2023屆高考一輪復(fù)習(xí) 專題五 萬有引力與航天 配套檢測卷6（含解析）

1、試卷第 =page 1 1頁，共 =sectionpages 3 3頁2023屆高考一輪復(fù)習(xí) 專題五 萬有引力與航天 配套檢測卷6（含解析）一、單選題12021年2月11日，中國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器順利進入環(huán)火星軌道，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星，如圖所示。若探測器在該圓周軌道環(huán)繞火星飛行一周的時間為t1，經(jīng)地面工作人員操控實施變軌后，探測器緊貼火星表面環(huán)繞火星飛行一周的時間為t2，則探測器變軌前后軌道半徑之比為（）ABCD22021年5月22日，中國首輛火星車“祝融號”已安全駛離著陸平臺，到達火星表面（如圖），開始巡視探測。已知“祝融號”在地球表面所受萬有引力大小是在火星表面的a

2、倍，地球的第一宇宙速度是火星的b倍。假設(shè)地球和火星均為質(zhì)量分布均勻的球體，不考慮地球和火星的自轉(zhuǎn)，則地球與火星密度的比值為（）ABCD3有下列幾種情境，其中對情境的分析和判斷正確的是（）點火后即將升空的火箭高速公路上沿直線高速行駛的轎車為避免事故緊急剎車磁懸浮列車在軌道上高速行駛太空中的空間站繞地球做勻速圓周運動A因火箭還沒運動，所以加速度一定為零B轎車緊急剎車，速度變化很快，所以加速度很大C高速行駛的磁懸浮列車，因速度很大，所以加速度也一定很大D因空間站處于完全失重狀態(tài)，所以空間站內(nèi)的物體加速度為零4我國探月工程中相繼發(fā)射了“嫦娥一號”和“嫦娥二號”兩顆衛(wèi)星，其中“嫦娥一號”衛(wèi)星在離月球表面

3、200km高度的極月圓軌道繞月球飛行。“嫦娥二號”衛(wèi)星環(huán)繞月球飛行的軌道高度為100km。與“嫦娥一號”相比”，“嫦娥二號”的（）。A加速度較小B速度較小C角速度較小D周期較短5用國際單位制表示萬有引力常量的單位，下列符合要求的是（）A B C D 62021年12月9日，“太空教師”王亞平在我國天宮空間站進行了太空授課，神舟十三號乘組航天員翟志剛、葉光富參與，讓廣大青少年領(lǐng)悟到了太空探索的趣味。已知天宮空間站在距地面高度約為400km的軌道上繞地球做勻速圓周運動，地球半徑約為6400km，地球表面的重力加速度g取9.8m/s2，則下列說法正確的是（）A空間站速度一定大于7.9km/sB根據(jù)題

4、中已知量可求得航天員24小時內(nèi)可以看到的日出次數(shù)C根據(jù)題中已知量可求得地球質(zhì)量D空間站的加速度小于赤道表面物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度7宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠的四顆星組成的四星系統(tǒng)，通常可忽略其他星體對它們的引力作用設(shè)四星系統(tǒng)中每個星體的質(zhì)量均為m，半徑均為R，四顆星穩(wěn)定分布在邊長為a的正方形的四個頂點上已知引力常量為G.關(guān)于宇宙四星系統(tǒng)，下列說法錯誤的是（）A四顆星圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動B四顆星的軌道半徑均為C四顆星表面的重力加速度均為D四顆星的周期均為8我國海南文昌衛(wèi)星發(fā)射場于2013年建成，該發(fā)射場是中國陸地緯度最低、距離赤道最近的地區(qū)，火箭發(fā)射場距離赤道越近、緯

5、度越低，發(fā)射衛(wèi)星時需要的能耗越低，使用同樣燃料可達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，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9我國連續(xù)實施11次飛行任務(wù)，包括3次空間站艙段發(fā)射、4次貨運飛船以及4次載人飛船發(fā)射，將于2022年完成空間站在軌建造，屆時空間站將在距離地面約400 km的軌道上運行，為科研工作帶來便利。已知引力常量為G，“天和號

