专题5 万有引力与航天-【创新教程】2021-2025五年高考真题物理分类特训试卷

2.BC物品从无人机上释放后，做平抛运动，竖直方向H 弹力合力提供向心力，所以大圆环对小环的弹力逐渐变 1 =2gt,可得1=2s 大，根据牛顿第三定律可知小环下滑过程中对大圆环的 作用力大小先减小后增大， 要使得物品落点在目标区域内，水平方向满足x= 8.A在最高点，小明的速度为0，设秋千的摆长为1，摆到 √R-R=, 最高点时摆绳与竖直方向的夹角为0，秋千对小明的作 最大角速度等于，一R 用力为F,则对人，沿摆绳方向受力分析有 20 F-mgeos 0=m 联立可得仙a二子ad/s,故A错误，B正痛们 由于小明的速度为0，则有F=mgcos<mg 沿垂直摆绳方向有mngsin0=ma解得小明在最高，点的加 无人机从A到B的时间t一 2=3π 速度为a一gsin0,所以A正确；BCD错误：故选A. 4 9.Ca=wr=(2xn)r,代入数据得a=100rmfs≈ 由于>1，可知无人机运动到B点时，在A点释放的物 1000m/s2,C正确 品已经落地，故C正确，D错误，故选BC. 10.BD对小球受力分析，设弹力为T,弹簧与水平方向的 3.AD手销做匀速圆周运动，由题图可知P、Q属于同轴 夹角为0，则对小球竖直方向Tsin0=mg 转动模型，故角速度相等，即角速度之比为1：1，B错 误：由v=r 而T=(MP cos a-l) 可知，P,Q线速度之比p%=rm:ro=1：3,得A 可知0为定值，T不变，则当转速增大后，小球的高度不 正确：由a=mr,可知，P、Q向心加速度之比a”:ao= 变，弹簧的弹力不变，则A错误，B正确：水平方向当转 rp:ro=1·√3，得C错误；做匀速圆周运动的物体，其 速较小时，杆对小球的弹力F、背离转轴， 合外力等于向心力，故合力总是指向圆心O,D正确.故 则Tcos0-FN=mwr 选AD. 即FN=Tcos0-mwr 4.DABC,与台面相对静止的陶肩欧匀速园周运动，静摩 当转速较大时，F、指向转轴，Tcos0十FN=mur 擦力提供向心力，当静摩擦力为最大静摩擦力时，根据 即F、=ma'r-Tcos8 牛顿第二定律可得ng=mamr,解得：r=堡，因与台面 则因m>w,根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力 不一定变大.则C错误根据F金=wr 相对静止的这些陶骨的角速度相同，由此可知能与台面 可知，因角逸度变大，则小球受合外力变大，则D正确， 相对静止的肉屑离轴O了的距离与陶屑质量无关，故 故选B、D ABC错误：D.离轴最远的陶屑其受到的静摩擦力为最大 易错警示解答此题常见错误主要有：一是把两根绳 静摩擦力，由前述分析可知最大的运动半径为R=s 误认为是一根绳：二是没有考虑重力：三是数值计算 错误. 、g与仙均一定，故R为定值，即离轴最远的胸屑距离 11.解析：发光体的速度=r, 不超过某一值R,故D正确. 发光体微匀速国周运动，则静摩擦力充当做圆周运动 5.CCD.设绳子与竖直方向的夹角为0，对小球受力分析 的向心力，则静摩擦力大小为f=wr 有F。=ngtan0=ma: 由题图可看出小球从A高度到B高度日增大，则由ag> 答案：=wr:f=i6r an.Fn>F 考点3 故C正确，D错误：AB.再根据题图可看出，A、B位置在 1.B设两边绳与竖直方向的夹角为0，塔块沿竖直方向匀 速下落的速度为，，将巴顺沿绳方向和垂直绳方向分 同一竖线上，则A,B位星的半径相同，则根据F。=m 解，将沿绳子方向和垂直绳方向分解，可得，c0s日= =mmr,可得<阳，@A<wn·故AB错误. 6.DD.由题意可知，球面上P,Q两点转动时属于同轴转 n0,解得一品g由于塔块匀连下落时0在减小，故 动，故角速度大小相等，故D正确：A.由题图可知，球面 可知v一直增大.故选B. 上P、Q两点做圆周运动的半径的关系为rp<rQ,故A 2.D因为M、N在运动过程中始终处于同一高度，所以V 错误；B.根据v=rw可知，球面上P、Q两点做圆周运动 的递度与M在整直方向的分速度w大小相等，设 的线速度的关系为vp<吃，故B错误：C.根据an=ra M做匀速闻周运动的角速度为仙，半径为，其竖直方向 可知，球面上P、Q两点做闻周运动的向心加速度的关系 分速度b=wr coswl,即N=wrcos wt,则D正确，ABC 为ar<ao,故C错误. 