专题03 万有引力与航天（浙江专用）-【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03 万有引力与航天（解析版） 【考点分析】 【知识点梳理】万有引力与宇宙航行；开普勒行星运动定律；万有引力定律；万有引力与重力的关系；计算天体的质量与密度；宇宙速度；卫星的发射与变轨；同步卫星；不同轨道上卫星各物理量的比较；卫星的追及及相遇；双星及多星问题 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 万有引力与天体 万有引力定律 引力常量: G=6.67 x10-11N·m²/kg2 黄金代换式 g为天体地表的重力加速度 卫星与天体 双星问题 双星、三星问题中,各天体的角速度、周期相同 开普勒定律 1．（23-24高一下·浙江宁波·期末）观察下列四幅图片，有关物理现象说法正确的是（　　） A．如图甲，“天问一号”火星探测器经过图中椭圆轨道P点时速度最小 B．如图乙，机翼末端一根根像“针”一样的金属棒，在飞机飞行中起到避雷针作用 C．如图丙，运动员穿着底部装有弹簧的弹跳鞋竖直起跳，在离开地面时动能最大 D．如图丁，心电图检测时，多个电极放在人体不同位置获得了不同的电势，从而获得心脏活动时的微弱电信号 【答案】D 【详解】A．图甲中，由开普勒第二定律可知，“天问一号”火星探测器经过图中椭圆轨道P点时速度最大，故A错误； B．图乙中，机翼末端一根根像“针”一样的金属棒，是飞机在飞行时与大气摩擦在表面产生静电，采用尖端放电的原理释放静电，故B错误； C．图丙中，运动员在离开地面前先做加速运动后做减速运动，当弹跳鞋的弹力等于运动员重力时，运动员的速度最大，动能最大，故C错误； D．图丁中，心电图检测时，多个电极放在人体不同位置获得了不同的电势，从而获得心脏活动时的微弱电信号，故D正确。 故选D。 2．（23-24高一下·浙江丽水·期末）下列有关物理学家的贡献，说法正确的是（　　） A．牛顿通过实验测出了万有引力常量 B．库仑通过扭秤实验测定了电子的电荷量 C．开普勒在前人的基础上首先发现了万有引力定律 D．爱因斯坦提出真空中的光速在不同的惯性参考系中大小相同 【答案】D 【详解】A．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，故A错误； B．库仑通过扭秤实验测定静电力常量，密立根通过油滴实验测量出了电子的电荷量，故B错误； C．牛顿在前人的基础上首先发现了万有引力定律，故C错误； D．爱因斯坦提出真空中的光速在不同的惯性参考系中大小相同，故D正确； 故选D。 3．（23-24高一下·浙江宁波·期末）下列说法不正确的是（　　） A．示波器可以用来观察电信号随时间的变化情况 B．重力的施力物体是地球，方向竖直向下 C．物体在地球附近绕地球运动时，太阳的作用可以忽略 D．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心处 【答案】D 【详解】A．示波器可以用来观察电信号随时间的变化情况，选项A正确，不符合题意； B．重力的施力物体是地球，方向竖直向下，选项B正确，不符合题意； C．物体在地球附近绕地球运动时，太阳的作用可以忽略，选项C正确，不符合题意； D．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的焦点处，选项D错误，符合题意。 故选D。 万有引力定律应用及天体质量、密度的计算 4．（23-24高一下·浙江湖州·期末）2024年4月25日20时59分，神舟十八号载人飞船搭载三位航天员成功发射，次日三位航天员进入离地面高度为H的空间站。已知地球质量为M，地球半径为R，某航天员的质量为m，引力常量为G。则该航天员在空间站里受到地球对其的引力大小为（   ） A．0 B． C． D． 【答案】D 【详解】该航天员在离地面高度为H的空间站里受到地球对其的引力大小为 故选D。 5．（23-24高一下·浙江湖州·期末）嫦娥三号是我国嫦娥工程中第一个月球软着陆的无人登月探测器。嫦娥三号由火箭发送至离月球表面一定高度的环月轨道上匀速绕月飞行，最后择机变轨并降落至月球表面（如图）。已知嫦娥三号在环月轨道上运行周期T，轨道半径r，万有引力常量G。从以上信息可以得到（　　） A．嫦娥三号的质量 B．嫦娥三号在环月轨道上的向心力 C．月球的质量 D．月球表面的重力加速度 【答案】C 【详解】A．嫦娥三号是环绕天体，已知数据无法求出环绕天体的质量，故A错误； B．