6、”的軌道半徑為r，下列說法正確的是（）A應(yīng)先將貨運飛船送入空間站的同一軌道，再加速以實現(xiàn)對接B如果已知“天和號”運行的線速度，可計算出“天和號”的質(zhì)量C如果已知“天和號”的運行周期，可計算出地球的質(zhì)量D空間站運行周期與同步衛(wèi)星運行周期相同10下列關(guān)于三種宇宙速度的說法中正確的是（）A地球的第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最小運行速度B同步衛(wèi)星繞地球在圓軌道上運行時的速度介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之間C地球的第二宇宙速度是在地面附近使物體可以掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度D中國發(fā)射的嫦娥四號探測器，其發(fā)射速度大于地球的第三宇宙速度11如圖所示，嫦娥五號探測器經(jīng)過112小時奔

7、月飛行，在距月面約400km的A點成功實施第一次近月制動，順利進入環(huán)月橢圓軌道。一天后，探測器在B點又成功實施第二次近月制動，進入近月圓軌道。已知月球表面重力加速度約為地球表面重力加速度的，月球半徑約為地球半徑的。下列說法正確的是（）A由題設(shè)條件可估算出月球第一宇宙速度約為地球的倍B嫦娥五號在環(huán)月橢圓軌道的機械能小于在近月圓軌道的機械能C嫦娥五號在環(huán)月橢圓軌道的運動周期小于在近月圓軌道的運動周期D第一次制動剛結(jié)束時嫦娥五號繞月球運行的速度小于月球的第一宇宙速度12嫦娥五號是中國探月工程三期發(fā)射的月球探測器，是中國首個實施無人月面取樣返回的探測器，助力了月球成因和演化歷史等科學(xué)研究。為了了解相關(guān)

8、信息，小明同學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)搜索獲取了地月系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)資料如下表：地球半徑R=6400km地球表面重力加速度g0=9.80m/s2月球表面重力加速度G=1.56m/s2月球繞地球轉(zhuǎn)動的線速度v=1km/s月球繞地球轉(zhuǎn)動周期T=27.3d已知萬有引力常量G，根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以估算出的物理量是（）月球半徑 B月球質(zhì)量C月球的第一宇宙速度D地月之間的距離二、多選題13我國自主研發(fā)的“天問一號”探測器在經(jīng)過3個月的環(huán)火運行后，2021年5月15日在火星烏托邦平原南部著陸并成功釋放“祝融號”火星車。截至2021年7月17日23時，“祝融號”火星車行駛里程已突破509米，樹立了我國深空探測新的里程碑。已知火星的

9、質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，火星的半徑約為地球半徑的。下列說法正確的是（）A“天問一號”探測器要離開環(huán)繞軌道著陸火星，則控制發(fā)動機應(yīng)向運動反方向噴射氣體B著陸過程中“祝融號”火星車一直處于失重狀態(tài)C發(fā)射“天問一號”探測器的速度應(yīng)大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度D“天問一號”探測器環(huán)繞火星運行的最大速度為地球第一宇宙速度的14下列說法錯誤的是（）A卡文迪什測量出萬有引力常量，被稱為稱量地球質(zhì)量的第一人，并提出了具有劃時代意義的偉大定律即萬有引力定律B牛頓證明了地面上蘋果受到的重力、地球?qū)υ铝恋奈σ约疤柵c行星間的吸引力是同一種力C開普勒仔細研究了第谷的觀測數(shù)據(jù)，創(chuàng)造性地提出了開普勒三大定律，指出行

10、星繞太陽轉(zhuǎn)動其軌道為橢圓D哥白尼追求真理，不懼權(quán)威，否定了亞里士多德提出的地心說，創(chuàng)造性地提出日心說152022年4月23日，中國空間站上的航天員們進行了第二次太空授課，豐富有趣的物理實驗使得“天宮課堂”深受廣大青少年朋友的喜愛。其中一個“油水分離”的實驗過程如下：航天員葉光富拿出一只試管，管內(nèi)的水與油均勻混合，呈現(xiàn)懸濁的狀態(tài)。用細線拴住試管并甩動起來，讓試管做圓周運動。一段時間后試管內(nèi)的水與油出現(xiàn)了明顯的分層。下列有關(guān)該實驗的說法中，正確的是（）A因為空間站中所有物體不受重力，所以試管中的水與油不會和地面上一樣出現(xiàn)分層現(xiàn)象B圓周運動讓試管里的水和油產(chǎn)生了離心現(xiàn)象，密度較大的水將集中于試管的底

