专题02 万有引力与宇宙航行（6大考点）（江苏专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一物理下学期期末真题分类汇编

专题02 万有引力与宇宙航行 开普勒行星运动定律 1．(23-24高一下·江苏南京某校·期末)关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　） A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆中心 B．地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率相等 C．表达式中，月球绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同 D．该定律是在牛顿运动定律的基础上推导出来的 2．(23-24高一下·江苏溧阳·期末)我国于1970年成功发射了“东方红一号”人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示，设该卫星在近地点、远地点的速度分别为、；地球卫星在近地轨道上的运行速度为。则（　　） A．， B．， C．， D．， 3．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)下列说法中正确的是（　　） A．火车转弯时所受的合外力为零 B．德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律 C．牛顿发现万有引力定律并利用扭秤实验比较准确地测出了引力常量 D．洗衣机脱水时湿衣物上面的水之所以被甩出去是因为受到了离心力的缘故 4．(23-24高一下·江苏淮安·期末)2024年5月8日，执行月背“挖宝”任务的嫦娥六号探测器，成功从绕月停泊轨道Ⅰ进入环月圆轨道Ⅱ，如图所示。关于嫦娥六号探测器下列说法中正确的是（　　） A．在轨道Ⅰ上，经P点的速度比经Q的小 B．在轨道Ⅰ上的运行周期比在Ⅱ上的长 C．从轨道Ⅰ上的P点进入到轨道Ⅱ需加速 D．经P点时，在轨道Ⅰ上的加速度比在轨道Ⅱ上的小 5．(23-24高一下·江苏徐州·期末)天问一号探测器成功发射后，顺利被火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星。经过轨道调整，探测器先沿椭圆轨道I运行，之后进入被称为火星停泊轨道的椭圆轨道II，如图所示，两轨道相切于近火点P，则天问一号探测器（　　） A．从轨道I进入轨道II需要在P点加速 B．在轨道I上的运行周期大于在轨道II上的运行周期 C．在轨道I经过P点的加速度小于在轨道II经过P点的加速度 D．相同时间内，在轨道I、II运行时，与火星连线扫过的面积相等 6．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)开普勒被誉为“天空的立法者”，关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　） A．太阳系的行星绕太阳做匀速圆周运动 B．同一行星在绕太阳运动时近日点速度小于远日点速度 C．绕太阳运行的八大行星中，离太阳越远的行星公转周期越大 D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 万有引力定律 1．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)下列万有引力常量单位正确的是（　　） A． B． C． D． 2．(23-24高一下·江苏镇江中学·期末)万有引力定律表达式中，的单位正确的是（　　） A． B． C． D． 3．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)下列说法符合物理学史实的是（　　） A．托勒密提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律 B．卡文迪什通过扭秤实验第一个测出引力常量G的值 C．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量 D．哥白尼提出了地心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律 4．(23-24高一下·江苏镇江中学·期末)设地球的质量均匀分布，地球半径为。现在距离地面处静止释放一个小物块，当小物块落到地面时，正好掉进一条贯穿地心的细直管道，则物体由静止开始运动到地球球心的过程中，加速度大小说法正确的是（　　） A．一直变大 B．先变大后不变 C．先变大后变小 D．先不变后变小 5．(23-24高一下·江苏泰州某校·期末)2024年4月12日，鹊桥二号中继星完成了在轨对通测试，任务取得圆满成功。它可为探月工程四期及后续国内外月球探测任务提供中继通信服务。如图所示，鹊桥二号中继星从环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入环月椭圆轨道Ⅱ。下列说法正确的是（　　） A．中继星沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ分别经过P点时受到月球的万有引力大小相等 B．中继星沿轨道Ⅱ运行时在P点的速度大于在Q点的速度 C．中继星沿轨道Ⅰ运动至P点时，需点火加速才能进入轨道Ⅱ D．中继星由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ后，中继星的机械能增加 6．(23-24高一下·江苏盐城响水中学·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（　　） A． B． C． D． 7．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)关于万有引力公式的理解，以下说法中正确的是（　　） A．牛顿首先得到了万有引力定律，并且用实验测定了引力常量G的数值 B．由公式可知，两物体紧靠在一起时万有引力无穷大 C．可看作质点的两物体间的引力可用公式计算 D．两个质点质量不变，距离变为原来的2倍，则它们之间的万有引力将变为原来的 8．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)2023年10月，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感三十九号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。在卫星逐渐远离地球的过程中，所受的地球引力（　　） A．不变 B．逐渐减小 C．逐渐增大 D．先减小后增大 9．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)3月23日，航天员在“天宫课堂”中做了一个“水球光学实验”，地面上的同学观察到水球悬浮在太空舱中，水球能悬浮的原因是（　　） A．所受重力为零 B．受到太空舱给水球的力与重力平衡 C．所受重力比在地面上所受重力小 D．所受重力充当水球绕地球转动的向心力 10．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)一个半径为r、质量为M的星球，万有引力常量为G，星球表面的重力加速度是（　　） A． B． C． D． 11．(23-24高一下·江苏盐城响水中学·期末)人造卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为v，轨道半径为r，已知引力常量为G，根据万有引力定律，可算出地球的质量为 A． B． C． D． 天体质量和密度的计算 1．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视作半径为r的圆。已知万有引力常量为G，则太阳的质量为 （　　） A． B． C． D． 2．(23-24高一下·江苏淮安·期末)2024年4月26日，神舟十八号三名航天员成功入驻“天宫”空间站。空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动，已知地球半径为R，万有引力常量为G，空间站的运行周期为T，轨道高度为h，忽略地球自转的影响。求： （1）空间站的运行速率v； （2）地球的质量 3．(23-24高一下·江苏南京汉开书院·期末)若宇航员登上月球后，在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎同时落地。若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面。已知引力常量为G，月球的半径为R。求：（不考虑月球自转的影响） (1)月球表面的自由落体加速度大小g月； (2)月球的质量M； 4．