因嫦娥三号的质量无法求出，由可知向心力无法求出，故B错误； C．嫦娥三号在环月轨道上运行周期T，轨道半径r，万有引力常量G，有，解得月球的质量为，故C正确； D．在月球表面，月球表面的重力加速度为，因月球半径未知，则无法求出月球表面的重力加速度，故D错误。 故选C。 6．（23-24高一下·浙江金华·期末）2024年6月2日，嫦娥六号重演“翩然落广寒”的精彩剧目。为了估算从月球表面发射卫星的第一宇宙速度，某同学通过观察嫦娥六号着陆月球的过程，作如下假设：嫦娥六号在距离月球表面高度为处悬停，开始做自由落体，落体过程的时间为。另外在地球上用肉眼观察满月时，发现月球对眼睛的张角为（很小，为弧度制），已知地月距离为L，L远大于地球和月球的半径，如图所示。忽略月球的自转，则月球的第一宇宙速度约为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设月球表面重力加速度为，则有，解得，设月球半径为，根据图中几何关系可得，可得，由万有引力提供向心力得，可得月球的第一宇宙速度为 故选A。 7．（23-24高一下·浙江台州·期末）2024年4月，神舟十八号载人飞船成功发射并与离地约的中国空间站成功对接，并实验了“太空养鱼”研究项目。已知地球质量，地球半径，万有引力常量。若空间站在轨做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．空间站运行的周期约 B．空间站在轨运行速度大于 C．鱼在水中摆尾游动时不受水的作用力 D．根据以上数据可求出空间站的引力大小 【答案】A 【详解】A．中国空间站绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得，可得，其中，代入数据解得空间站运行的周期为，故A正确； B．由万有引力提供向心力得，可得，地球第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，所以空间站在轨运行速度小于，故B错误； C．鱼在水中摆尾游动时，鱼与水存在相互作用，鱼受水的作用力，故C错误； D．由于空间站的质量不知道，所以根据以上数据不能求出空间站的引力大小，故D错误。 故选A。 8．（23-24高一下·浙江杭州·期末）2024年4月26日3时32分，我国发射的“神舟十八号”飞船成功与天和核心舱径向端口对接，整个对接过程历时6个半小时，5时04分“神舟十八号”乘组与“神舟十七号”乘组顺利实现空中会师，发射任务取得圆满成功。天和核心舱在离地高度，与赤道平面约成42°角的平面内绕地近似做匀速圆周运动。已知地球半径，地球表面重力加速度，则（　　） A．天和核心舱绕地球做圆周运动的角速度小于地球自转的角速度 B．天和核心舱绕地球做圆周运动的向心加速度约为10.2m/s2 C．“神舟十八号”的发射速度大于11.2km/s D．飞行乘组每天大约可以看到16次日出 【答案】D 【详解】A．根据牛顿第二定律得，解得 ，天和核心舱的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，所以天和核心舱的角速度大于静止卫星的角速度，而静止卫星的角速度等于地球自转的角速度，所以天和核心舱绕地球做圆周运动的角速度大于地球自转的角速度，A错误； B．根据牛顿第二定律得 ，解得 ，近地卫星的向心加速度约为9.8m/s2，天和核心舱绕地球做圆周运动的轨道半径略大于近地卫星的轨道半径，所以天和核心舱绕地球做圆周运动的向心加速度一定小于约为9.8m/s2，B错误； C．11.2km/h是脱离地球的速度，所以“神舟十八号”的发射速度小于11.2km/s，C错误； D．飞行乘组的做圆周运动的周期T， ， ，飞行乘组每天看日出的次数为 ，解得  ， D正确。 故选D。 9．（23-24高一下·浙江杭州·期末）2024年1月17日，搭载“天舟七号”货运飞船的运载火箭在文昌航天发射场发射。次日凌晨，“天舟七号”货运飞船成功对接空间站“天和”核心舱，“天舟七号”与空间站组成组合体，运行在离地球表面高度约为的圆形轨道上（远低于静止卫星的高度），下列说法正确的是（　　） A．组合体的线速度大于地球静止卫星的线速度 B．组合体的周期大于24小时 C．组合体的向心加速度小于地球静止卫星的向心加速度 D．组合体的线速度大小可能为 【答案】A 【详解】A．根据万有引力提供向心力，解得，由于组合体的轨道半径小于地球静止卫星的轨道半径，所以组合体的线速度大于地球静止卫星的线速度，故A正确； B．