11、部C若保持細線長度不變，加快試管的轉(zhuǎn)速，試管底部受到的壓力將加大D若保持每秒鐘的轉(zhuǎn)數(shù)不變，用更短的細線甩動試管，油水分離的時間將縮短三、解答題16神舟十三號于2021年10月16日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，已知神舟十三號繞地球工作的軌道為圓形軌道，運行周期為T，地球半徑為R，地球表面的重力加速度大小為g，引力常量為G。求：（1）地球的質(zhì)量；（2）神舟十三號距地球表面的高度。17“天問一號”的發(fā)射為人類探索火星的奧秘打下了堅實的基礎(chǔ)，已知地球與火星的半徑之比為a，地球與火星的質(zhì)量之比為b，地球表面的重力加速度為g?，F(xiàn)將一汽缸開口向上放在火星表面的水平面上，質(zhì)量均為m的活塞P、Q將一定質(zhì)量的氣體

12、密封且分成甲、乙兩部分，活塞P、Q導(dǎo)熱性能良好。已知火星表面的大氣壓為，溫度為，活塞的截面積為S，當系統(tǒng)平衡時，甲、乙兩部分氣體的長度均為，外界環(huán)境溫度保持不變?，F(xiàn)在活塞P上緩慢地添加質(zhì)量為2m的砝碼，經(jīng)過一段時間系統(tǒng)再次達到平衡。求：（1）再次平衡時，活塞Q向下移動的距離為多少?（2）第（1）問中，系統(tǒng)平衡時，將活塞鎖定，同時將活塞Q換成不導(dǎo)熱的活塞，緩慢地升高氣體乙的溫度，當氣柱乙的長度再次為時，氣體乙的溫度應(yīng)為多高?答案第 = page 1 1頁，共 = sectionpages 2 2頁參考答案1A【解析】【詳解】設(shè)探測器變軌前后的軌道半徑分別為r1和r2，根據(jù)開普勒第三定律有解得BC

13、D錯誤，A正確。故選A。2A【解析】【詳解】設(shè)“祝融號”質(zhì)量為m，某星球質(zhì)量和半徑分別為M和R，其第一宇宙速度為v，由萬有引力定律可知，“祝融號”在該星球表面所受萬有引力大小則由第一宇宙速度的定義可知聯(lián)立解得由兩式可得星球密度代入M和R的表達式后得所以地球與火星密度的比值BCD錯誤，A正確。故選A。3B【解析】【分析】【詳解】A點火后火箭即將升空的瞬間，速度為零，但加速度不為零，方向豎直向上，A錯誤；B轎車緊急剎車時，剎車時間短，速度改變量大，由可知加速度很大，即速度變化很快，B正確；C磁懸浮列車速度很大，但速度沒有變化時，加速度為零，C錯誤；D空間站以及里面的物體所受萬有引力作為向心力，有向

14、心加速度，D錯誤。故選B。4D【解析】【詳解】A在環(huán)繞月球飛行的軌道上，根據(jù)萬有引力等于合力可得整理可得，加速度為可知，軌道半徑越小，即軌道高度越小，加速度越大。因此“嫦娥二號”的加速度較大，故A錯誤；B在環(huán)繞月球飛行的軌道上，根據(jù)萬有引力等于向心力可得整理可得，速度為可知，軌道半徑越小，即軌道高度越小，速度越大。因此“嫦娥二號”的速度較大，故B錯誤；C在環(huán)繞月球飛行的軌道上，根據(jù)萬有引力等于向心力可得整理可得，角速度為可知，軌道半徑越小，即軌道高度越小，角速度越大。因此“嫦娥二號”的角速度較大，故C錯誤；D在環(huán)繞月球飛行的軌道上，根據(jù)萬有引力等于向心力可得整理可得，周期為可知，軌道半徑越小，

15、即軌道高度越小，周期越短。因此“嫦娥二號”的周期較短，故D正確。故選D。5C【解析】【詳解】國際單位制中質(zhì)量m、距離r、力F的單位分別是：kg、m、N，根據(jù)牛頓的萬有引力定律得到G的單位是，根據(jù)牛頓第二定律得則所以G的單位還可以寫成，故C正確，ABD錯誤。故選C。6B【解析】【詳解】A第一宇宙速度7.9km/s是物體繞地球做勻速圓周運動的最大環(huán)繞速度，所以空間站速度不可能大于7.9km/s，故A錯誤；B設(shè)地球質(zhì)量為M，空間站的質(zhì)量為m1，空間站的周期為T1，根據(jù)牛頓第二定律有地球表面質(zhì)量為m2的物體所受萬有引力等于重力，即聯(lián)立解得航天員24小時內(nèi)可以看到的日出次數(shù)為故B正確；C由于引力常量G未