(23-24高一下·江苏南通·期末)2024年6月4，嫦娥六号完成世界首次月球背面采样，采样后返回时先进入近月圆轨道Ⅰ．再进入椭圆轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ的Q点与返回器对接，图中P、Q分别为椭圆轨道的近月点和远月点．已知月球半径为R，嫦娥六号在轨道Ⅰ运行周期为T，Q点离月球表面的高度为h，万有引力常量为G。求： （1）月球的质量M； （2）嫦娥六号第一次从P点飞行到Q点的时间t。 5．(23-24高一下·江苏镇江中学·期末)某双星由质量不等的星体和构成，两星体在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为，到点的距离为，和的距离为，已知引力常量为，请计算： (1)的加速度大小； (2)的质量； (3)双星的总质量。 宇宙速度的理解和计算 1．(23-24高一下·江苏溧阳·期末)2024年1月18日，我国成功完成了天舟七号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，离地面高度约400km；地球静止卫星离地面高度约为36000km。下列说法正确的是（　　） A．组合体中的货物处于超重状态 B．组合体的运行速度略小于7.9km/s C．地球静止卫星的运行速度略大于7.9km/s D．组合体的加速度比地球静止卫星的小 2．(23-24高一下·江苏南京汉开书院·期末)牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中曾设想，在高山上水平抛出物体，若速度一次比一次大，落点就一次比一次远。当速度足够大时，物体就不会落回地面而成为人造卫星。若不计空气阻力，这个足够大的速度至少为（　　） A．7.9 m/s B．7.9 km/s C．11.2 km/s D．16.7 km/s 3．(23-24高一下·江苏常州联盟学校·期末)某同学设想驾驶一辆由火箭提供动力的陆地太空两用汽车，沿赤道行驶且汽车相对于地球的速度可以任意增加，不计空气阻力。当汽车速度增加到某一值时，汽车将脱离地面成为绕地球做圆周运动的“航天汽车”。下列相关说法正确的是（已知地球半径R=6400km，g取）（    ） A．汽车速度达到7.9km/s时，将脱离地面 B．汽车在地面上速度增加时，对地面的压力增大 C．此“航天汽车”环绕地球做匀速圆周运动的最小周期为24h D．此“航天汽车”内可用天平称质量 4．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)第一宇宙速度又叫环绕速度，已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，则地球的“第一宇宙速度”可表示为（　　） A． B． C． D． 5．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中曾设想，在高山上水平抛出物体，若速度一次比一次大，落点就一次比一次远。当速度足够大时，物体就不会落回地面而成为人造卫星。若不计空气阻力，这个足够大的速度至少为（　　） A．7.9 m/s B．7.9 km/s C．11.2 km/s D．16.7 km/s 6．(23-24高一下·江苏泰州·期末)某中子星的质量大约与太阳的质量相等，为M，但是它的半径只有R，引力常量为G。 （1）求此中子星表面的自由落体加速度g。 （2）贴近中子星表面，求沿圆轨道运动的小卫星的速度v。 7．(23-24高一下·江苏徐州·期末)2024年6月，嫦娥六号探测器成功完成人类首次月球背面采样，随后将月球样品容器安全转移至返回器中。已知嫦娥六号的返回器在半径为r的轨道上绕月球做匀速圆周运动，周期为T，月球半径为R，引力常量为G。求： （1）月球的质量M； （2）月球的第一宇宙速度v。 8．(23-24高一下·江苏镇江·期末)如图所示，人造卫星A绕地心做匀速圆周运动。已知地球的半径为R，A距地面的高度为h，周期为T，万有引力常量为G。求： （1）地球的质量； （2）地球的第一宇宙速度。 9．(23-24高一下·江苏无锡·期末)2024年5月3日，我国嫦娥六号成功发射，经过地月转移后顺利在月球表面做匀速圆周运动，此后着陆器和上升器组合体完成月背采样后，上升器带回样品。已知嫦娥六号在月球表面运动周期为T，万有引力常量为G，月球可视为球体，其半径为R。求： （1）月球的质量； （2）上升器至少需要多大的发射速度才能回到嫦娥六号？ 卫星运动参量的比较和计算 1．(23-24高一下·江苏南京某校·期末)北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统，2020年我国已发送了北斗系统最后一颗卫星，从此北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做匀速圆周运动，a是地球静止卫星，（忽略地球自转）则（　　） A．卫星a的向心加速度大于地球表面重力加速度 B．卫星a的加速度大于b的加速度 C．卫星b的周期大于 D．卫星a的角速度小于c的角速度 2．(23-24高一下·江苏南京六校联合体·期末)如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2。若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的（　　） A．速度大 B．向心加速度大 C．运行周期长 D．角速度大 3．(23-24高一下·江苏淮安·期末)2023年8月25日，我国发射了世界首颗高轨合成孔径雷达卫星。如图所示，与近地卫星相比，该卫星绕地球运动的（　　） A．周期更长 B．角速度更大 C．速度更大 D．加速度更大 4．(23-24高一下·江苏扬州·期末)2024年5月8日，“嫦娥六号”月球探测器成功实施近月制动，顺利进入绕月椭圆轨道。如图所示，位置A距离月球最近，位置C距离月球最远。“嫦娥六号”（　　） A．在C点的速度最大 B．从A点到B点做加速运动 C．在A点的加速度最大 D．从B点到C点加速度方向沿轨迹的切线方向 5．(23-24高一下·江苏泰州·期末)天启星座是我国首个正在建设的低轨卫星物联网星座，这些低轨道卫星的周期大约为100分钟。则关于这些做圆周运动的低轨道卫星，下列说法正确的是（　　） A．线速度可能大于 B．角速度小于地球静止卫星的角速度 C．加速度大于地球静止卫星的加速度 D．所需的向心力一定大于地球静止卫星所需的向心力 6．(23-24高一下·江苏南京某校·期末)如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知 a、b、c三颗卫星的运动均看做匀速圆周运动，其中a是地球静止卫星，则（　　） A．卫星b的周期等于24h B．卫星 a发射时应该自东向西发射 C．卫星c的发射速度必须大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度 D．卫星a在运行时可以经过连云港的正上方，且离地面的高度是一定的 7．(23-24高一下·江苏连云港·期末)如图所示，卫星A、B绕地心O做匀速圆周运动，关于卫星A、B的线速度v、角速度、向心加速度a、向心力F大小关系正确的是（　　） A．vA＞vB B．A＜B C．aA＜aB D．FA＞FB 8．(23-24高一下·江苏无锡第一中学·期末)如图所示，人造地球卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，若用T、v、a、E分别表示卫星的周期、速度、加速度、机械能这些物理量的大小，则下列关系一定正确的是（　　） A．TA<TB B．vA<vB C．aA<aB D．EA<EB 9．(23-24高一下·江苏苏州·期末)如图所示，卫星沿椭圆轨道绕地球运行，周期为T，A点是远地点，B点是近地点，CD是椭圆轨道的短轴。则卫星从A经C到B的运行过程中，下列说法正确的是（　　） A．卫星运行的周期由地球和卫星的质量共同决定 B．卫星从A点到C点所用的时间等于 C．卫星从A点到B点的过程中速度变大 D．卫星在B点时机械能最大 10．(23-24高一下·江苏南通·期末)一些航天器在其使命结束后会进入“垃圾轨道”做圆周运动，这类轨道位于地球同步轨道之上200～300公里．则处于“垃圾轨道”的航天器（    ） A．周期比地球自转周期小 B．运行速度比地球第一宇宙速度大 C．加速度比地球静止卫星的小 D．加速度比地球表面的重力加速度大 11．(23-24高一下·江苏镇江中学·期末)同一颗人造卫星，若沿不同的半径绕地球做圆周运动，以下说法正确的是（　　） A．轨道半径越大，动能越小，机械能越小 B．轨道半径越大，动能越大，机械能越大 C．卫星转动周期可以小于60分钟 D．卫星转动周期可以大于24小时 12．(23-24高一下·江苏无锡·期末)我国自行研制的北斗导航系统，已全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业，是国之重器，利国利民。