根据万有引力提供向心力，解得，由于组合体的轨道半径小于地球静止卫星的轨道半径，所以组合体的周期小于地球静止卫星的周期，即小于24h小时，故B错误； C．根据牛顿第二定律，解得，由于组合体的轨道半径小于地球静止卫星的轨道半径，所以组合体的向心加速度大于地球静止卫星的向心加速度，故C错误； D．第一宇宙速度7.9km/s是最大的环绕速度，则组合体运行速度小于7.9km/s，故D错误。 故选A。 10．（23-24高一下·浙江宁波·期末）北京时间2024年4月25日20时，神舟十八号载人飞船圆满发射成功，并于25日6时成功对接于天和核心舱。已知天和核心舱距离地面高度h，环绕地球运动视为匀速圆周运动，运行周期为T，地球半径为R，引力常量为G，假设地球可视为质量分布均匀的球体。则： （1）神舟十八号飞船在转移轨道上从近地点P运动到远地点Q的过程中，地球引力对其 （选填“做正功”“做负功”或“不做功”），飞船的动能将 （选填“增加”“减少”或“不变”）； （2）地球的质量M（用题中所给字母表示）； （3）飞船从近地点P到远地点Q的时间t（用题中所给字母表示）。 【答案】（1）做负功；减小；（2）；（3） 【详解】（1）由图可知，飞船在转移轨道上从近地点P运动到远地点Q的过程中，与地球的距离越来越大，地球引力对其做负功，飞船的动能将减少。 （2）由 解得 （3）由开普勒第三定律 解得 卫星的发射、变轨与宇宙速度 11．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）2024年4月25日神舟十八号载人飞船成功与空间站交汇对接，如图为飞船运行示意图。轨道Ⅰ为飞船运行轨道，轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，轨道Ⅲ为空间站的运行轨道，轨道Ⅱ与轨道Ⅰ和Ⅲ分别相切于A、B点，已知轨道Ⅲ和轨道Ⅰ的轨道半径之比为k，则（    ） A．飞船经过A点时在轨道Ⅰ上的速度大于在轨道Ⅱ上的速度 B．飞船经过B点时在轨道Ⅱ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度 C．飞船在运行轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的运动周期之比为 D．飞船在运行轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的运动周期之比为 【答案】C 【详解】A．飞船在轨道Ⅰ上经过A点时要加速才能进入轨道Ⅱ，可知飞船经过A点时在轨道Ⅰ上的速度小于在轨道Ⅱ上的速度，选项A错误； B．根据，可知，飞船经过B点时在轨道Ⅱ上的加速度等于在轨道Ⅲ上的加速度，选项B错误； C．根据开普勒第三定律可知，飞船在运行轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的运动周期之比为，选项C正确； D．根据开普勒第三定律可知，飞船在运行轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的运动周期之比为，选项D错误。 故选C。 12．（23-24高一下·浙江丽水·期末）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发射成功。如图所示为嫦娥六号探测器的飞行轨道示意图，环月轨道1为圆轨道，环月轨道2为椭圆轨道。则（　　） A．探测器在环月轨道2上绕行时P点处速度最大 B．探测器在环月轨道1的速度比月球上的第一宇宙速度大 C．探测器在环月轨道1上经过P点的加速度大于在环月轨道2上经过P点的加速度 D．探测器在环月轨道1上经过P点的速度大于在环月轨道2上经过P点的速度 【答案】D 【详解】AD．环月轨道1相对于环月轨道2是高轨道，由高轨道变轨到低轨道，需要在切点P位置减速，即环月轨道2在P点的速度小于环月轨道1的线速度，探测器在环月轨道2上绕行时P点处速度不是最大，探测器在环月轨道1上经过P点的速度大于在环月轨道2上经过P点的速度故A错误，D正确； B．月球上的第一宇宙等于近月轨道的环绕速度，根据，解得，环月轨道2的轨道半径大于月球半径，则探测器在环月轨道1的速度比月球上的第一宇宙速度小，故B错误； C．根据牛顿第二定律有，解得，可知，探测器在环月轨道1上经过P点的加速度等于在环月轨道2上经过P点的加速度，故C错误。 故选D。 13．