16、知，所以無法求得地球質(zhì)量，故C錯誤；D根據(jù)可知空間站的加速度大于赤道表面物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度，故D錯誤。故選B。7B【解析】【分析】【詳解】AB四星系統(tǒng)中任一顆星體均在其他三顆星體的萬有引力作用下，合力方向指向?qū)蔷€的交點，圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動，由幾何知識可得軌道半徑均為，故A正確，B錯誤；C在星體表面，根據(jù)萬有引力等于重力，可得解得故C正確；D由萬有引力定律和向心力公式得故D正確此題選擇錯誤選項，故選B。8D【解析】【分析】【詳解】對近地人造地球衛(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錯誤，D正

17、確。故選D。9C【解析】【詳解】A貨運飛船送入空間站的同一軌道，加速時會做離心運動，將脫離該軌道，無法實現(xiàn)對接，故A錯誤；B根據(jù)可得可以計算出中心天體的質(zhì)量，即地球的質(zhì)量，但不能計算出“天和號”的質(zhì)量，故B錯誤；C由可得可以求出地球的質(zhì)量，故C正確；D同步衛(wèi)星的軌道高度約為36000 km，根據(jù)開普勒第三定律可知，軌道半徑不同，空間站運行周期與同步衛(wèi)星運行周期不相同，故D錯誤。故選C。10C【解析】【詳解】A根據(jù)可知，衛(wèi)星軌道半徑越大，則做圓周運動的速度越小，第一宇宙速度是指繞地面附近做圓周運動衛(wèi)星的速度，則地球的第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最大運行速度，選項A錯誤；B根據(jù)可知

18、，同步衛(wèi)星的運行半徑遠大于地球的半徑，可知同步衛(wèi)星繞地球在圓軌道上運行時的速度小于地球的第一宇宙速度，選項B錯誤；C地球的第二宇宙速度是在地面附近使物體可以掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度，選項C正確；D第三宇宙速度為衛(wèi)星逃離太陽系的速度，所以發(fā)射嫦娥衛(wèi)星的速度不能大于第三宇宙速度，故D錯誤；故選C。11D【解析】【詳解】A在月球近地面有在地球近地面有又聯(lián)立解得故A錯誤；B由于第二次近月制動是減速制動，所以嫦娥五號在環(huán)月橢圓軌道的機械能大于在近月圓軌道的機械能。故B錯誤；C由于萬有引力提供向心力得解得可知，半徑增大，周期增大，則嫦娥五號在環(huán)月橢圓軌道的運動周期大于在近月圓軌道的運動周期。故C錯誤

19、；D由于萬有引力提供向心力得解得可知，半徑大，速度小。而月球的第一宇宙速度是近地環(huán)繞速度。則第一次制動剛結(jié)束時嫦娥五號繞月球運行的速度小于月球的第一宇宙速度。故D正確。故選D。12D【解析】【詳解】ABC根據(jù)題給條件，無法計算出月球的半徑，根據(jù)月球表面物體重力等于萬有引力，即得月球質(zhì)量因月球半徑未知，所以無法求出月球的質(zhì)量；月球的第一宇宙速度即月球的近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，根據(jù)萬有引力提供向心力有解得因為月球半徑未知，所以月球的第一宇宙速度無法計算出，故ABC錯誤；D根據(jù)結(jié)合表格條件，即可求出地月之間的距離，故D正確。故選D。13CD【解析】【詳解】A欲使探測器軌道降低，需要控制發(fā)動機向運動方向噴

20、射氣體，根據(jù)反沖原理，探測器速度降低，所需向心力小于火星對探測器的萬有引力，探測器做向心運動，從而實現(xiàn)著陸，A錯誤；B著陸過程火星車在最后階段一定向下做減速運動，火星車處于超重狀態(tài)，B錯誤；C探測器脫離地球的引力作用而進入太陽系，其在地球的發(fā)射速度介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之間，C正確；D根據(jù)得故D正確。故選CD。14AD【解析】【詳解】A卡文迪什測量出萬有引力常量，被稱為稱量地球質(zhì)量的第一人；牛頓提出了具有劃時代意義的偉大定律即萬有引力定律，故A錯誤；B牛頓證明了地面上蘋果受到的重力、地球?qū)υ铝恋奈σ约疤柵c行星間的吸引力是同一種力，故B正確；C開普勒仔細研究了第谷的觀測數(shù)據(jù)，創(chuàng)造性地提出了