已知北斗导航系统中有一颗地球静止轨道卫星，关于该卫星，下列说法中正确的是（　　） A．该卫星可能定点在北京正上空 B．地球赤道上物体随地球自转的周期小于该卫星的运转周期 C．该卫星要比其他近地卫星所受地球的引力要大 D．该卫星在运行过程中不可能撞上其他地球静止轨道卫星 13．(23-24高一下·江苏无锡·期末)如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动．据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动．以、分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，表示地球静止卫星向心加速度的大小．以下判断正确的是（　　） A． B． C． D． 14．(23-24高一下·江苏无锡·期末)人造卫星离地面距离等于地球半径,卫星以速度沿圆轨道运动,设地面上的重力加速度为,则(   ) A． B． C． D． 15．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球静止同步轨道卫星，这些卫星的（　　） A．质量可以不同 B．轨道半径可以不同 C．轨道平面可以不同 D．速率可以不同 16．(23-24高一下·江苏溧阳·期末)2022年6月5日，我国神舟十四号载人飞船成功发射，并与空间站成功对接，航天员乘组顺利进驻天和核心舱。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响。 （1）求地球第一宇宙速度； （2）若将空间站绕地球的运动看作匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求空间站的运行周期T。 17．(23-24高一下·江苏连云港·期末)7．2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，于5月10日进入离月球表面高为h的绕月圆形轨道，已知月球质量为M、半径为R，万有引力常量为G，忽略月球自转的影响，求： （1）月球表面的重力加速度大小g； （2）嫦娥六号在该圆形轨道上运行的线速度大小v。 18．(23-24高一下·江苏无锡第一中学·期末)8．某卫星在地球赤道平面内以周期绕地球做匀速圆周运动，它距离地面的高度为地球半径的2倍，已知地球半径为，引力常量为。求： （1）该卫星绕地球运动的线速度的大小； （2）地球的质量。 19．(23-24高一下·江苏扬州·期末)9．如图所示，我国空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知空间站做圆周运动的轨道半径为r，地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G。忽略地球自转的影响，求： （1）地球的质量M； （2）空间站绕地球运动的周期T。 航天器的变轨问题 1．(23-24高一下·江苏南京六校联合体·期末)北京时间2024年5月3日17时27分，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，嫦娥六号顺利发射。如图所示，嫦娥六号探测器如图示将进行多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”将降落月球表面，下列关于嫦娥六号探测器说法正确的是（　　） A．在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B．在P点由轨道1进入轨道2需要减速 C．分别由轨道1与轨道2经过P点时，机械能相同 D．在轨道2上经过P点时的速度大于经过Q点时的速度 2．(23-24高一下·江苏无锡·期末)“嫦娥六号”探测器发射到月球上要经过多次变轨，其中Ⅱ为圆轨道，Ⅲ为椭圆轨道，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．探测器在轨道Ⅱ上运动时需要火箭提供动力 B．探测器在轨道Ⅲ上运动时需要火箭提供动力 C．探测器在P点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ必须加速 D．探测器在P点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ必须减速 3．(23-24高一下·江苏苏州·期末)如图所示，载人飞船先后在圆形轨道I、椭圆轨道II和圆形轨道III上运行。已知轨道I、III的半径分别为、，轨道I和II、II和III分别相切于A、B两点，则飞船（　　） A．在轨道III上加速追上天和核心舱完成对接 B．在轨道II和轨道I上经过A点时加速度相同 C．在轨道II和轨道I上运行的周期之比为 D．在轨道III和轨道I上的线速度大小之比为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 万有引力与宇宙航行 开普勒行星运动定律 1．(23-24高一下·江苏南京某校·期末)关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　） A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆中心 B．地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率相等 C．表达式中，月球绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同 D．该定律是在牛顿运动定律的基础上推导出来的 【答案】C 【来源】江苏省南京市某校2023-2024学年高一下学期期末模拟考试物理试题 【解析】A．根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A错误； B．根据开普勒第二定律可知，地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点的运行速率大于远日点的运行速率，故B错误； C．根据开普勒第三定律可知 其中k与中心天体的质量有关，故月球绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同，故C正确； D．开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，但不是在牛顿运动定律的基础上导出了行星运动规律，故D错误。 故选C。 2．(23-24高一下·江苏溧阳·期末)我国于1970年成功发射了“东方红一号”人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示，设该卫星在近地点、远地点的速度分别为、；地球卫星在近地轨道上的运行速度为。则（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【来源】江苏省溧阳市2023-2024学年高一下学期期末教学质量调研物理试题 【解析】根据开普勒第二定律可得 因为 可得 卫星在近地点进入近地圆轨道要减速做向心运动，可知 故选A。 3．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)下列说法中正确的是（　　） A．火车转弯时所受的合外力为零 B．德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律 C．牛顿发现万有引力定律并利用扭秤实验比较准确地测出了引力常量 D．洗衣机脱水时湿衣物上面的水之所以被甩出去是因为受到了离心力的缘故 【答案】B 【来源】江苏省扬州市邗江中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】A．火车转弯时，铁轨对火车的支持力和火车自身重力的合力提供向心力，此时火车合外力不为零，故A错误； B．德国天文学家开普勒研究了第谷观测记录的天文数据，总结出了开普勒三大定律，故B正确； C．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤测出了引力常量，故C错误； D．洗衣机脱水时，附着在衣服上的水被甩掉，是因为衣服与水之间的附着力不足以提供做圆周运动所需要的向心力，所以水做离心运动被甩掉，而不是受到离心力的作用，故D错误。 故选B。 4．(23-24高一下·江苏淮安·期末)2024年5月8日，执行月背“挖宝”任务的嫦娥六号探测器，成功从绕月停泊轨道Ⅰ进入环月圆轨道Ⅱ，如图所示。关于嫦娥六号探测器下列说法中正确的是（　　） A．在轨道Ⅰ上，经P点的速度比经Q的小 B．在轨道Ⅰ上的运行周期比在Ⅱ上的长 C．从轨道Ⅰ上的P点进入到轨道Ⅱ需加速 D．经P点时，在轨道Ⅰ上的加速度比在轨道Ⅱ上的小 【答案】B 【来源】 江苏省淮安市2023-2024学年高一下学期期末调研测试物理试卷 【解析】A．