错误，故选D. 7,C设大回环半径为R,小环在大 3.D罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，在时间 间环上某处(P点)与国环的作用 4内水平方向位移增加量号a4r,竖直方向在微自由落 力恰好为零，如图所示，设图中夹 角为0，从大圆环顶端到P点过 体运动，在时间△内竖直位移增加2g山：说明水平方 程，根据机械能守恒定律mgR(1 向位移增加量与竖直方向位移增加量比值一定，则连线 一cos0》=mw, 的倾角就是一定的.故选D, 在P点，根据牛顿第二定律mg©os0=m尺： 专题五万有引力与航天 考点1 联立解释co0-号 C根据开昔物第三定律可知？- 从大圆环顶端到P点过程，小环速度较小，小环重力沿 着大圆环圆心方向的分力大于小环所需的向心力，所以 其中R=1AU,T=1年，Tr=5.8年， 大圃环对小环的弹力背离圆心，不断减小，从P点到最 代入解得r行≈3.23AU, 低点过程，小环速度变大，小环重力和大國环对小环的 故可知该小行星的公转轨道应介于火星与木星的公转 轨道之间.故选C. 165 2.BC对于题述环月辅圆轨道和环月圆轨道，根据开普勒 直于其与月心的连线，C错误：鹊桥二号发射后围绕月球 a+b+2R 沿椭回轨道运动，并未脱高地球引力来缚，也在国绕地 第三定律有 2 不，可得r=空+R,故A 球运动，所以鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于 7.9kms而小于11.2km/s,D正确. 错误，B正确；对于环月圆轨道，根据万有引力提供向心 4.DA.在环月飞行时，样品所受合力提供所需的向心力， 力可得=（停）可得M=品故C正，D 不为零，故A错误：BD.若将样品放置在月球正面，它对 月球表面压力大小等于它在月球表面的重力大小：由于 错误.故选BC. 月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速 3.A根据题意，卫星在同步轨道和表面附近轨道运行时 轨道半径分别为R十h、R, 度的日，期样品在地球表面的重力大于在月球表面的重 设小行星和卫星的质量分别为M、m, 力，所以样品放置在月球背面时对月球的压力比放置在 由开香粉第三定徐有=兴解得R= 地球表面时对地球的压力小，故B错误，D正确：C,样品 T 在不同过程中受到的引力不同，但样品的质量相同，故C T 错误 h T-T 5.C设地球半径为R,由题知，地球表面的重力加速度为 卫星绕小行星表面附近微匀速圆周运动，由万有引力提 供向心力有=m芹·R。 ,则有mg=GMA加 R 月球绕地球公转有G 4元 上M地m=m月rr=60R, 解得M=R r GT 对应结果可得a为T:,b为T。c为T,故选A. 联立有T=120x√ 工，故选C 4D人由是老根据开普物第三定体可如会一产 6C长据G0-a,可得a= r2 火星轨道半径大约是地球轨道半径的1.5倍，则可得 因该卫星与月球的轨道半径相同，可知向心加速度相 阿T,故A错误： 同：因该卫星的质量与月球质量不同，则向心力大小以 Tx 及受地球的万有引力大小均不相同.故选C BC旅据6=m号，可得√网 GM 7.D对“嫦城五号”探测器受力分新有Fv=mg用， 1 由于火星轨道半径大于地球轨道半径，故火星运行线递 则对一条腿有F=mg=置 度小于地球运行线速度，所以在冲日处火星相对于地球 根据牛频第三定律可知年条腿对月球表面的压力为界 由东向西运动，为逆行，故B错误，C正确： 故选D. D.由于火星和地球运动的线速度大小不变，在冲日处火 8.C地球表面的重力加速度为g,根据牛頓第二定律得 星和地球速度方向相同，故相对速度最小，故D正确.故 选CD. GMm=mg,解得GM=gR, 考点2 1.A地球绕太阳运行的周期约为365天，根据万有引力 根据题意可知，卫星的运行周期为T-工 提供向心力得Gm=m 4π 根据牛顿第二定律，万有引力提供卫星运动的向心力， r , 已知r=M=号M,同理得G=m 4x 下，整理得 时有-n答(R+h TrM ERT 联立解得h4m云 一R,故选C TM 考点3 代入数据得T0工≈13天.