（23-24高一下·浙江宁波·期末）如图所示，牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，若速度一次比一次大，落地就一次比一次远；抛出速度足够大时，即达到特定速度物体就不会落回地面成为人造地球卫星，已知山顶高度为h，且远小于地球半径R，地球表面重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是（　　） A．轨迹为1、2的两物体在空中运动的时间均为 B．轨迹2为抛物线 C．轨迹3对应的抛出速度大小为7.9km/s D．物体以16km/s的速度抛出将脱离太阳系 【答案】C 【详解】A．若水平抛出初速度较小，物体落地时的地面与高山底部可以近似看为处于同一水平面，此时有，解得，由于轨迹1抛出的初速度小于轨迹2抛出的初速度，导致，轨迹1竖直方向的高度小于轨迹2竖直方向的高度，则轨迹1在空中运动的时间小于轨迹2在空中运动的时间，故A错误； B．轨迹2抛出初速度较大，其落地点的地面与高山底部不在同一水平面，则轨迹2中的物体在运动过程中所受万有引力的方向不断发生变化，即加速度方向不断发生变化，物体做变加速曲线运动，轨迹不是抛物线，故B错误； C．轨迹3是近地卫星，其环绕速度等于第一宇宙速度，即等于7.9km/s，故C正确； D．物体以16km/s的速度抛出时，由于该速度小于第三宇宙速度，可知，此时物体不能够将脱离太阳系，故D错误。 故选C。 14．（23-24高一下·浙江衢州·期末）我国的“天宫”空间站位于距地面约400km高的近地轨道；北斗卫星导航系统，由5颗静止卫星、30颗非静止卫星等组成。若空间站和北斗系统的卫星均视为匀速圆周运动，则（    ） A．空间站里的宇航员受到地球的引力为零 B．空间站运行速度大于7.9km/s C．静止卫星离地球表面的高度都是一定的 D．静止卫星可以经过衢州地区的正上空 【答案】C 【详解】A．空间站里的宇航员受到地球的引力提供绕地球做圆周运动的向心力，不为零，故A错误； B．地球第一宇宙速度等于近地卫星的运行速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，所以空间站运行速度小于7.9km/s，故B错误； C．静止卫星的周期等于地球自转周期，根据，可知静止卫星离地球表面的高度都是一定的，故C正确； D．静止卫星只能位于赤道的正上方，所以不可以经过衢州地区的正上空，故D错误。 故选C。 15．（23-24高一下·浙江温州·期末）我国发射的嫦娥六号探测器，开展了世界首次对月球背面的样品采集工作，其环月变轨过程如图所示。假设探测器在环月圆轨道1上的P点实施变轨，进入椭圆轨道2，再由近月点Q点进入圆轨道3。已知轨道1的半径为5r，轨道3的半径为r，探测器在轨道3的运行周期为T，则探测器（　　） A．在轨道1上经过P点时的加速度小于在轨道2上经过P点时的加速度 B．在轨道2上运行时与月心连线在单位时间内扫过的面积与在轨道3上运行时相等 C．从轨道2上的Q点进入轨道3时需要点火加速 D．在轨道2上运行的周期为 【答案】D 【详解】A．根据万有引力提供向心力，得，所以探测器在轨道1上运行经过P点时的加速度等于在轨道2上运行经过P点时的加速度，故A错误； B．根据开普勒第二定律可知对同一轨道上月心连线在单位时间内扫过的面积相等，故B错误； C．从轨道2上的Q点进入轨道3时做向心运动，需要减速，故C错误； D．在轨道2上运行时的半长轴为，根据开普勒第三定律，解得在轨道2上运行的周期为，故D正确。 故选D。 16．（23-24高一下·浙江金华·期末）2024年4月26日神舟十八号载人飞船和空间站组合体成功实现自主快速交会对接。如图乙所示，飞船变轨前绕地稳定运行在半径为的圆形轨道Ⅰ上，椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，核心舱绕地沿逆时针方向运行在半径为的圆形轨道Ⅲ，轨道Ⅱ和Ⅰ、Ⅲ分别相切于A、B两点，飞船在A点变轨，与核心舱刚好在点进行对接，已知地球表面的重力加速度为，地球半径为。下列说法正确的是（　　） A．神舟十八号在轨道Ⅱ上点的速度大小可能等于轨道Ⅰ上速度 B．神舟十八号在轨道Ⅱ上的A点和点的速度的大小之比为 C．神舟十八号在轨道Ⅰ上绕行的周期为 D．神舟十八号在轨道Ⅱ上从A点运动到点的最短时间为 【答案】D 【详解】A．在Ⅰ、Ⅲ轨道上，根据，解得，由于Ⅰ轨道半径小于Ⅲ轨道半径，则轨道Ⅰ的线速度大小大于轨道Ⅲ的线速度大小，轨道Ⅱ相对于轨道Ⅲ是低轨道，由低轨道变轨到高轨道，需要在切点B处加速，即轨道Ⅱ在点的速度大小小于轨道Ⅲ的线速度大小，则神舟十八号在轨道Ⅱ上点的速度大小一定小于轨道Ⅰ上速度，故A错误； B．