根据开普勒第二定律知，在轨道Ⅰ上，经近月点P的速度比经远月点Q的大，故A错误； B．在轨道Ⅰ上的运行轨道半长轴比在Ⅱ上轨道半径大，根据开普勒第三定律知在轨道Ⅰ上的运行周期比在Ⅱ上的长，故B正确； C．从轨道Ⅰ上的P点进入到轨道Ⅱ由高轨道进入低轨道做近心运动，需减速，故C错误； D．根据牛顿第二定律 解得 经P点时，在轨道Ⅰ上与在轨道Ⅱ上到月心的距离r相同，则经P点时，在轨道Ⅰ上的加速度等于在轨道Ⅱ上的加速度，故D错误。故选B。 5．(23-24高一下·江苏徐州·期末)天问一号探测器成功发射后，顺利被火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星。经过轨道调整，探测器先沿椭圆轨道I运行，之后进入被称为火星停泊轨道的椭圆轨道II，如图所示，两轨道相切于近火点P，则天问一号探测器（　　） A．从轨道I进入轨道II需要在P点加速 B．在轨道I上的运行周期大于在轨道II上的运行周期 C．在轨道I经过P点的加速度小于在轨道II经过P点的加速度 D．相同时间内，在轨道I、II运行时，与火星连线扫过的面积相等 【答案】B 【来源】 江苏省徐州市2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题 【解析】A．探测器需在轨道I上的P点减速，做向心运动进入轨道II，故A错误； B．根据开普勒第三定律 轨道I的半轴长大于轨道II的半轴长，故在轨道I上的运行周期大于在轨道II上的运行周期，故B正确； C．根据牛顿第二定律 可得 故在轨道I经过P点的加速度等于在轨道II经过P点的加速度，故C错误； D．根据开普勒第二定律，在同一轨道，相同时间内，探测器与火星连线扫过的面积相等，故相同时间内，在轨道I、II运行时，与火星连线扫过的面积不相等，故D错误。故选B。 6．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)开普勒被誉为“天空的立法者”，关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　） A．太阳系的行星绕太阳做匀速圆周运动 B．同一行星在绕太阳运动时近日点速度小于远日点速度 C．绕太阳运行的八大行星中，离太阳越远的行星公转周期越大 D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 【答案】C 【来源】江苏省扬州市邗江中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】A．根据开普勒第一定律可知，太阳系的行星绕太阳做椭圆运动，故A错误； B．根据开普勒第二定律可知，同一行星在绕太阳运动时近日点速度大于远日点速度，故B错误； C．根据开普勒第三定律可知，绕太阳运行的八大行星中，离太阳越远的行星公转周期越大，故C正确； D．根据开普勒第二定律可知，同一行星在绕太阳运动时，在相等时间内行星与太阳连线扫过的面积相等，该规律只针对同一轨道，可知火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，故D错误。故选C。 万有引力定律 1．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)下列万有引力常量单位正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【来源】江苏省扬州市邗江中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】根据万有引力定律 式中质量m的单位为kg，距离r的单位为m，引力F的单位为N，由公式推导得出，G的单位为N·m2/kg2。故选A。 2．(23-24高一下·江苏镇江中学·期末)万有引力定律表达式中，的单位正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【来源】江苏省镇江中学2023-2024学年高一下学期6月期末统测模拟物理试卷 【解析】根据 可得G的单位正确的是 故选D。 3．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)下列说法符合物理学史实的是（　　） A．托勒密提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律 B．卡文迪什通过扭秤实验第一个测出引力常量G的值 C．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量 D．哥白尼提出了地心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律 【答案】B 【来源】江苏省扬州市邗江中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】A．托勒密提出了地心说，地球处于宇宙中心静止不动。从地球向外依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星，在各自的轨道上绕地球运转，A错误； BC．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，B正确、C错误； D．开普勒通过对行星运动的观察，发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，完善了哥白尼的日心说，得出了开普勒行星运动定律，D错误；故选B。 4．(23-24高一下·江苏镇江中学·期末)设地球的质量均匀分布，地球半径为。现在距离地面处静止释放一个小物块，当小物块落到地面时，正好掉进一条贯穿地心的细直管道，则物体由静止开始运动到地球球心的过程中，加速度大小说法正确的是（　　） A．一直变大 B．先变大后不变 C．先变大后变小 D．先不变后变小 【答案】C 【来源】江苏省镇江中学2023-2024学年高一下学期6月期末统测模拟物理试卷 【解析】设小物块到地面的高度为h，则其落到地面之前，有 可知，该过程加速度逐渐变大，根据质量均匀分布的球壳对球壳内任一位置处的物体的万有引力为零，可知小物体进入管道后 其中，r为小物块到地心的距离，可知该过程加速度变小。 故选C。 5．(23-24高一下·江苏泰州某校·期末)2024年4月12日，鹊桥二号中继星完成了在轨对通测试，任务取得圆满成功。它可为探月工程四期及后续国内外月球探测任务提供中继通信服务。如图所示，鹊桥二号中继星从环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入环月椭圆轨道Ⅱ。下列说法正确的是（　　） A．中继星沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ分别经过P点时受到月球的万有引力大小相等 B．中继星沿轨道Ⅱ运行时在P点的速度大于在Q点的速度 C．中继星沿轨道Ⅰ运动至P点时，需点火加速才能进入轨道Ⅱ D．中继星由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ后，中继星的机械能增加 【答案】A 【来源】江苏省泰州市某校2023-2024学年高一下学期6月期末考前演练物理试题 【解析】A．根据万有引力定律可得 可知中继星沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ分别经过P点时受到月球的万有引力大小相等，故A正确； B．根据开普勒第二定律可知，中继星沿轨道Ⅱ运行时在P点的速度小于在Q点的速度，故B错误； CD．卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速，则中继星沿轨道Ⅰ运动至P点时，需点火减速才能进入轨道Ⅱ，则中继星由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ后，中继星的机械能减小，故CD错误。故选A。 6．(23-24高一下·江苏盐城响水中学·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（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【来源】江苏省盐城市响水中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题（必修） 【解析】根据万有引力定律可知火星对探测器的万有引力大小 故选A。 7．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)关于万有引力公式的理解，以下说法中正确的是（　　） A．牛顿首先得到了万有引力定律，并且用实验测定了引力常量G的数值 B．由公式可知，两物体紧靠在一起时万有引力无穷大 C．可看作质点的两物体间的引力可用公式计算 D．