故选A 1.D“鹊桥二号”中继星在24小时椭圆轨道运行时，根据 2.A轨道器绕火星做匀速圃周运动，万有引力提供向心 开普粉第三定排号=， 力：可得G-m-心=m只=a,题中已知 r 的物理量有轨道半径r,轨道周期T,引力常量G,可推算 同理，对地球的网步卫星根据开普物第三定排分-， 出火星的质量，故A正确：若想推算火星的体积和递逸 、又开普勒常量与中心天体的质量成正比，所以=合， 速度，则还需要知道火星的半径r,故BC错误：根据上迷 分析可知，不能通过所提供物理量推算出火星的自转周 Mna' 期，故D错误.故选A. 联主可得M7 3.BD鹊桥二号围绕月球做椭周运动，从A~C·B做减 2.B设红矮星质量为M,,行星质量为m1,半径为1，周 速运动，从B·D·A做加速运动，所以从C·B→D的 期为T;太阳的质量为M,地球质量为m2,到太阳距离 运动时间大于半个周期，即大于12小时，A错误：在A 为：，周期为T2:根据万有引力定律有 4π 感，根据牛频第三定律，有飞)0，在B点，根那 sT - r M 牛领第二定律，有一m。·联立并代入数据可得 鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比约为aA:ag= 由于轨道半径约为日地距离的0.07倍，周期约为006年， 81:1,B正确：根据物体微曲线运动时速度方向沿该点 的切线方向，可知鹊桥二号在C、D两，点的達度方向不垂 可得00,1 166 3.C设地球表面的重力加速度为g,某球体天体表面的重 力加速度为g',弹簧的劲度系数为k,根据简谐运动的对 代入题中数据可得n二，故A错误，B正确：CD。 称性有k·4A一mg=mg,k·2A一mg'=mg',可得g 根据线速度和周期的关系有T=2红·，根据以上分析 2A,g-:,可得号-2，设来球我天休的半经为R,在 4 星球表面，有G cA·3r(R)·m 可释，一√受T:此C错送D运确 (nR) 三mg， 2.D根据题意可得，木卫三的轨道半径为r=r, 4 P·3R·m AB.根据万有引力提供向心力G G R =mg,联立可得A=2 D n 可得R GMT 4,D设月球绕地球运动的轨道半径为1，地球绕太阳运 V42· 动的轨道半径为根据G=m二 4π 木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为1：2 r 可得6mm1=m,会 4π” :4,可得未卫一机道丰径为万一器 rI. Gmm=m干 4x2 木卫二轨道丰径为万一器故A出排提：C未卫三国绕 r 的中心天体是木星，月球围绕的中心天体是地球，根据 题意无法求出周期T与T。之比，故C错误：D,根据万 有引力提供向心力，分别有G 7r, 3 xh 4 4π2 r ,故选D. 5.B可以近似把S2看成匀速圆周运动，由图可知，S2绕 装立可欲-票成D区底其装D 黑洞的周期T=16年，地球的公转周期T。一1年，S2绕 考点5 黑洞做國周运动的半径，与地球绕太阳做圆周运动的半 1.C轨道舱与返四舱的质量比为5：1，设返回舱的质量 径R关系是r=1000R 为m,则轨道舱的质量为5m,总质量为6m:根据题意组 地球绕太阳的向心力由太阳对地球的引力提供，由向心 合体绕行星微国周运动，根据万有引力定律有GM·6m 力公式可知G-mR=mR(停) R =6m 解得太阳的质量为M=4R GT GM 同理S2绕黑洞的向心力由黑洞对它的万有引力提供， 可得微圆周运动的线速度为气√ 由向心力公我可知GM=mw=mr(停 弹射返回舱的过程中组合体动量守恒，有6=5m 十m· 解得黑洞的质量为M, -4xr 由题意=2 GM GT 普-片×- =3.9×10 我入解得=故选C 综上可得 2.BA.恒星可看成质量均匀分布的球体，同一恒星表面 M=3.90×10°M,故选B. 任意位置物体受到的万有引力提供重力加速度和绕恒 6.D根据核心舱做圆周运动的向心力由地球的万有引力 星自转轴转动的向心加達度，不同位置向心加速度可能 提传，可得G=n=mr=m 4π2 不同，故不同位置重力加速度的大小和方向可能不同，A 错误：B.恒星两极处自转的向心加速度为零，万有引力 可得N=名艺-芹可如已加植心龙的质量和 全部提供重力加速度.