2021年各地高考物理真題分類匯編： 萬有引力定律與航天

1、2021年高考物理真題專題萬有引力定律與航天1. （2021浙江卷）空間站在地球外層的桶薄人氣中繞行，因氣體阻力的影響，軌道高度會發(fā)生變化?？臻g站安裝有發(fā)動機，可對軌道進(jìn)行修正。圖中給出了國際空間站在2020.02-2020.08期間離地高度隨時間變化的曲線，則空間站（）C. 在4月份繞行的任意兩小時內(nèi)機械能可視為守恒D. 在5月份繞行的任意兩小時內(nèi)機械能可視為守恒答案D解析：在5月份軌道半徑基本不變，故可視為機械能守恒，故D正確。故選D。2. （2021全國乙卷）科學(xué)家對銀河系中心附近的恒星S2進(jìn)行了多年的持續(xù)觀測，給出1994年到2002年間S2的位置如圖所示。科學(xué)家認(rèn)為S2的運動軌跡是半

2、長軸約為1000AU（太陽到地球的距離為1AU）的橢圓，銀河系中心可能存在超人質(zhì)屋黑洞。這項研究工作獲得了2020年諾貝爾物理學(xué)獎。若認(rèn)為S2所受的作用力主要為該大質(zhì)量黑洞的引力，設(shè)太陽的質(zhì)量為M,可以推測出該黑洞質(zhì)量約為（）A.4x104MB.4x106MC.4x10sMD.4x1010M答案E解析：可以近似把S2看成勻速圓周運動，由圖可知，S2繞照洞的周期T=16年，地球的公轉(zhuǎn)周期7*0=1年，S2繞黑洞做圓周運動的半徑r與地球繞太陽做圓周運動的半徑R關(guān)系是廣=1000/?地球繞太陽的向心力由太陽對地球的引力提供，由向心力公式可知MmDr兀、G=mR（o=mR（）解得太陽的質(zhì)量為M=竺同理

3、S2繞黑洞的向心力由黑洞對它的萬有引力提供，由向心力公式可知解得黑洞的質(zhì)量為=“GT2綜上可得A/=3.90x106A/*故選E。3. （2021全國甲卷）2021年2月，執(zhí)行我國火星探測任務(wù)的“天問一號”探測器在成功實施三次近火制動后，進(jìn)入運行周期約為1.8xl05s的橢圓形停泊軌道，軌道與火星表面的最近距離約為2.8xl05nio已知火星半徑約為3.4xl06m，火星表面處自由落體的加速度人小約為3.711VS-,則“天問一號”的停泊軌道與火星表面的最遠(yuǎn)距離約為（）A. 6x105mB.6x10%】C.6x107mD.6xlOsm答案C解析：忽略火星自轉(zhuǎn)則纟徑=mgR-可知GM=gR2設(shè)與

4、為1.8X10$的橢圓形停泊軌道周期相同的圓形軌道半徑為廠，由萬引力提供向心力町設(shè)近火點到火星中心為&=R+心設(shè)遠(yuǎn)火點到火星中心為R2=R+d2由開普勒第三定律可知r3=丿FF-由以上分析可得d?6xl0?m故選64. （2021湖南卷）2021年4月29口，中國空間站天和核心艙發(fā)射升空，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。根據(jù)任務(wù)安排，后續(xù)將發(fā)射問天實驗艙和夢天實驗艙，計劃2022年完成空間站在軌建造。核心艙繞地球飛行的軌道可視為圓軌道，軌道離地面的高度約為地球半徑的2。下列說法16正確的是（）A. 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的倍117丿B. 核心艙在軌道上飛行的速度人于7.9km/

5、sC. 核心艙在軌道上飛行的周期小于24hD. 后續(xù)加掛實驗艙后，空間站由于質(zhì)量增人,軌道半徑將變小答案AC解析:根據(jù)萬有引力定律有F=GMmA=核心艙進(jìn)入軌道后的萬有引力與地面上萬有引力之比為尺R2R+丄16（16丫萬丿所以A正確:根據(jù)T=2兀可知軌道半徑越大周期越人，則其周期比同步衛(wèi)星的周期小，小于24h,所以C正確;故選ACo5. （2021-河北卷）“祝融號”火星車登陸火星之前廣天問一號”探測器沿橢圓形的停泊軌道繞火星飛行，其周期為2個火星口，假設(shè)某飛船沿圓軌道繞火星飛行，其周期也為2個火星口，已知一個火星口的時長約為一個地球口，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的0.1倍，則該飛船的軌道半徑與地球

6、同步衛(wèi)星的軌道半徑的比值約為（）A.返答案D由于一個火星口的時長約為一個地球口，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的01倍，則飛船的軌道半徑GMA2T)24亍&jGx0.1AfJlbx4x址j地GM地4亍2同3解析：繞中心天體做圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，可得辭E夢R故選66. （2021春浙江卷）嫦娥五號探測器是我國首個實施月面采樣返回的航天器，由軌道器、返回器、著陸器和上升器等多個部分組成。為等待月面采集的樣品，軌道器與返回器的組合體環(huán)月做圓周運動。已知引力常量G=6.67xlO-HNiZkg?地球質(zhì)量尸6310沖g,月球質(zhì)量W2=7.3xl0-kg,月地距離n=3.8xl05kin,月球半徑y(tǒng)l

7、XKPkm。當(dāng)軌道器與返回器的組合體在月球表面上方約200kin處做環(huán)月勻速圓周運動時，其環(huán)繞速度約為（）A.16nVsB.l.lxl02nvsCl6xl0m/sD1.4xl04nvs【答案】C【解析】V=m一“Gnu667x107x73x104/一心可得y二-=Iin/s=1.6xl03xn/sVrY（1.7xlO3+2OO）xlO3故選c。7. （2021廣東卷）2021年4月，我國自主研發(fā)的空間站“天和”核心艙成功發(fā)射并入軌運行,若核心艙繞地球的運行可視為勻速圓周運動，己知引力常量，由下列物理量能計算出地球質(zhì)量的是（）A.核心艙的質(zhì)量和繞地半徑B.核心艙的質(zhì)量和繞地周期C.核心艙的繞地角速度和繞地周期D.核心艙的繞地線速度和繞地半徑答案D解析：根據(jù)核心艙做圓周運動向心力由地球的萬有引力提供，可得Mmv2,4兀，G