两个质点质量不变，距离变为原来的2倍，则它们之间的万有引力将变为原来的 【答案】C 【来源】江苏省扬州市邗江中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】A．卡文迪许用实验测定了引力常量G的数值，A错误； B．两物体紧靠在一起时，万有引力公式不再适用，B错误； C．可看作质点的两物体间的引力可用公式计算，C正确； D．根据公式，两个质点质量不变，距离变为原来的2倍，则它们之间的万有引力将变为原来的，D错误。故选C。 8．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)2023年10月，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感三十九号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。在卫星逐渐远离地球的过程中，所受的地球引力（　　） A．不变 B．逐渐减小 C．逐渐增大 D．先减小后增大 【答案】B 【来源】江苏省扬州市邗江中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】根据万有引力定律有 由上式可知，卫星逐渐远离地球的过程中，卫星到地球球心的距离逐渐变大，故卫星所受的地球引力逐渐变小。故选B。 9．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)3月23日，航天员在“天宫课堂”中做了一个“水球光学实验”，地面上的同学观察到水球悬浮在太空舱中，水球能悬浮的原因是（　　） A．所受重力为零 B．受到太空舱给水球的力与重力平衡 C．所受重力比在地面上所受重力小 D．所受重力充当水球绕地球转动的向心力 【答案】D 【来源】江苏省扬州市邗江中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】A．所受重力不为零；A错误； B．水球绕地球做圆周运动，故水球受力不平衡；B错误； C．所受重力比在地面上所受重力小，但不是水球悬浮的原因；C错误； D．所受重力充当水球绕地球转动的向心力，所以水球可以悬浮在太空舱中，D正确。 故选D。 10．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)一个半径为r、质量为M的星球，万有引力常量为G，星球表面的重力加速度是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【来源】江苏省扬州市邗江中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】由万有引力公式 可知星球表面的重力加速度是。 故选A。 11．(23-24高一下·江苏盐城响水中学·期末)人造卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为v，轨道半径为r，已知引力常量为G，根据万有引力定律，可算出地球的质量为 A． B． C． D． 【答案】A 【来源】江苏省盐城市响水中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题（必修） 【解析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为v，轨道半径为r，已知引力常量为G，则对卫星，解得：地球的质量．故A项正确，BCD三项错误． 天体质量和密度的计算 1．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视作半径为r的圆。已知万有引力常量为G，则太阳的质量为 （　　） A． B． C． D． 【答案】A 【来源】江苏省扬州市邗江中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】设行星质量为m，根据牛顿第二定律有 解得 故选A。 2．(23-24高一下·江苏淮安·期末)2024年4月26日，神舟十八号三名航天员成功入驻“天宫”空间站。空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动，已知地球半径为R，万有引力常量为G，空间站的运行周期为T，轨道高度为h，忽略地球自转的影响。求： （1）空间站的运行速率v； （2）地球的质量 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省淮安市2023-2024学年高一下学期期末调研测试物理试卷 【解析】（1）根据速度与周期的关系有 解得 （2）根据万有引力提供向心力，可得 解得 3．(23-24高一下·江苏南京汉开书院·期末)若宇航员登上月球后，在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎同时落地。若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面。已知引力常量为G，月球的半径为R。求：（不考虑月球自转的影响） (1)月球表面的自由落体加速度大小g月； (2)月球的质量M； 【答案】(1)；(2) 【来源】江苏省南京市汉开书院2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷 【解析】(1)月球表面附近的物体做自由落体运动，有 h＝g月t2 所以月球表面的自由落体加速度大小 (2)因不考虑月球自转的影响，则有 月球的质量 4．(23-24高一下·江苏南通·期末)2024年6月4，嫦娥六号完成世界首次月球背面采样，采样后返回时先进入近月圆轨道Ⅰ．再进入椭圆轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ的Q点与返回器对接，图中P、Q分别为椭圆轨道的近月点和远月点．已知月球半径为R，嫦娥六号在轨道Ⅰ运行周期为T，Q点离月球表面的高度为h，万有引力常量为G。求： （1）月球的质量M； （2）嫦娥六号第一次从P点飞行到Q点的时间t。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省南通市2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题 【解析】（1）根据万有引力周期公式 解得 （2）嫦娥六号第一次从P点飞行到Q做椭圆运动，其时间恰为椭圆周期的一半，利用开普勒第三定律 其中 解得 所以 5．(23-24高一下·江苏镇江中学·期末)某双星由质量不等的星体和构成，两星体在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为，到点的距离为，和的距离为，已知引力常量为，请计算： (1)的加速度大小； (2)的质量； (3)双星的总质量。 【答案】(1) (2) (3) 【来源】江苏省镇江中学2023-2024学年高一下学期6月期末统测模拟物理试卷 【解析】（1）的加速度大小 （2）根据万有引力提供向心力有 解得 ， （3）双星的总质量 宇宙速度的理解和计算 1．(23-24高一下·江苏溧阳·期末)2024年1月18日，我国成功完成了天舟七号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，离地面高度约400km；地球静止卫星离地面高度约为36000km。下列说法正确的是（　　） A．组合体中的货物处于超重状态 B．组合体的运行速度略小于7.9km/s C．地球静止卫星的运行速度略大于7.9km/s D．组合体的加速度比地球静止卫星的小 【答案】B 【来源】江苏省溧阳市2023-2024学年高一下学期期末教学质量调研物理试题 【解析】A．组合体绕地球做匀速圆周运动，组合体中的货物处于完全失重状态，故A错误； BC．根据万有引力提供向心力得 解得 地球第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，可知组合体的运行速度略小于7.9km/s，地球静止卫星的运行速度小于7.9km/s，故B正确，C错误； D．根据万有引力提供向心力得 可得 可知组合体的加速度比地球静止卫星的大，故D错误。 故选B。 2．(23-24高一下·江苏南京汉开书院·期末)牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中曾设想，在高山上水平抛出物体，若速度一次比一次大，落点就一次比一次远。当速度足够大时，物体就不会落回地面而成为人造卫星。若不计空气阻力，这个足够大的速度至少为（　　） A．7.9 m/s B．7.9 km/s C．11.2 km/s D．16.7 km/s 【答案】B 【来源】江苏省南京市汉开书院2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷 【解析】当物体的速度大到向心力恰好等于地球的万有引力时，物体就能成为地球的卫星而不落到地球上，这个足够大的速度是地球的第一宇宙速度，大小是7.9 km/s。 