单元检测(五) 万有引力与宇宙航行-【衡水真题密卷】2025年高考物理单元过关检测（冀粤辽黑赣桂吉晋豫陕青宁蒙新藏B版）

衡水真题密卷 单元过关检测 2024一2025学年度单元过关检测（五）物理·万有引力与宇宙航行 一、单项选择题 近地卫星环绕周期平方成反比，再由A= 1.B【解析】由万有引力定律F=G恤及题设条件 2 k(合)'R,解得A=aR,A正确. 可知，所求两个引力的大小之比约为器· 7D【解析】根据第一宇窗选度定义可知G惚- GMm-得B正确 L2 m员解得M=,A错误：由万有引力提供向 2.B【解析】设昔星的周期为T哈，地球的公转周 心力可得6架=m答×2R,结合M=恐，可 期为T地，根据题意由开普勒第三定律 节=k,可 解得卫星P固绕火星做國周运动的周期T1 得是-月共中-2051年-1986年=75 42迟，B错误：以火星为参考系，则卫星国绕火 年，代入数据解得r4≈18AU,B正确。 3.B【解析】在星球表面，万有引力近似等于重力， 星微国周运动的角建度为。=a以一以=会 有GMm=G,GM=G,又V=专R, 孚口点能够连续接收到的卫显信号花国如周所 R R务 =号A=女A=停联立解得会 示，由几何关系可知圆孤所对应的圆心角为120°， 故a点能够连续接收到卫星信号的最长时间为t 於B正角 ×要，解得 42πRT 31 3(T-42πR) ,C错误；由于同 4.A【解析】设火星的公转周期为T,地球的公 步卫星的周期与火星自转的周期相同，设同步卫 转同期为T,根据题意有（一要）山=2，共 星的轨道半径为一则有G=m禁，解得， r2 中△=N年，T地=1年，解得Tk=N一年，根 N T，D正确。 据开备粉第三定徐可得资一是，可得大显的公 T 转辛径与地球的公特半径之比为一√ N √W-1A正确。 5.D【解析】根据万有引力提供向心力，有 二、多项选择题 G搬=m答（1.5R),结合黄金代换 8.AC【解析】行星绕太阳做匀速圆周运动由万有 GM=gR,由几何关系可知卫星乙轨道的半长轴 引力提供向心力，00-m(停)L,解得-号 为04=1.5R十2.5R=2R,根据开普勒第三定 2 太阳和行星的运动可看作统二寺挂线上 2,D 体，量-弄五=不-红√ (2R)3 的O点做周期相同的匀速圆周运动，设行星做匀 速圆周运动的轨道半径为？，太阳做匀速圆周运 正确。 动的轨道半径为R,则有R十r一L,行星做匀速圈 6.A【解析】对于质量为m的近地卫星，由万有引 周运动由万有引力提供向心力，有Gm 力提供向心力有G=m答R,由容度公式 L2 m(停)，太阳微匀逸圆周运动由万有引力提供 p当-0联立解得杀所以害度与共 3 向心力，有=M(停)R,将以上两式湘加 1B ·12 ·物理 参考答案及解析 可得m-你+D=票，解将k (2)根据题意，由几何关系可得，水星的轨道半 T 径为r=Lsin0 2_GM牛m,A.C正确。 T 4π2 由开督粉第三定律有片-员 9.CD【解析】航天员受到地球的万有引力完全用 解得T-Tsin0√sin0 来提供向心力，处于完全失重状态，A错误；航天 员在空间站工作的一天大概能够看到16次日 水星的向心加建度大小为a=易 出，则空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为T 4xL 解得a=T'sin0 一名，空间站绕地球做匀逵国周运动的周期T小 R 于地球自转周期T。,B错误；设空间站绕地球做 12.(1)gA=GR十h)80 (2)ga=R-h 匀速圆周运动的轨道半径为广，则根据万有引力 (3)见解析 提候向心力有=m祭，由于G=mg, 【解析】(1)忽略地球自转，万有引力等于重力， 则有mg-GMm 且地球自转的周期T。、地球表面的重力加速度 r2 g、地球半径R已知，则联立可计算出空间站轨道 g-GMoc r2 半径，即可算出空间站的向心加建度a=景 R 解得gA一R十h)801 C正确：旅据开普粉第三定律有京=亮：由此可 (2)B以外的球壳对B处物体的万有引力为零， 算出同步卫星轨道半径1，D正确。 