在轨道Ⅱ上的A点和点位置处，根据开普勒第二定律有，解得，则B错误； C．神舟十八号在轨道Ⅰ上绕行过程，根据，，解得，故C错误； D． 根据开普勒第三定律有，神舟十八号在轨道Ⅱ上从A点运动到点的最短时间，结合上述解得，故D正确。 故选D。 不同轨道卫星的运行参数比较 17．（22-23高一下·浙江温州·期末）科学家发现月球公转周期的变化记录于岩石中，通过对开始形成于数亿年前的岩石进行研究发现，月球公转的周期在缓慢增大。若地球质量保持不变，月球绕地球的运动可近似看成匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．月球正缓慢地远离地球 B．月球公转的角速度越来越大 C．月球公转的线速度越来越大 D．月球公转的向心加速度越来越大 【答案】A 【详解】A．由万有引力提供向心力，则有，解得，由于月球公转的周期在缓慢增大，可知，轨道半径也在缓慢增大，即月球正缓慢地远离地球，故A正确； B．根据，由于周期增大，则角速度减小，故B错误； C．根据，解得，结合上述，轨道半径增大，则月球公转的线速度越来越小，故C错误； D．根据，解得，结合上述，轨道半径增大，则月球公转的向心加速度越来越小，故D错误。 故选A。 18．（23-24高一下·浙江宁波·期末）2022年10月7日21时，中国成功将北斗低轨导航增强试验卫星送入离地高度约的近地轨道。目前在轨运行的中国空间站“天宫一号”，离地高度约。气象卫星“风云四号”在地球赤道上空约，相对地球静止。若将它们绕地球的运动均视作匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．试验卫星的动能大于“风云四号”的动能 B．试验卫星的线速度小于“天宫一号”的线速度 C．试验卫星的角速度小于“风云四号”的角速度 D．试验卫星的运行周期小于“天宫一号”的运行周期 【答案】B 【详解】BCD．根据，解得，依题意，有，可知试验卫星的线速度小于“天宫一号”的线速度，试验卫星的角速度大于“风云四号”的角速度，试验卫星的运行周期大于“天宫一号”的运行周期，故B正确、CD错误； A．同理，可知试验卫星的线速度大于“风云四号”的线速度，但是二者质量关系未知，由，可知动能大小无法比较，故A错误。 故选B。 19．（23-24高一下·浙江湖州·期末）如图所示，天宫空间站的信号是通过我国自主研制的中继卫星进行传输，空间站位于离地高度约为380km的轨道上，中继卫星位于离地高度约为36000km的静止卫星轨道上，则（    ） A．中继卫星有可能经过湖州上空 B．中继卫星的线速度大于7.9km/s C．中继卫星的角速度大于空间站的角速度 D．中继卫星的向心加速度小于空间站的向心加速度 【答案】D 【详解】A．中继卫星为地位静止卫星，只能处于赤道的正上方，不可能经过湖州上空，故A错误； BCD．根据万有引力提供向心力可得，可得，，，可知中继卫星的角速度小于空间站的角速度，中继卫星的向心加速度小于空间站的向心加速度，中继卫星的线速度小于近地卫星的线速度，即小于7.9km/s，故BC错误，D正确。 故选D。 20．（23-24高一下·浙江温州·期末）2024年4月26日，搭乘神舟十八号载人飞船的航天员顺利入驻空间站，与神舟十七号乘组胜利会师（如图）。空间站运行轨道可视为离地高度约为400km的圆形轨道。下列说法正确的是（　　） A．空间站运行的向心加速度比地球静止卫星的小 B．空间站运行的线速度小于地球的第一宇宙速度 C．空间站运行的角速度小于赤道上的物体随地球自转的角速度 D．空间站内的航天员处于“悬浮”状态是因为其所受的重力为零 【答案】B 【详解】A．根据万有引力提供向心力有，解得，空间站运行轨道半径小于地球静止卫星的轨道半径，则空间站运行的向心加速度比地球静止卫星的大，故A错误； B．地球的第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，故空间站运行的线速度小于地球的第一宇宙速度，故B正确； C．根据万有引力提供向心力有，解得 ，空间站运行轨道半径小于地球静止卫星的轨道半径，则空间站运行的角速度比地球静止卫星的大，即空间站运行的角速度大于赤道上的物体随地球自转的角速度，故C错误； D．空间站内的航天员处于“悬浮”状态是因为其所受的万有引力完全提供向心力，故D错误； 故选B。 21．（23-24高一下·浙江金华·期末）极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极（轨道可视为圆轨道）。