卷5 万有引力与宇宙航行（含答题卡）-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮创新示范卷

物理 创新示范卷（五） 题号 1 2 3 5 6 7 8 9 10 答案 B C A D C B D CD BC BD 1.B[根据开普勒第二定律可知，对同一个行星而言， 根据v=wr,a、c角速度相等，a的轨道半径小一些，则 行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，且 GM 行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，离太 有<根据SMm=m,解得v,,c的轨道 r2 阳越近速率越大，所以地球靠近太阳的过程中，运行 半径大于b的轨道半径，则c的线速度小于b的线速 速率将增大，故A、C错误；根据开普勒第一定律可知 度，则有u。<0。<,故C错误；c为地球同步卫星，根 行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭园的一个 据a=wr,a、c角速度相等，a的轨道半径小一些，则 焦，点上，即地球绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于 椭圆的一个焦点上，故B项正确：根据开普勒第三定 有a,>a根据C0=ma,解得a=以由于e的轨 r2 律可知，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周 道半径大于b的轨道半径，则c的加速度小于b的加 期的二次方的比值都相等，由于火星的半长轴比较 速度，则有ab>ae>aa,故D正确.] 大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故 8.CD[火星探测器前往火星，脱离地球引力束绰，还在 D项错误.] 太阳系内，发射速度应大于第二宇宙速度、小于第三 2.C[根据开普勒第二定律，近月点速度快，远月点速 宇宙速度，故A、B错误，C正确；根据万有引力提供向 度慢，可知嫦城六号在孤cbd上的平均速度小于在孤 心力 dac上的平均速度，孤cbd的长度为环月椭圆轨道周 长的一半，故再经过二分之一周期它将位于轨道的bd G=m号，解得，已知大星的质量的为地 之间.] 3.A[根据万有引力定律可知月球对探测器的万有引 球质量的号，火星的丰径约为地球半径的，可得大 力大小F-G,故选A] 星的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比坠 地 4.D[椭圆轨道的近日点到太阳中心的距离为0.6 AU,远日点到太阳中心的距离为35.0AU,则等效圆 √感餐后×-号tD玉典] 的半径为0.6+35.0AU=17.8AU,故选D.] 9.BC[设地球半径为R,则卫星B的轨道半径为R十 2 d,根据开普勒第三定律有 5.C[浮力产生的原因为液面不同高度的压力差，空间 R3_(R+d)3 站绕地稳定飞行时，地球对它的万有引力提供向心 T=(33T)2 解得R=号，截A错误：对A卫里，根 力，处于完全失重状态，液面没有压力差，所以斑马鱼 据万有引力提供向心力有 只受万有引力作用，不受浮力作用，故A、B错误，C正 确：根据万有引力表达式F=GMm可知，斑马鱼所在 MmA=mA G R2 R,解得地球质量为M=4R GT2' r2 M 3π 轨道的半径更大，所以其所受地球引力比其在地面所 则地球的密度为p= GT2' 受引力大小更小，故D错误.] 6.B[由万有引力提供向心力G=mR 故B正确：A卫星围绕地球做匀速圆周运动的线速度 4 R2 T ,解得 行星的质量为M=祭，行星的体积为V一 即为第一宇宙速度，则有==， T 3πR3, 故C正确：对在地球表面上的物体，则有G与 可得行星的密度为p= ,则行星A,B的密度之比 3元 mg,又地球质量为M=4R 为给-是-子成选县] GT2 解得g-2积，故D错误] 7.D[b、c围绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供 10.BD[根据开普勒第三定律可知，在轨道I和轨道Ⅱ 向心力，为地球赤道上的物体，由万有引力的一个分 上运动时周期不同，则载人飞船从b点运行到a点与 力提供向心力，故A错误：c为地球同步卫星，a为地 空间站从c点运行到a点所用的时间不相等，故A 球赤道上的物体，两者的周期与地球自转周期相等， 根指=m竿，解得T气哥，由道因可知八< 4 错误；根据牛顿第二定律可得GMm=ma,可得a 2 2 re,可得Tn=T>Tb,故B错误；c为地球同步卫星， 以，可知我人飞轮在轨道I上口点的加建度等于空 答案-10 