恒星坍缩前后可看成质量均匀分 布的球体，质量不变，体积编小，由万有引力表达式F 绕地半径、已知核心舱的质量和绕地周期以及已知核心 舱的角速度和绕地周期，都不能求解地球的质量：若已 =GMm可知，恒星表面物体受到的万有引力变大，根据 R 知核心舱的绕地线速度和绕地半径可求解地球的质量 牛頓第二定律可知恒星坍缩后表面两极处的重力加速 故选D 度比坍缩前的大，B正确：C,由第一宇宙速度物理意义 考点4 1.BDAB.返回舱在该绕月轨道上运动时万有引力提供 可得=mR· R 向心力，且返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似 GM 为月球半径，则有GMm=m立，其中在月球表面万 整理得R, r 恒星坍缩前后质量不变，体积缩小，故第一字宙速度变 有引力和重力的关系有GM。”=m职A· 大，C错误：D.由质量分布均匀球体的质量表达式M r月 联立解得=√g月「开， 经代得R肥已如选越选庞为第一字窗谁度的店 由于第一宇宙速度为近地卫星的环绕速度，同理可得？心 2GM =√g地厂典· 倍，则=√2uR 167 联立整理得”=2=-2GN=4GoT 专题六 机械能及其守恒定律 R 考点1 由题意可知中子星的质量和密度均大于白矮星，合上 1,B高中生的质量约为50kg,144km/h=40m/s,根据 式表达式可知中子星的逃逸速度大于白矮星的速逸速 度，D错误.故选B. 动能定理有W=2m0=4.0X10'J.故选B. 3.D绕中心天体做回周运动，根据万有引力提供向心力， 2.B由题知，水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n 可得 个，每个水简离开水面时装有质量为m的水、其中的 -mR 60%被输送到高出水面H处灌入稻田，则水轮转一图灌 入农田的水的总质量为m号=2πR1m×60%= 时T=√需R=， GMT 1.2元Rn, 4π 则水轮转一图灌入稻田的水克服重力做的功W 由于一个火星日的时长约为一个地球日，火星质量约为 =1.2Rnmg H. 地球质量的0.1倍，则飞船的轨道半径R、= 到简车对灌入看司的水微功的功率为P一罗，T一江。 GM (2T) GX0.1Mm×4×0 联立有P=3 nmgoR H,故选B, 4π 4π2 5 3.A设物体与地面间的动摩擦因数为以，当小车拖动物 体行驶的住移为的过程中有F一∫一g=(n十 Ma, 3「2 =2a, 考点6 P。=F, 1.AA.在P点变轨前后空间站所受到的万有引力不变， 轻绳从物体上脱落后：=g, 根据牛顿第二定律可知空间站变轨前、后在P点的加速 2=2a(s4-s1). 度相同，故A正确：B因为变轨后其半长轴大于原轨道 半径，根据开普勒第三定律可知空间站变轨后的运动周 2F(F-f)(s一)5，故选A 联立有P,(M+m)s-Ms 期比变轨前的大，故B错误：C,变轨后在P点因反冲运 4.ABDA.小车从M到N,依题意有P1=Fu=200W, 动相当于醉间获得坚直向下的速度，原水平向左的國周 代入数据解得F=10N,故A正确： 运动速度不变，因此合速度变大，故C错误：D.由于空间 B.依题意，小车从M到V,因匀速，小车所受的摩擦力 站变轨后在P,点的速度比变轨前大，而比在近地，点的速 大小为f=F=40N, 度小，则空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的小， 则摩擦力做功为W,=-40×20J=一800J, 故D错误. 则小车克服摩擦力做功为800J,故B正确： 2.DA.由于物质的质量不随位置而改变，所以选项A错 C.依题意，从P到Q,重力势能增加量为△E。=mgX△h 误：B.地球上物体与同步卫星角速度相同，由a一wr可 =500N×20m×sin30°=5000J,故C错误： 得a地<a,对同步卫星和空间站进行比较，根据a= D.依题意，小车从P到Q,摩擦力为， G,可得ag>u所以a空>a明>aw·由于F。=m0,故 有f+mgsin30-卫 物体在空间站所受合力大于地面上所受合力，故B错 摩擦力做功为W,=一f×,5=20m, 误：C,根据Fa-GMm,且室间站r较大，可得F较小， 联立解得W,=一700J, 则小车克服摩擦力做功为700J,故D正确.故选ABD. 所以速项C错误：D.