如图所示，若某极地卫星从北纬的地正上方按图示方向第一次运行至南纬的地（图中未画出）正上方，所用时间为3h。下列说法正确的是（　　） A．该卫星每隔12h经过地的正上方一次 B．该卫星的角速度比静止卫星的角速度小 C．该卫星的线速度比静止卫星的线速度小 D．该卫星的线速度小于 【答案】D 【详解】A．卫星从北纬30°的正上方，第一次运行至南纬60°正上方时，刚好为运动周期的，所以卫星运行的周期为12h，但因地球在自转，则卫星的轨道不会每隔12h经过A点的正上方一次，故A错误； B．根据，知，该卫星的角速度比静止卫星的角速度大，故B错误； C．根据万有引力提供向心力，有，解得，该卫星离地高度比静止卫星低，所以卫星线速度大，故C错误； D．第一宇宙速度7.9km/s为卫星最小的发射速度和最大的环绕速度，所以该卫星的线速度小于7.9km/s，故D正确。 故选D。 7 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 万有引力与航天（原卷版） 【考点分析】 【知识点梳理】万有引力与宇宙航行；开普勒行星运动定律；万有引力定律；万有引力与重力的关系；计算天体的质量与密度；宇宙速度；卫星的发射与变轨；同步卫星；不同轨道上卫星各物理量的比较；卫星的追及及相遇；双星及多星问题 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 万有引力与天体 万有引力定律 引力常量: G=6.67 x10-11N·m²/kg2 黄金代换式 g为天体地表的重力加速度 卫星与天体 双星问题 双星、三星问题中,各天体的角速度、周期相同 开普勒定律 1．（23-24高一下·浙江宁波·期末）观察下列四幅图片，有关物理现象说法正确的是（　　） A．如图甲，“天问一号”火星探测器经过图中椭圆轨道P点时速度最小 B．如图乙，机翼末端一根根像“针”一样的金属棒，在飞机飞行中起到避雷针作用 C．如图丙，运动员穿着底部装有弹簧的弹跳鞋竖直起跳，在离开地面时动能最大 D．如图丁，心电图检测时，多个电极放在人体不同位置获得了不同的电势，从而获得心脏活动时的微弱电信号 2．（23-24高一下·浙江丽水·期末）下列有关物理学家的贡献，说法正确的是（　　） A．牛顿通过实验测出了万有引力常量 B．库仑通过扭秤实验测定了电子的电荷量 C．开普勒在前人的基础上首先发现了万有引力定律 D．爱因斯坦提出真空中的光速在不同的惯性参考系中大小相同 3．（23-24高一下·浙江宁波·期末）下列说法不正确的是（　　） A．示波器可以用来观察电信号随时间的变化情况 B．重力的施力物体是地球，方向竖直向下 C．物体在地球附近绕地球运动时，太阳的作用可以忽略 D．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心处 万有引力定律应用及天体质量、密度的计算 4．（23-24高一下·浙江湖州·期末）2024年4月25日20时59分，神舟十八号载人飞船搭载三位航天员成功发射，次日三位航天员进入离地面高度为H的空间站。已知地球质量为M，地球半径为R，某航天员的质量为m，引力常量为G。则该航天员在空间站里受到地球对其的引力大小为（   ） A．0 B． C． D． 5．（23-24高一下·浙江湖州·期末）嫦娥三号是我国嫦娥工程中第一个月球软着陆的无人登月探测器。嫦娥三号由火箭发送至离月球表面一定高度的环月轨道上匀速绕月飞行，最后择机变轨并降落至月球表面（如图）。已知嫦娥三号在环月轨道上运行周期T，轨道半径r，万有引力常量G。从以上信息可以得到（　　） A．嫦娥三号的质量 B．嫦娥三号在环月轨道上的向心力 C．月球的质量 D．月球表面的重力加速度 6．（23-24高一下·浙江金华·期末）2024年6月2日，嫦娥六号重演“翩然落广寒”的精彩剧目。为了估算从月球表面发射卫星的第一宇宙速度，某同学通过观察嫦娥六号着陆月球的过程，作如下假设：嫦娥六号在距离月球表面高度为处悬停，开始做自由落体，落体过程的时间为。另外在地球上用肉眼观察满月时，发现月球对眼睛的张角为（很小，为弧度制），已知地月距离为L，L远大于地球和月球的半径，如图所示。忽略月球的自转，则月球的第一宇宙速度约为（　　） A． B． C． D． 7．（23-24高一下·浙江台州·期末）2024年4月，神舟十八号载人飞船成功发射并与离地约的中国空间站成功对接，并实验了“太空养鱼”研究项目。已知地球质量，地球半径，万有引力常量。若空间站在轨做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．