创新示范卷·参考答案 间站在轨道Ⅱ上a点的加速度，故B正确；根据开普 (3)椭园轨道的远地，点B到地心距离为近地，点A到 勒第二定律可知，载人飞船在在轨道I上a点的速 地心距离的倍，则椭圆轨道的半长轴为 度小于其在b点的速度，故C错误；卫星绕地球做匀 速圆周运动时，根据万有引力提供向心力可得GMm 产 4=- r2 2 2k1 设椭圆轨道的周期为T,根据开普勒第三定律可得 GM m),可得口可知载人飞船在b点绕地送 as r3 做匀速圆周运动的线速度大于空间站在轨道Ⅱ上℃ T-T 点的速度，而载人飞船在b点需要点火加速才能从 解得T=T k+113 圆轨道进入轨道I,所以载人飞船在轨道I上b点 2k 则飞船从A运动到B点，需要的时间至少为 的速度大于空间站在轨道Ⅱ上c点的速度，故D 正确.] k+1)3 11.解析：(1)由于地球自西向东自转，为了充分利用地 球的自转速度，在地球上发射卫星时应自西向东发 答案：(1)4x2r GT2 (2)4x2, T2 射：因为越靠近赤道，地面上的物体随地球自转的线 速度越大，所以发射点建在靠近赤道较好。 14.解析：(1)以初速度，水平抛出一个小球，测得小球 (2)设“鹄桥二号”中继星的质量为m,有GM=m 2 经时间t垂直落到倾角为0的斜坡上，则有tan0= -2 r Vo y=gt, 解得三 GM 解得月球表面的重力加追度为g品 “鹊桥二号”中继星的周期T=2π 4π2r GM (2)假设月球表面一物体质量为m,有G R2 =mg GM 4π2r3 答案：(1)自西向东靠近赤道(2√，√GM 又M=p:音R, 12.解析：(1)在空间站内处于完全失重状态，与重力有 3U0 关的现象会消失，但仍可以用弹簧测力计进行探究 联立解得月球的密度为p一4 RGRe tan0 力的合成的实验：但是探究加速度与力的关系实验 (3)人造卫星绕月球表面做匀速圆周运动的最小周 由于完全失重，砝码对绳拉力为零，无法进行：平抛 期等于卫星靠近月球表面绕月球做匀速圆周运动的 运动实验也无法进行，不能顺利完成的是B和C (2)根据以上分析可知，不能完成的原因是空间站内 周期，由万有引力撬供向心力为G-m斧R。 的物体处于完全失重状态，或万有引力（重力）全部 联立解得T=2π Rt tan 用来提供向心力；结果是B实验中的砝码无法牵引 00 小车做匀加速直线运动，或细绳对小车无作用力，或 答案：(1)0 30 小车始终保持原来的运动状态.C实验中，锤子敲击弹 ttan 6 (2)AxGRt tan 0 簧片后，左端小球仍然静止，右端小球将做匀速运动 (3)2x Ri tan 0 答案：(1)BC 00 15.解析：(1)由图可知，当弹簧压缩量为0时，得M星球 (2)空间站内的物体处于完全失重状态，或万有引力 (重力)全部用来提供向心力①B实验中的砝码无 表面上的重力加速度g=3a0, 法牵引小车做匀加速直线运动，或细绳对小车无作 当弹簧的压缩量为0时，物体的加速度为0，则弹簧 用力，或小车始终保持原来的运动状态.②C实验中， 的弹力等于F=mg,所以弹簧的劲度系数：=F 锤子敲击弹簧片后，左端小球仍然静止，右端小球将 3mao 做匀速运动 xo 13.解析：(1)设地球质量为M,由万有引力提供向心力 (2)对星球表面的物依，有，GMm=mg, 可得Gm=m R2 r2 72r, 解得地球质量为M=4红r 解得星球的质量M=名R_3aR2 G G GT2 (2)飞船在椭圆轨道上正常运行经过B,点时，由牛颜 又：M=p.4R 3 第二定律可得GM=ma, 9ao r2 联立解得星球的密度p4πG讯 可得加速度大小为a=G4-4r, r2 2 答案：q)3ma 9ao x0 (2)4πGR 答案-11创新示范卷（五） 第五章 万有引力与宇宙航行 (75分钟100分) 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.每小题只有一个选项符合题目要求」 1.(2025·河北邯郸模拟)有关开普勒三大定律，结合图，下面说法正确的是( 火屈。 A.地球靠近太阳的过程中，运行速度的大小不变 B.地球绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上 地球太阳● 4- C.在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面 积相等 丝 D.火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间短 2.(2025·江西南昌一模)2024年5月，嫦娥六号探测器发射成功，开启了人类首次 从月球背面采样之旅.如图，假设嫦娥六号在环月椭圆轨道上沿图中箭头方向运 动，只受到月球的引力，αb为椭圆轨道长轴，cd为椭圆轨道短轴.