根据a=ur,由于ag>a日r章< 5.C为了以最短时间提升重物，一开始先以最大拉力拉 「网，故四g>仙网，而四=仙时，可得四空>仙地，所以迹项D 重物做匀加速上升，当功率达到额定功率时，保持功率 正确，故选D 不变直到重物达到最大速度，接着做匀速运动，最后以 3.ACA.根据万有引力定律有F=GMm 最大加速度做匀减速上升至平台速度刚好为零，重物在 第一阶段做匀加速上升过程，根据牛顿第二定律可得 核心舱进入轨道后的万有引力与地面上万有引力之比 为 4,=T二mg=300-20X10m'g=5mg. 所以A正确：B.核心舱在 20 (R+R 当功率达到额定功率时，设重物速度为，则有 Pa 轨道上飞行的速度小于7.9kms,因为第一宇宙速度是 =1200 m/s=4 m/s, R 最大的环绕捷度，所以B错误：C.根据T=2不√G,可 300 知轨道半径越大周期越大，则其周期比同步卫星的周期 此过程所用时间和上升高度分剂为(=公=青一 小，小于24h,所以C正确：D.卫星做圆周运动时万有引 力托供向心力有G= 08s4--表5n=1.6m, r GM 重物以最大速度匀速时，有--P=1200 解得=√ =6m/s, 则卫星的环绕速度与卫星的质量无关，所以变轨时需要 重物最后以最大加速度做匀减速运动的时间和上升高度分 点火减速或者点火加速，增加质量不会改变轨道半径， 所以D错误：故选A,C 到为=受-号12-爱-最m=86 168专题五万有引力与航天 [考点1]开普勒行星运动定律的应用 1.(2025·云南卷，5)国际编号为192391的小行星绕太阳公转的周期约为5.8年，该小行星与太 阳系内八大行星几乎在同一平面内做圆周运动.规定地球绕太阳公转的轨道半径为1AU,八 大行星绕太阳的公转轨道半径如下表所示.忽略其他行星对该小行星的引力作用，则该小行星 的公转轨道应介于 ) 行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 整 轨道半径R/AU 0.39 0.72 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A.金星与地球的公转轨道之间 B.地球与火星的公转轨道之间 C.火星与木星的公转轨道之间 D.天王星与海王星的公转轨道之间 紧 2.(2025·安徽卷，9)（多选）2025年4月，我国已成功构建国际首个基于DRO(远距离逆行轨道) 的地月空间三星星座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点.若卫星甲从DRO变 轨进入环月椭圆轨道，该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为α和b,卫星的运行 周期为T;卫星乙从DRO变轨进人半径为r的环月圆形轨道，周期也为T.月球的质量为M, 半径为R,引力常量为G.假设只考虑月球对甲、乙的引力，则 ( A.r=at6+R &+R C.M-4π2- GT D.M-4πR GT 的 3.(2025·湖南卷，4)我国研制的“天问二号”探测器，任务是对伴地小行星及彗星交会等进行多 目标探测.某同学提出探究方案，通过释放卫星绕小行星进行圆周运动，可测得小行星半径R 布 和质量M.为探测某自转周期为T。的小行星，卫星先在其同步轨道上运行，测得距离小行星表 面高度为，接下来变轨到小行星表面附近绕其做匀速圆周运动，测得周期为T.已知引力常量为 G,不考虑其他天体对卫星的引力，可根据以上物理量得到R= bf-ath,M-ir'R c·下列选项正 确的是 A.a为T1,b为T。,c为T B.a为T1,b为T。,c为To 如 C.a为T。,b为T1c为T D.a为T。,b为T1,c为To 数 4.(2022·湖南卷，8)（多选）如图，火星与地球近似在同一平面内，绕太阳沿同一方 恒星背景 阳 向做匀速圆周运动，火星的轨道半径大约是地球的1.5倍，地球上的观测者在大东 多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行：有时观测到 火星 火星由东向西运动，称为逆行，当火星、地球、太阳三者在同一直线上，且太阳和火 地球 星位于地球两侧时，称为火星冲日.忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下 列说法正确的是 ( A.