空间站运行的周期约 B．空间站在轨运行速度大于 C．鱼在水中摆尾游动时不受水的作用力 D．根据以上数据可求出空间站的引力大小 8．（23-24高一下·浙江杭州·期末）2024年4月26日3时32分，我国发射的“神舟十八号”飞船成功与天和核心舱径向端口对接，整个对接过程历时6个半小时，5时04分“神舟十八号”乘组与“神舟十七号”乘组顺利实现空中会师，发射任务取得圆满成功。天和核心舱在离地高度，与赤道平面约成42°角的平面内绕地近似做匀速圆周运动。已知地球半径，地球表面重力加速度，则（　　） A．天和核心舱绕地球做圆周运动的角速度小于地球自转的角速度 B．天和核心舱绕地球做圆周运动的向心加速度约为10.2m/s2 C．“神舟十八号”的发射速度大于11.2km/s D．飞行乘组每天大约可以看到16次日出 9．（23-24高一下·浙江杭州·期末）2024年1月17日，搭载“天舟七号”货运飞船的运载火箭在文昌航天发射场发射。次日凌晨，“天舟七号”货运飞船成功对接空间站“天和”核心舱，“天舟七号”与空间站组成组合体，运行在离地球表面高度约为的圆形轨道上（远低于静止卫星的高度），下列说法正确的是（　　） A．组合体的线速度大于地球静止卫星的线速度 B．组合体的周期大于24小时 C．组合体的向心加速度小于地球静止卫星的向心加速度 D．组合体的线速度大小可能为 10．（23-24高一下·浙江宁波·期末）北京时间2024年4月25日20时，神舟十八号载人飞船圆满发射成功，并于25日6时成功对接于天和核心舱。已知天和核心舱距离地面高度h，环绕地球运动视为匀速圆周运动，运行周期为T，地球半径为R，引力常量为G，假设地球可视为质量分布均匀的球体。则： （1）神舟十八号飞船在转移轨道上从近地点P运动到远地点Q的过程中，地球引力对其 （选填“做正功”“做负功”或“不做功”），飞船的动能将 （选填“增加”“减少”或“不变”）； （2）地球的质量M（用题中所给字母表示）； （3）飞船从近地点P到远地点Q的时间t（用题中所给字母表示）。 卫星的发射、变轨与宇宙速度 11．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）2024年4月25日神舟十八号载人飞船成功与空间站交汇对接，如图为飞船运行示意图。轨道Ⅰ为飞船运行轨道，轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，轨道Ⅲ为空间站的运行轨道，轨道Ⅱ与轨道Ⅰ和Ⅲ分别相切于A、B点，已知轨道Ⅲ和轨道Ⅰ的轨道半径之比为k，则（    ） A．飞船经过A点时在轨道Ⅰ上的速度大于在轨道Ⅱ上的速度 B．飞船经过B点时在轨道Ⅱ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度 C．飞船在运行轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的运动周期之比为 D．飞船在运行轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的运动周期之比为 12．（23-24高一下·浙江丽水·期末）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发射成功。如图所示为嫦娥六号探测器的飞行轨道示意图，环月轨道1为圆轨道，环月轨道2为椭圆轨道。则（　　） A．探测器在环月轨道2上绕行时P点处速度最大 B．探测器在环月轨道1的速度比月球上的第一宇宙速度大 C．探测器在环月轨道1上经过P点的加速度大于在环月轨道2上经过P点的加速度 D．探测器在环月轨道1上经过P点的速度大于在环月轨道2上经过P点的速度 13．（23-24高一下·浙江宁波·期末）如图所示，牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，若速度一次比一次大，落地就一次比一次远；抛出速度足够大时，即达到特定速度物体就不会落回地面成为人造地球卫星，已知山顶高度为h，且远小于地球半径R，地球表面重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是（　　） A．轨迹为1、2的两物体在空中运动的时间均为 B．轨迹2为抛物线 C．轨迹3对应的抛出速度大小为7.9km/s D．物体以16km/s的速度抛出将脱离太阳系 14．