故选B。 3．(23-24高一下·江苏常州联盟学校·期末)某同学设想驾驶一辆由火箭提供动力的陆地太空两用汽车，沿赤道行驶且汽车相对于地球的速度可以任意增加，不计空气阻力。当汽车速度增加到某一值时，汽车将脱离地面成为绕地球做圆周运动的“航天汽车”。下列相关说法正确的是（已知地球半径R=6400km，g取）（    ） A．汽车速度达到7.9km/s时，将脱离地面 B．汽车在地面上速度增加时，对地面的压力增大 C．此“航天汽车”环绕地球做匀速圆周运动的最小周期为24h D．此“航天汽车”内可用天平称质量 【答案】A 【来源】江苏省常州市联盟学校2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷 【解析】A．当速度增大到某一值时，支持力恰好为零，重力全部提供向心力 汽车将离开地面绕地球做圆周运动，成为近地卫星，故A正确； B．“航天汽车”绕地心做圆周运动，其重力、地面支持力的合力提供向心力，速度越大，支持力越小，对“航天汽车”的压力越小，故B错误； C．当“航天汽车”围绕地球表面做匀速圆周运动时周期最小，根据 解得 故C错误； D．天平实际上是等臂杠杆，根据杠杆平衡原理，被测物体的质量就等于砝码的质量，“航天汽车”完全失重，物体和砝码对天平两臂上的托盘的压力为零，天平始终平衡，无法测量物体的质量，故D错误。故选A。 4．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)第一宇宙速度又叫环绕速度，已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，则地球的“第一宇宙速度”可表示为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【来源】江苏省扬州市邗江中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】当卫星贴地环绕地球做圆周运动有 或 化简可得地球的“第一宇宙速度”为 或 故选B。 5．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中曾设想，在高山上水平抛出物体，若速度一次比一次大，落点就一次比一次远。当速度足够大时，物体就不会落回地面而成为人造卫星。若不计空气阻力，这个足够大的速度至少为（　　） A．7.9 m/s B．7.9 km/s C．11.2 km/s D．16.7 km/s 【答案】B 【来源】江苏省扬州市邗江中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】当物体的速度大到向心力恰好等于地球的万有引力时，物体就能成为地球的卫星而不落到地球上，这个足够大的速度是地球的第一宇宙速度，大小是7.9 km/s。 故选B。 6．(23-24高一下·江苏泰州·期末)某中子星的质量大约与太阳的质量相等，为M，但是它的半径只有R，引力常量为G。 （1）求此中子星表面的自由落体加速度g。 （2）贴近中子星表面，求沿圆轨道运动的小卫星的速度v。 【答案】（1）；（2） 【来源】 江苏省泰州市2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题 【解析】（1）在中子星表面有 解得 （2）对贴近中子星表面的圆轨道运动的小卫星有 解得 7．(23-24高一下·江苏徐州·期末)2024年6月，嫦娥六号探测器成功完成人类首次月球背面采样，随后将月球样品容器安全转移至返回器中。已知嫦娥六号的返回器在半径为r的轨道上绕月球做匀速圆周运动，周期为T，月球半径为R，引力常量为G。求： （1）月球的质量M； （2）月球的第一宇宙速度v。 【答案】（1）；（2） 【来源】 江苏省徐州市2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题 【解析】（1）根据万有引力提供向心力 解得月球的质量为 （2）根据万有引力提供向心力 解得月球的第一宇宙速度 8．(23-24高一下·江苏镇江·期末)如图所示，人造卫星A绕地心做匀速圆周运动。已知地球的半径为R，A距地面的高度为h，周期为T，万有引力常量为G。求： （1）地球的质量； （2）地球的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省镇江市2023-2024学年高一下学期6月期末考试物理试题 【解析】（1）设地球的质量为M，卫星A的质量为，卫星A的万有引力提供向心力，有 则地球的质量 （2）设近地卫星的质量为m，近地卫星的万有引力提供向心力，有 解得 由（1）得 联立解得地球的第一宇宙速度 9．(23-24高一下·江苏无锡·期末)2024年5月3日，我国嫦娥六号成功发射，经过地月转移后顺利在月球表面做匀速圆周运动，此后着陆器和上升器组合体完成月背采样后，上升器带回样品。已知嫦娥六号在月球表面运动周期为T，万有引力常量为G，月球可视为球体，其半径为R。求： （1）月球的质量； （2）上升器至少需要多大的发射速度才能回到嫦娥六号？ 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省无锡市2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】（1）嫦娥六号在月球表面做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有 可得，月球的质量为 （2）在月球表面，根据万有引力提供向心力有 可得，月球的最小发射速度为 则上升器至少需要的发射速度才能回到嫦娥六号。 卫星运动参量的比较和计算 1．(23-24高一下·江苏南京某校·期末)北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统，2020年我国已发送了北斗系统最后一颗卫星，从此北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做匀速圆周运动，a是地球静止卫星，（忽略地球自转）则（　　） A．卫星a的向心加速度大于地球表面重力加速度 B．卫星a的加速度大于b的加速度 C．卫星b的周期大于 D．卫星a的角速度小于c的角速度 【答案】D 【来源】江苏省南京市某校2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】A． 由于忽略地球自转，则地球表面处的重力加速度和近地卫星的加速度相等，由万有引力提供向心力 因为卫星a的半径大于近地卫星的半径，所以卫星a的向心加速度小于贴地卫星的向心加速度，A错误； B．根据万有引力提供向心 得，向心加速度为 因为卫星a与卫星b的轨道半径相等，所以卫星a的加速度等于b的加速度，B错误； C．因为卫星a是地球静止卫星，而卫星a与卫星b的轨道半径相等，由万有引力提供向心力 可得，卫星a与卫星b的周期相等，故卫星b的周期为 C错误； D．根据万有引力提供向心力 得，卫星的角速度为 可得，轨道半径越大角速度越小，故卫星a的角速度小于c的角速度，D正确。 故选D。 2．(23-24高一下·江苏南京六校联合体·期末)如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2。若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的（　　） A．速度大 B．向心加速度大 C．运行周期长 D．角速度大 【答案】C 【来源】 江苏省南京市六校联合体2023-2024学年高一下学期6月期末考试物理试题 【解析】根据万有引力提供飞船的向心力得 可得 由这些关系可以看出，飞船从轨道1变轨至轨道2，轨道半径r变大，故线速度v变小，向心加速度a变小，角速度变小，而运行周期T变长，故C正确，ABD错误。 故选C。 3．(23-24高一下·江苏淮安·期末)2023年8月25日，我国发射了世界首颗高轨合成孔径雷达卫星。如图所示，与近地卫星相比，该卫星绕地球运动的（　　） A．周期更长 B．角速度更大 C．速度更大 D．加速度更大 【答案】A 【来源】 江苏省淮安市2023-2024学年高一下学期期末调研测试物理试卷 【解析】根据万有引力等于向心力为 解得 因为合成孔径雷达卫星的半径大于近地卫星的半径，故其线速度、角速度和加速度都小于近地卫星的线速度、角速度和加速度，而其周期大于近地卫星的周期。 故选A。 4．(23-24高一下·江苏扬州·期末)2024年5月8日，“嫦娥六号”月球探测器成功实施近月制动，顺利进入绕月椭圆轨道。如图所示，位置A距离月球最近，位置C距离月球最远。“嫦娥六号”（　　） A．在C点的速度最大 B．从A点到B点做加速运动 C．在A点的加速度最大 D．从B点到C点加速度方向沿轨迹的切线方向 【答案】C 【来源】江苏省扬州市2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷 【解析】A．位置C距离月球最远，因此势能最大，根据机械能守恒，探测器动能最小，速度最小，故A错误； B．