火星的公转周期大约是地球的 磷 B.在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为顺行 C.在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为逆行 D.在冲日处，火星相对于地球的速度最小 [考点2]万有引力定律及其简单应用 1.(2025·河南卷，3)2024年天文学家报道了他们新发现的一颗类地行星Gliese12b,它绕其母恒 星的运动可视为匀速圆周运动.已知Gi©s©12b轨道半径约为日地距离的，其母恒星质量约 为太阳质量的号，则G1iese12b绕其母恒星的运动周期约为 ( A.13天 B.27天 C.64天 D.128天 21 2.(2025·陕晋青宁卷，2)我国计划于2028年前后发射“天问三号”火星探测系统，实现火星取样 返回.其轨道器将环绕火星做匀速圆周运动，轨道半径约3750km,轨道周期约2h.引力常量 G取6.67×101N·m2/kg2,根据以上数据可推算出火星的 ( A.质量 B.体积 C.逃逸速度 D.自转周期 3.(2024·河北卷，8)（多选）2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空， 为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯.鹊桥二号采用周期 为24h的环月椭圆冻结轨道（如图），近月点A距月心约为2.0×103km,远 月点B距月心约为1.8×10km,CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是 A.鹊桥二号从C经B到D的运动时间为12h B.鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比约为81：1 C.鹊桥二号在C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线 D.鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s 4.(2024·全国甲卷，16)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 样返回之旅.将采得的样品带回地球，飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程.月 球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的。下列说法正确的是 () A.在环月飞行时，样品所受合力为零 B.若将样品放置在月球正面，它对月球表面压力等于零 C.样品在不同过程中受到的引力不同，所以质量也不同 D.样品放置在月球背面时对月球的压力比放置在地球表面时对地球的压力小 5.(2023·山东卷，3)牛顿认为物体落地是由于地球对物体的吸引，这种吸引力可能与天体间（如地球 与月球)的引力具有相同的性质，且都满足F0©M.已知地月之间的距离r大约是地球半径的60 倍，地球表面的重力加速度为g,根据牛顿的猜想，月球绕地球公转的周期为 A30目 B30元 c12o月 D.120x月 6.(2023·江苏卷，4)设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨 道可视为圆轨道.该卫星与月球相比，一定相等的是 A.质量 B.向心力大小 C.向心加速度大小 D.受到地球的万有引力大小 7.(2023·江苏卷，7)如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处.已知 探测器质量为m,四条腿与竖直方向的夹角均为0，月球表面的重力加速度为地 球表面重力加速度g的行，每条腿对月球表面压力的大小为 ( Am竖 4 B C D.2贤 8.(2022·山东卷，6)“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星.如图所示， 地赇 。卫是 该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直.