（23-24高一下·浙江衢州·期末）我国的“天宫”空间站位于距地面约400km高的近地轨道；北斗卫星导航系统，由5颗静止卫星、30颗非静止卫星等组成。若空间站和北斗系统的卫星均视为匀速圆周运动，则（    ） A．空间站里的宇航员受到地球的引力为零 B．空间站运行速度大于7.9km/s C．静止卫星离地球表面的高度都是一定的 D．静止卫星可以经过衢州地区的正上空 15．（23-24高一下·浙江温州·期末）我国发射的嫦娥六号探测器，开展了世界首次对月球背面的样品采集工作，其环月变轨过程如图所示。假设探测器在环月圆轨道1上的P点实施变轨，进入椭圆轨道2，再由近月点Q点进入圆轨道3。已知轨道1的半径为5r，轨道3的半径为r，探测器在轨道3的运行周期为T，则探测器（　　） A．在轨道1上经过P点时的加速度小于在轨道2上经过P点时的加速度 B．在轨道2上运行时与月心连线在单位时间内扫过的面积与在轨道3上运行时相等 C．从轨道2上的Q点进入轨道3时需要点火加速 D．在轨道2上运行的周期为 16．（23-24高一下·浙江金华·期末）2024年4月26日神舟十八号载人飞船和空间站组合体成功实现自主快速交会对接。如图乙所示，飞船变轨前绕地稳定运行在半径为的圆形轨道Ⅰ上，椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，核心舱绕地沿逆时针方向运行在半径为的圆形轨道Ⅲ，轨道Ⅱ和Ⅰ、Ⅲ分别相切于A、B两点，飞船在A点变轨，与核心舱刚好在点进行对接，已知地球表面的重力加速度为，地球半径为。下列说法正确的是（　　） A．神舟十八号在轨道Ⅱ上点的速度大小可能等于轨道Ⅰ上速度 B．神舟十八号在轨道Ⅱ上的A点和点的速度的大小之比为 C．神舟十八号在轨道Ⅰ上绕行的周期为 D．神舟十八号在轨道Ⅱ上从A点运动到点的最短时间为 不同轨道卫星的运行参数比较 17．（22-23高一下·浙江温州·期末）科学家发现月球公转周期的变化记录于岩石中，通过对开始形成于数亿年前的岩石进行研究发现，月球公转的周期在缓慢增大。若地球质量保持不变，月球绕地球的运动可近似看成匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．月球正缓慢地远离地球 B．月球公转的角速度越来越大 C．月球公转的线速度越来越大 D．月球公转的向心加速度越来越大 18．（23-24高一下·浙江宁波·期末）2022年10月7日21时，中国成功将北斗低轨导航增强试验卫星送入离地高度约的近地轨道。目前在轨运行的中国空间站“天宫一号”，离地高度约。气象卫星“风云四号”在地球赤道上空约，相对地球静止。若将它们绕地球的运动均视作匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．试验卫星的动能大于“风云四号”的动能 B．试验卫星的线速度小于“天宫一号”的线速度 C．试验卫星的角速度小于“风云四号”的角速度 D．试验卫星的运行周期小于“天宫一号”的运行周期 19．（23-24高一下·浙江湖州·期末）如图所示，天宫空间站的信号是通过我国自主研制的中继卫星进行传输，空间站位于离地高度约为380km的轨道上，中继卫星位于离地高度约为36000km的静止卫星轨道上，则（    ） A．中继卫星有可能经过湖州上空 B．中继卫星的线速度大于7.9km/s C．中继卫星的角速度大于空间站的角速度 D．中继卫星的向心加速度小于空间站的向心加速度 20．（23-24高一下·浙江温州·期末）2024年4月26日，搭乘神舟十八号载人飞船的航天员顺利入驻空间站，与神舟十七号乘组胜利会师（如图）。空间站运行轨道可视为离地高度约为400km的圆形轨道。下列说法正确的是（　　） A．空间站运行的向心加速度比地球静止卫星的小 B．空间站运行的线速度小于地球的第一宇宙速度 C．空间站运行的角速度小于赤道上的物体随地球自转的角速度 D．空间站内的航天员处于“悬浮”状态是因为其所受的重力为零 21．（23-24高一下·浙江金华·期末）极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极（轨道可视为圆轨道）。如图所示，若某极地卫星从北纬的地正上方按图示方向第一次运行至南纬的地（图中未画出）正上方，所用时间为3h。下列说法正确的是（　　） A．该卫星每隔12h经过地的正上方一次 B．该卫星的角速度比静止卫星的角速度小 C．该卫星的线速度比静止卫星的线速度小 D．该卫星的线速度小于 10 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$