从A点到B点，势能增大，动能减小，故做减速运动，故B错误； C．根据万有引力提供向心力 则在A点的距离最近，加速度最大，故C正确； D．从B点到C点加速度方向都指向月球，故D错误； 故选C。 5．(23-24高一下·江苏泰州·期末)天启星座是我国首个正在建设的低轨卫星物联网星座，这些低轨道卫星的周期大约为100分钟。则关于这些做圆周运动的低轨道卫星，下列说法正确的是（　　） A．线速度可能大于 B．角速度小于地球静止卫星的角速度 C．加速度大于地球静止卫星的加速度 D．所需的向心力一定大于地球静止卫星所需的向心力 【答案】C 【来源】 江苏省泰州市2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题 【解析】A．地球的第二宇宙速度，是脱离地球束缚的最小发射速度，等于，其线速度小于，故A错误； B．根据 解得 低轨道卫星的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，则角速度大于地球静止卫星的角速度，故B错误； C．根据 解得 低轨道卫星的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，则加速度大于地球静止卫星的加速度，故C正确； D．根据 低轨道卫星的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，由于该卫星与静止卫星质量关系不确定，则两者所需向心力大小关系也不确定，故D错误。 故选C。 6．(23-24高一下·江苏南京某校·期末)如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知 a、b、c三颗卫星的运动均看做匀速圆周运动，其中a是地球静止卫星，则（　　） A．卫星b的周期等于24h B．卫星 a发射时应该自东向西发射 C．卫星c的发射速度必须大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度 D．卫星a在运行时可以经过连云港的正上方，且离地面的高度是一定的 【答案】A 【来源】江苏省南京市某校2023-2024学年高一下学期期末模拟考试物理试题 【解析】A．由图可知，卫星a、b的轨道半径相等，根据 解得 即卫星b的周期与地球静止卫星周期相等为24h。故A正确； B．地球的自转方向为自西向东，卫星 a发射时为了节约能源，应该自西向东发射。故B错误； C．由图可知卫星c为地球的环绕卫星，其发射速度必须大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度。故C错误； D．卫星a为地球静止卫星，在赤道上空与地球保持相对静止，且离地面的高度是一定的。在运行时不可能经过连云港的正上方。故D错误。 故选A。 7．(23-24高一下·江苏连云港·期末)如图所示，卫星A、B绕地心O做匀速圆周运动，关于卫星A、B的线速度v、角速度、向心加速度a、向心力F大小关系正确的是（　　） A．vA＞vB B．A＜B C．aA＜aB D．FA＞FB 【答案】A 【来源】江苏省连云港市2023-2024学年高一下学期期末调研考试物理试题 【解析】A．根据 解得 由图可知 所以 故A正确； B．根据 解得 由图可知 所以 故B错误； C．根据 可得 由图可知 所以 故C错误； D．根据 由于两卫星的质量关系未知，所以无法判断两卫星向心力的大小关系，故D错误。 故选A。 8．(23-24高一下·江苏无锡第一中学·期末)如图所示，人造地球卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，若用T、v、a、E分别表示卫星的周期、速度、加速度、机械能这些物理量的大小，则下列关系一定正确的是（　　） A．TA<TB B．vA<vB C．aA<aB D．EA<EB 【答案】A 【来源】江苏省无锡市第一中学2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题 【解析】人造卫星所受万有引力提供圆周运动的向心力，有 A．卫星的周期为，因，则TA<TB，故A正确； B．卫星的线速度为，因，则vA>vB，故B错误； C．卫星的加速度为，因，则aA>aB，故C错误； D．卫星的机械能为动能和引力势能之和，因两个卫星的质量关系未知，则机械能无法比较，故D错误。故选A。 9．(23-24高一下·江苏苏州·期末)如图所示，卫星沿椭圆轨道绕地球运行，周期为T，A点是远地点，B点是近地点，CD是椭圆轨道的短轴。则卫星从A经C到B的运行过程中，下列说法正确的是（　　） A．卫星运行的周期由地球和卫星的质量共同决定 B．卫星从A点到C点所用的时间等于 C．卫星从A点到B点的过程中速度变大 D．卫星在B点时机械能最大 【答案】C 【来源】江苏省苏州市2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题 【解析】A．根据万有引力提供向心力 解得 卫星运行的周期由地球的质量决定，与卫星的质量无关，故A错误； C．根据开普勒第二定律，在相同时间内某一行星与恒星的连线所扫过的面积相等，可知卫星从A点到B点的过程中速度变大，故C正确； B．根据对称性可知，与的时间相等，均为，由C选项可知，阶段，速率逐渐变大，即A到C的平均速率小于C到B的平均速率，所以从A点到C点所用的时间大于，故B错误； D．卫星运行过程中只有万有引力做功，机械能守恒，故D错误。 故选C。 10．(23-24高一下·江苏南通·期末)一些航天器在其使命结束后会进入“垃圾轨道”做圆周运动，这类轨道位于地球同步轨道之上200～300公里．则处于“垃圾轨道”的航天器（    ） A．周期比地球自转周期小 B．运行速度比地球第一宇宙速度大 C．加速度比地球静止卫星的小 D．加速度比地球表面的重力加速度大 【答案】C 【来源】江苏省南通市2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题 【解析】A．根据万有引力提供向心力 解得 航天器的轨道半径大于地球同步轨道半径，即航天器的周期大于地球静止卫星的周期，即航天器的周期大于地球自转的周期，故A错误； B．根据万有引力提供向心力 解得 地球第一宇宙速度为卫星在地面表面轨道运行时的速度，为卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，可知航天器的线速度小于第一宇宙速度，故B错误； C．根据牛顿第二定律 解得 航天器的轨道半径大于地球同步轨道半径，所以航天器的加速度小于地球同步的加速度，故C正确； D．在地球表面根据牛顿第二定律 解得 航天器的轨道半径大于地球半径，所以航天器的加速度小于地球的重力加速度，故D错误。 故选C。 11．(23-24高一下·江苏镇江中学·期末)同一颗人造卫星，若沿不同的半径绕地球做圆周运动，以下说法正确的是（　　） A．轨道半径越大，动能越小，机械能越小 B．轨道半径越大，动能越大，机械能越大 C．卫星转动周期可以小于60分钟 D．卫星转动周期可以大于24小时 【答案】D 【来源】江苏省镇江中学2023-2024学年高一下学期6月期末统测模拟物理试卷 【解析】AB．根据万有引力提供圆周运动向心力有 得 卫星的动能 卫星的引力势能 则卫星的机械能 可见卫星轨道半径越大，动能越小，机械能越大，AB错误； CD．根据万有引力提供圆周运动向心力有 得 卫星轨道半径越大，卫星的周期越大，可以大于静止卫星的周期24小时，而近地卫星的周期约为84.4分钟，故卫星的周期不可能小于60分钟，D正确，C错误。 故选D。 12．(23-24高一下·江苏无锡·期末)我国自行研制的北斗导航系统，已全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业，是国之重器，利国利民。已知北斗导航系统中有一颗地球静止轨道卫星，关于该卫星，下列说法中正确的是（　　） A．该卫星可能定点在北京正上空 B．地球赤道上物体随地球自转的周期小于该卫星的运转周期 C．该卫星要比其他近地卫星所受地球的引力要大 D．该卫星在运行过程中不可能撞上其他地球静止轨道卫星 【答案】D 【来源】江苏省无锡市2023-2024学年高一下学期期末检测物理试题 【解析】A．地球静止轨道卫星只能定点在赤道正上方，可知该卫星不可能定点在北京正上空，故A错误； B．地球静止轨道卫星与地球自转同步，地球赤道上物体随地球自转的周期等于该卫星的运转周期，故B错误； C．根据 由于不知道该卫星与其他近地卫星的质量关系，故无法比较该卫星与其他近地卫星所受地球引力的大小关系，故C错误； D．由于该卫星与其他地球静止轨道卫星转动方向相同，且周期相同，故该卫星在运行过程中不可能撞上其他地球静止轨道卫星，故D正确。 故选D。 13．(23-24高一下·江苏无锡·期末)如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动．