卫星 每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈。 已知地球半径为R,自转周期为T,地球表面重力加速度为g,则“羲和号”卫星轨 道距地面高度为 ( gR2T) -R B. gR2T)+ c. gR2T) gR2T)+ 2n2t2 2n2x2 4n2元2 -R D. 4m2x2 [考点3] 计算天体的质量或密度 1.(2024·山东卷，5)“鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为α.已知地 球同步卫星的轨道半径为，则月球与地球质量之比可表示为 B. C. D. a 22 2.(2024·新课标卷，16)天文学家发现，在太阳系外的一颗红矮星有两颗行星绕其运行，其中行 星GJ1002c的轨道近似为圆，轨道半径约为日地距离的0.07倍，周期约为0.06年，则这颗红 矮星的质量约为太阳质量的 ( A.0.001倍 B.0.1倍 C.10倍 D.1000倍 3.(2024·辽宁卷，7)如图(a),将一弹簧振子，竖直悬挂，以小球的平衡 位置为坐标原点O,竖直向上为正方向，建立x轴.若将小球从弹簧原 长处由静止释放，其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如图 (b),设地球、该天体的平均密度分别为A和P·地球半径是该天体半 0 径的n倍.2的值为 ( a (b) A.2n B受 c.2 D易 4.(2023·辽宁卷，7)在地球上观察，月球和太阳的角直径（直径对 角直径 应的张角)近似相等，如图所示.若月球绕地球运动的周期为T1, 月球 地球绕太阳运动的周期为T2,地球半径是月球半径的k倍，则地 太阳 球与太阳的平均密度之比约为 A B.F T c) D) 5.(2021·全国乙卷，18)科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测， 1941995 1996 给出1994年到2002年间S2的位置如图所示.科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约 1997 1·1998 为1000AU(太阳到地球的距离为1AU)的椭圆，银河系中心可能存在超大质量 *1999 黑洞.这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖.若认为S2所受的作用力主 2000 要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为M,可以推测出该黑洞质量约为 72001 ( 2002 A.4×10M B.4×10M C.4×108M D.4×1010M 6.(2021·广东卷，2)2021年4月，我国自主研发的空间站天和核心舱成功发射并入轨运行.若核 心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是 A.核心舱的质量和绕地半径 B.核心舱的质量和绕地周期 C.核心舱的绕地角速度和绕地周期 D.核心舱的绕地线速度和绕地半径 [考点4幻双星模型 1.(2024·湖南卷，7)（多选）2024年5月3日，“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道，正式开 启月球之旅.相较于“嫦娥四号”和“嫦娥五号”，本次的主要任务是登陆月球背面进行月壤采 集，并通过升空器将月壤转移至绕月运行的返回舱，返回舱再通过返回轨道返回地球，设返回舱 绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径已知月球表面重力加速度约为地球表面的。，月球 半径约为地球半径的，.关于返回舱在该绕月轨道上的运动，下列说法正确的是 ( A.其相对于月球的速度大于地球第一宇宙速度 B.其相对于月球的速度小于地球第一宇宙速度 C.其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的 D,其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的，？