞平說他們一天剛好可以看到16次日出。已知地球半徑為6370km，萬有引力常量，若只知上述條件，則不能確定的是()A.空間站的運行周期 B.空間站的加速度C.地球的第一宇宙速度 D.空間站和地球之間的萬有引力7.(2022·山東煙臺市德州市高三下學期一模)人造地球衛(wèi)星與地心間距離為r時，取無窮遠處為勢能零點，引力勢能可以表示為，其中G為引力常量，M為地球質量，m為衛(wèi)星質量。衛(wèi)星原來在半徑為r1的軌道上繞地球做勻速圓周運動，由于稀薄空氣等因素的影響，飛行一段時間后其圓周運動的半徑減小為r2。此過程中損失的機械能為()A. B.C. D.8.(2022·湖南岳陽市高三下學期二模)中國科學家利用“慧眼”太空望遠鏡觀測到了銀河系的MaxiJ1820+070是一個由黑洞和恒星組成的雙星系統(tǒng)，距離地球約10000光年。根據(jù)觀測，黑洞的質量大約是太陽的8倍，恒星的質量只有太陽的一半，若已知太陽質量為M，引力常量為G，據(jù)此以上信息可以估算出()A.黑洞與恒星做勻速圓周運動的軌道半徑之比B.黑洞與恒星做勻速圓周運動的線速度大小之比C.黑洞做勻速圓周運動的角速度大小D.恒星的自轉周期9.(2022·湖北八市高三下學期二模)2021年10月我國發(fā)射的神舟十三號飛船實現(xiàn)了和空間站徑向對接的新突破，如圖甲所示。假定對接前飛船在橢圓軌道Ⅰ上，如圖乙所示，Ⅱ為空間站圓軌道，軌道半徑為kR(R為地球半徑)，A為兩軌道交點，B為飛船軌道近地點。地球表面重力加速度為g，下列說法中正確的是()A.空間站在圓軌道Ⅱ上的向心加速度大于gB.飛船和空間站在A處所受的萬有引力相同C.飛船在A處的機械能大于B處的機械能D.飛船在B處的速度10.(2022·河南開封市高三下學期二模)如圖所示，虛線I、II、III分別表示地球衛(wèi)星的三條軌道，其中軌道I為與第一宇宙速度7.9km/s對應的近地環(huán)繞圓軌道，軌道II為橢圓