据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动．以、分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，表示地球静止卫星向心加速度的大小．以下判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【来源】江苏省无锡市2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】因空间站建在拉格朗日点，故周期等于月球的周期，根据可知，a2>a1；对空间站和地球的静止卫星而言，因静止卫星周期小于空间站的周期则，静止卫星的轨道半径较小，根据可知a3>a2，故选项D正确． 14．(23-24高一下·江苏无锡·期末)人造卫星离地面距离等于地球半径,卫星以速度沿圆轨道运动,设地面上的重力加速度为,则(   ) A． B． C． D． 【答案】A 【来源】江苏省无锡市2023-2024学年高一下学期期末检测物理试题 【解析】万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，得： 在地球表面，又有： 联立上式解得： 故选A． 15．(23-24高一下·江苏扬州邗江中学·期末)由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球静止同步轨道卫星，这些卫星的（　　） A．质量可以不同 B．轨道半径可以不同 C．轨道平面可以不同 D．速率可以不同 【答案】A 【来源】江苏省扬州市邗江中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】BD．根据题意可知地球同步轨道卫星的环绕周期与地球自转周期相同，是确定值，设地球质量为，卫星质量为，环绕半径为，则根据 解得地球同步轨道卫星的环绕周期与半径的关系为 则卫星的环绕半径是定值。根据圆周运动规律可知卫星速率 可知卫星的速率也是定值。故BD错误； A．根据上式可知，计算过程中卫星的质量可以被消掉，所以卫星质量对环绕过程无影响，这些卫星的质量可以不同。故A正确； C．地球静止卫星的轨道必须在赤道正上方才能保持与地球自转同步，故C错误。 故选A。 16．(23-24高一下·江苏溧阳·期末)2022年6月5日，我国神舟十四号载人飞船成功发射，并与空间站成功对接，航天员乘组顺利进驻天和核心舱。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响。 （1）求地球第一宇宙速度； （2）若将空间站绕地球的运动看作匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求空间站的运行周期T。 【答案】（1）；（2） 【知识点】第一宇宙速度的意义及推导、卫星的各个物理量计算 【来源】江苏省溧阳市2023-2024学年高一下学期期末教学质量调研物理试题 【解析】（1）根据 可得地球第一宇宙速度 （2）空间站绕地球做圆周运动，则 且 解得空间站的运行周期 17．(23-24高一下·江苏连云港·期末)7．2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，于5月10日进入离月球表面高为h的绕月圆形轨道，已知月球质量为M、半径为R，万有引力常量为G，忽略月球自转的影响，求： （1）月球表面的重力加速度大小g； （2）嫦娥六号在该圆形轨道上运行的线速度大小v。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省连云港市2023-2024学年高一下学期期末调研考试物理试题 【解析】（1）根据 可得 （2）根据 解得嫦娥六号在该圆形轨道上运行的线速度 18．(23-24高一下·江苏无锡第一中学·期末)8．某卫星在地球赤道平面内以周期绕地球做匀速圆周运动，它距离地面的高度为地球半径的2倍，已知地球半径为，引力常量为。求： （1）该卫星绕地球运动的线速度的大小； （2）地球的质量。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省无锡市第一中学2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题 【解析】（1）该卫星绕地球运动的线速度 （2）根据 可得地球的质量 19．(23-24高一下·江苏扬州·期末)9．如图所示，我国空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知空间站做圆周运动的轨道半径为r，地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G。忽略地球自转的影响，求： （1）地球的质量M； （2）空间站绕地球运动的周期T。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省扬州市2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷 【解析】（1）对地球表面的物体 解得 （2）对空间站 解得 航天器的变轨问题 1．(23-24高一下·江苏南京六校联合体·期末)北京时间2024年5月3日17时27分，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，嫦娥六号顺利发射。如图所示，嫦娥六号探测器如图示将进行多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”将降落月球表面，下列关于嫦娥六号探测器说法正确的是（　　） A．在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B．在P点由轨道1进入轨道2需要减速 C．分别由轨道1与轨道2经过P点时，机械能相同 D．在轨道2上经过P点时的速度大于经过Q点时的速度 【答案】B 【来源】 江苏省南京市六校联合体2023-2024学年高一下学期6月期末考试物理试题 【解析】A．嫦娥六号发射出去后绕地球做椭圆运动，没有离开地球束缚，故娥五号的发射速度大于，小于，故A错误； BC．嫦娥六号在轨道1上的P点处减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入轨道2，嫦娥六号的机械能减小，则分别由轨道1与轨道2经过P点时，机械能不相等，故B正确，C错误； D．由开普勒第二定律可知，在轨道2上经过P点时的速度小于经过Q点时的速度，故D错误。故选B。 2．(23-24高一下·江苏无锡·期末)“嫦娥六号”探测器发射到月球上要经过多次变轨，其中Ⅱ为圆轨道，Ⅲ为椭圆轨道，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．探测器在轨道Ⅱ上运动时需要火箭提供动力 B．探测器在轨道Ⅲ上运动时需要火箭提供动力 C．探测器在P点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ必须加速 D．探测器在P点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ必须减速 【答案】D 【来源】江苏省无锡市2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】AB．探测器在轨道Ⅱ、轨道Ⅲ上运动时，只受万有引力，故不需要火箭提供动力，故AB错误； CD．探测器在P点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，必须减速，使得在变轨道万有引力要大于向心力，卫星才能做近心运动，故C错误；D正确。 故选D。 3．(23-24高一下·江苏苏州·期末)如图所示，载人飞船先后在圆形轨道I、椭圆轨道II和圆形轨道III上运行。已知轨道I、III的半径分别为、，轨道I和II、II和III分别相切于A、B两点，则飞船（　　） A．在轨道III上加速追上天和核心舱完成对接 B．在轨道II和轨道I上经过A点时加速度相同 C．在轨道II和轨道I上运行的周期之比为 D．在轨道III和轨道I上的线速度大小之比为 【答案】B 【来源】江苏省苏州市2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题 【解析】A．如果飞船在III轨道加速，则飞船将做离心运动变轨到更高的轨道，不可能与天和核心舱完成对接，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 可得 可知在轨道II和轨道I上经过A点时加速度相同，故B正确； C．根据开普勒第三定律有 解得在轨道II和轨道I上运行的周期之比为 故C错误； D．根据牛顿第二定律可得 可得 则在轨道III和轨道I上的线速度大小之比为，故D错误； 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$