倍 2.(2023·浙江卷，9)木星的卫星中，木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为1：2：4.木卫 周期为T,公转轨道半径是月球绕地球轨道半径r的π倍.月球绕地球公转周期为T。,则 () A木卫一轨道半径为器 B木卫二轨道半径为2 C.周期T与T。之比为n 、D.木星质量与地球质量之比为” 23 [考点5]人造卫星 1.(2025·山东卷，6)轨道舱与返回舱的组合体，绕质量为M的行星做半 径为r的圆周运动，轨道舱与返回舱的质量比为5：1.如图所示，轨道舱 在P点沿运动方向向前弹射返回舱，分开瞬间返回舱相对行星的速度大 轨进枪 行星 小为2 GM r ,G为引力常量，此时轨道舱相对行星的速度大小为( 返回舱 A网 B.3GMT GM 5 r C.4/@M 5 r D. 2.(2023·湖南卷，4)根据宇宙大爆炸理论，密度较大区域的物质在万有引力作用下，不断聚集可 能形成恒星.恒星最终的归宿与其质量有关，如果质量为太阳质量的1~8倍将坍缩成白矮星， 质量为太阳质量的10~20倍将坍缩成中子星，质量更大的恒星将坍缩成黑洞.设恒星坍缩前 后可看成质量均匀分布的球体，质量不变，体积缩小，自转变快.不考虑恒星与其它物体的相互 作用.已知逃逸速度为第一宇宙速度的2倍，中子星密度大于白矮星.根据万有引力理论，下列 说法正确的是 A.同一恒星表面任意位置的重力加速度相同 B.恒星坍缩后表面两极处的重力加速度比坍缩前的大 C.恒星坍缩前后的第一宇宙速度不变 时 D.中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸速度 3.(2021·河北卷，4)“祝融号”火星车登陆火星之前，“天问一号”探测器沿椭圆形的停泊轨道绕 火星飞行，其周期为2个火星日.假设某飞船沿圆轨道绕火星飞行，其周期也为2个火星日.已 知一个火星日的时长约为一个地球日，火星质量约为地球质量的0.1倍，则该飞船的轨道半径 与地球同步卫星的轨道半径的比值约为 ( A.4 c 2 D [考点6]卫星的对接与变轨 1.(2024·湖北卷，4)太空碎片会对航天器带来危害.设空间站在地球附近沿逆时 针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示.为了避开碎片，空间站在P点向图中 箭头所指径向方向极短时间喷射气体，使空间站获得一定的反冲速度，从而实 现变轨.变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径.则 ( A.空间站变轨前、后在P点的加速度相同 B.空间站变轨后的运动周期比变轨前的小 C.空间站变轨后在P点的速度比变轨前的小 D.空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的大 2.(2023·新课标卷，17)2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约5800 kg的物资进入距离地面约400km(小于地球同步卫星与地面的距离)的轨道，顺利对接中国空 间站后近似做匀速圆周运动.对接后，这批物资 ( A.质量比静止在地面上时小 B.所受合力比静止在地面上时小 C.所受地球引力比静止在地面上时大 D.做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大 3.(2021·湖南卷，7)（多选）2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射升空，准确进人预定 轨道.根据任务安排，后续将发射问天实验舱和梦天实验舱，计划2022年完成空间站在轨建 造，核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的。下列说法 正确的是 1 A.核心舱进入轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的 17 倍 B.核心舱在轨道上飞行的速度大于7.9km/s C.核心舱在轨道上飞行的周期小于24h D.后续加挂实验舱后，空间站由于质量增大，轨道半径将变小 24