某时刻嫦娥六 为嫦娥 数 号位于c点，则再经过二分之一周期它将位于轨道的 六号 A.b点 B.d点 C.b、d之间 D.a、d之间 3.(2025·江苏盐城期末)如图所示，若将月球视为质量分布均匀的球体，其质量为 M、半径为R,“嫦娥五号”探测器质量为m,引力常量为G,则此时月球对“嫦娥 五号”探测器的万有引力大小为 ( 中 A.G Mm R B.G C.G M D.GR 4.(2025·河北邢台模拟)在天文学上，常用地球公转轨道的半径作为长度单位， 祸 叫作天文单位，用符号AU表示，如图所示，哈雷彗星绕太阳运行 的轨道为椭圆，椭圆轨道的近日点到太阳中心的距离为0.6AU, 远日点到太阳的距离为35.0AU.哈雷星沿椭圆轨道绕太阳运行 太阴 的周期可等效为绕太阳做匀速圆周运动的周期，则等效圆的半 径为 A.4.1 AU B.8.9 AU C.12.3AU D.17.8AU 5.(2025·陕西西安模拟)2024年4月，神舟十八号飞船航天员乘组携带“水生密闭生态实验模块”进人 中国空间站“问天”实验舱，实施国内首次在轨水生生态系统研究项目.该模块主体为一个充满水的“太 仰 空鱼缸”，其中有金鱼藻和4条斑马鱼.该系统在轨运行期间，忽略空间站受到的空气摩擦力和地球之 总 外的天体引力，则 () A.斑马鱼受到浮力、地球引力和向心力 B.斑马鱼受到的浮力与地球引力大小相等，方向相反 C.斑马鱼所受向心力来自地球引力 D.斑马鱼所受地球引力与其在地面所受引力大小相等 6.(2025·河北石家庄模拟)《天问》是屈原笔下的不朽诗篇，而“天问”行星探紫系列代表着中国人对深空 物理研究的不懈追求，如图所示，半径相同的两球形行星A,B各有一个近表面卫星C、D,各自绕行周 期分别为T。,T。,已知二=反，忽略卫星到行是表面的商度则行星A,B的酱度之北为 () A. C.√2 D.2 2 2 5-1 7.(2025·四川遂宁模拟)如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附 近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星.关于a、b、c做匀速圆周运 动的说法中正确的是 ( A.a、b、c三物体，都仅由万有引力提供向心力 B.周期关系为T,>T>T C.线速度的大小关系为。<以<u D.向心加速度的大小关系为a>a>a 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6 分，选对但不全的得3分，有选错的得0分. 8.中俄曾联合实施探测火星计划，由中国负责研制的“莹火一号”火星探测器与俄罗斯研制的“福布斯-土 壤”火星探测器一起由俄罗斯“天顶”运载火箭发射前往火星.由于火箭故障未能成功，若发射成功，且 已知火星的质量约为地球质量的。，火星的半径约为地球半径的？.下列关于火星探测器的说法中正 确的是 () A.发射速度只要大于第一宇宙速度即可 B.发射速度只有达到第三宇宙速度才可以 C.发射速度应大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度 D,.火星探测器环绕火星运行的最大速度约为地球第一字宙速度的 9.(2025·江西南昌模拟)某天文爱好者观测赤道平面内做圆周运动的A、B两颗卫星的 运行规律，A是近地卫星，B卫星运行过程中离A卫星的最小距离为d,测得A卫星 的运行周期为T,B卫星的运行周期为3√3T,引力常量为G,π已知，忽略地球自转， 由此求得 A地球的半径为号 B,地球的密度为3π GT C地球的第一宇宙速度为号 D.地球表面的重力加速度为rd 3T 10.(2025·福建泉州一模)2024年4月25日，“神舟十八号”载人飞船发射升空， 次日与空间站天和核心舱自主交会对接成功.将二者对接前的轨道简化如图 轨道I为载人飞船运行的椭圆轨道，轨道Ⅱ为空间站运行的圆轨道，两轨道相 切于椭圆轨道的远地点a,b为椭圆轨道的近地点，c为轨道Ⅱ上一点，a、b、c三 点共线，则载人飞船 A.从b点运行到a点与空间站从c点运行到a点所用的时间相等 B.在轨道I上a点的加速度等于空间站在轨道Ⅱ上a点的加速度 C.在轨道I上4点的速度大于其在b点的速度 D.在轨道I上b点的速度大于空间站在轨道Ⅱ上c点的速度 三，非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(6分)2024年3月17日，探月工程四期“鹊桥二号”中继星和“长征八号”遥三运载火箭在中国文昌航 天发射场完成技术区相关工作，星箭组合体转运至发射区，计划于近日择机实施发射.请完成下列 填空： (1)为了充分利用地球的自转速度，在地球上发射卫星时应 (填“自西向东”“自东向西”“自南向 北”或“自北向南”)发射，发射点建在 (填“靠近赤道”或“靠近两极”)较好。 (2)若“鹊桥二号”中继星发射人轨后绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r,地球的质量为M,引力常 量为G,则入轨后“鹊桥二号”中继星的线速度大小为 ,周期为 12.(8分)某同学被中国空间站“天宫课堂”展示的奇妙现象深深吸引，联想到平时做过或思考过的实验， 他提出了一组问题并邀你作答： (1)在围绕地球做匀速圆周运动的空间站内，下列力学实验中，不能够顺利完成的是 和 (填正确答案标号). 5-2 A.探究两个互成角度的力的合成规律 像皮筋 弹簧测力计 轻质小圆环 国 刻度尺 B.探究加速度与力、质量的关系 打点计时器小车 细线 滑轮 菲带 轨道 水平实验弁 砝码 C.研究平抛运动的竖直分运动 弹簧片 小球 (2)不能够顺利完成的原因主要是 ,其结果是 (至少回答对一个实验造成的结果). 13.(10分)(2025·河南周口模拟)我国神舟十八号载人飞船于2024年04月25日 预定轨道 成功发射，其发射过程简化如下：飞船由火箭送入近地点为A、远地点为B的椭 圆轨道上，在B点变轨刚好与预定圆轨道上的空间站实现对接，空间站在预定 B 地球@ 圆轨道上运行的周期为T,预定圆轨道的半径为，椭圆轨道的远地点B到地心 距离为近地点A到地心距离的k倍，引力常量为G,求： 椭团轨道 (1)地球的质量： (2)飞船在椭圆轨道上正常运行经过B点时的加速度大小： (3)飞船从A运动到B点，需要的时间至少为多少. 5-3 14.(14分)(2025·陕西西安期末)载人登月计划是我国的“探月工程”计划中 实质性的目标.假设宇航员登上月球后，以初速度。水平抛出一个小球，测 得小球经时间t垂直落到倾角为0的斜坡上.已知引力常量为G,月球的半 径为R,不考虑月球自转的影响，求： (1)月球表面的重力加速度： 777//777/777777/77/刀. (2)月球的密度： (3)人造卫星绕月球表面做匀速圆周运动的最小周期T. 15.(16分)(2025·江苏常州模拟)宇航员在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水 平桌面上，把一质量为m的物体P轻放在弹簧上端由静止向下运动，物体的加 速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图所示.已知万有引力常量为G,星球M 的半径为R.求： (1)弹簧的劲度系数： (2)星球M的密度. 5-4 创新示范卷（五）》 (物理)答题卡 姓 名 准考证号 条形码粘片达（居巾） 缺考 注意事项 填涂样例 1.答题前，考生先将白己的姓名考证号填写清楚，并认真在规定位省附 正确填涂 好条形马。 违纪 2.选择题必须使用2B棉笔填涂：非选择题必须使开0.5毫米及以上黑色字 错误填涂 蓬的袋宁笔节马.要求宁体工整.笔连清楚。 3严格按照题号在相应的答题区域内作答，超山答题区域书写的答案无效。 ☑X☒) 4保持面消洁，不装订，不要折叠，不要破损。 )0】子 选择题 (共46分，1一7小题，每小题4分，8~10小题，每小题6分) 正确填涂 请在 1ABC回 2ABCD 3ABCD 4ABCD 5闪回gD 6ABCD 7ABCD 8ABCD 9AEC回 10ABCD 题目的 非选择题（共54分）（需用0.5毫米黑色签字笔书写） 题区域内作答 11.(6分) (1) ,超出边框的答案无效 (2) 12.(8分) (1) (2) 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 物理答题卡（五）第1页（共4页） 请在各题目的答题区城内作答，超出边框的答案无效 13.(10分) 预定例轨道 B地球 椭圆轨道 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 物理答题卡（五）第2页（共4页） 考生 考生务必将姓名，座号用0.5毫米黑色签字笔认真填写在书写框内，座号的 必填 姓名 座号 每个书写框只能填写一个阿拉伯数字.填写样例：若座号02，则填写为回② 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 14.(14分) 0 777777777/777/7/7777777777 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 物理答题卡（五）第3页（共4页） 请在各题日的答题区域内作答，超出边框的答案无效 15.(16分) a 请在各题目的答题区域内作答 ,超出边框的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 物理答题卡（五）第4页（共4页）