设地球总质量为M,B以内部分地球的总质量 10.BC【解析】卫星处于完全失重状态，但仍受重 为M,均匀球体质量M=p~青xrcr 力作用，A错误；不管是哪个轨道经过B点，根 据牛顿第三定律和万有引力定律都有G R2 ma,所以卫星在转移轨道上经过B点时加速度 重力加速度g= GM M 大小等于在同步轨道上运动时经过B,点的加速 度大小，B正确：根据开普粉第三定律有号-， 解得-·RR go R 所以gB=R乃。 同步卫星轨道周期为24小时，大于转移轨道卫 Rgo; 星运行周期，则该卫星在转移轨道上从A点运 (3)根据以上分析，当离地心的距离r小于等于 动到B点的时间小于12小时，C正确；该卫星 地球半径时，有g=80 由转移轨道进入同步轨道需要在B点点火加 当离地心的距离r大于地球半径时，有g= 速，D错误。 R 三、非选择题 80 L.① 4nL (2)T sin0 如图所示： 48 【解析】(1)根据题意，对地球，由万有引力提供 向心力有学-m禁L 解得M=4rL GT 又有V=4 13.(1)M=4x2R GT (2)T=22T -M_3πL3 【解析】(1)设探测器质量为m,探测器在近月 解得太阳的密度P一节 GTR 圆轨道Ⅱ上做匀速圆周运动，万有引力提供向 13 1B 衡水真题密卷 单元过关检测 心力 Mm G-m 'R 【解析】（①）根据牛顿第二定律有GR十一 解得M-器 n禁R+ 物休在地球表面时，有G恤=mg (2)椭圆轨道I的半长轴为 R a=2R 两式联立解得T=入 4π2(R+h) 根据开普勒第三定律得 gR 2 祭器 (2)根据牛顿第二定律有GR+)=mR十h 解得T=2√2T 在轨道1的线速度0一√干n 14.a290 (2)3L(3)2mL√3Gm 轨道距地面高度为h时，空间站的动能为E= 吉d-20 1 【解析】(1)依据万有引力定律有F,=2Gm L 轨道距地面高度为h时，空间站的势能为E1= (2)设O点距S2星的距离为x,双星运动的周期 为T,由万有引力提供向心力 mgRe R+h 对于S里有G管-2m(停) 地球自转周期为工，剥G=m芳 2 对于S里有G管=m-)() gRT 解得r一4元 可得-工=2 在同步轨道3，动能。=m()' 解得x= 名m(eR) 4x2 (3)由万有引力提供向心力得2四=2mx元 势能Ee= mgR2 gRT 双星周期为T=2xL√3Gm m( 4π 发动机做的功等于增加的机械能W=E十 15.(1)T= 4x2(R+h) gR (2)- mgR2 2(R+h) 2024一2025学年度单元过关检测（六）】 物理·机械能守恒定律 一、单项选择题 总和不变，而弹丸的重力势能不断增大，说明弹 1.A【解析】从D到C的过程中，弹丸和橡皮筋组 丸的动能和橡皮筋的弹性势能之和不断减小，D 成的系统除重力做功外，没有外力做功，所以系 错误。 统的机械能守恒，A正确；在C点橡皮筋处于原 2.D【解析】物体P下落过程中，物体P、Q和弹 长，弹力为零，故在C点和C点前某一段必有左 簧组成的系统满足机械能守恒，物体P、Q的重力 右两边撩皮筋弹力的合力小于重力，此时加速度 势能减少了△Ep=2mgL.一mgL=mgL,则弹簧 向下，速度在减小，B错误：从D到E橡皮筋作用 的弹性势能增加了mgL,D正确。 在弹丸上的合力大于从E到C橡皮筋作用在弹3.D【解析】将小球的运动沿水平和竖直方向正 丸上的合力，两段位移相等，所以DE段橡皮筋 交分解，水平方向在水平恒定的风力作用下做初 对弹丸做功较多，C错误：从D到C的过程中，弹 速度为零的匀加速直线运动，竖直方向在重力作 丸的动能、弹丸的重力势能、橡皮筋的弹性势能 用下做匀变速直线运动。竖直上抛运动上升过 1B 142024一2025学年度单元过关检测（五） 物理·万有引力与宇宙航行 (考选时可75分钟，惑分100分》 一，单项达择题：本题共7小恩，每小驱4分，共8分。在每小题给出的四个燃项中，只有 一项是符合题日要求的。 题号 答案 1.如图所示，点L和点L称为地月连线上的牧格朗日点。在 拉格周口点处的物体在地球与月球的共同作用下，可与月继 可绕地球转动。中国择月工程中的“朝桥号”中继卫是是世 界土首厕运行于地月拉格阴日点L的通蜡卫是。已知地球 地球 质量是月球霞量的81倍，地月球心更离约为L:点与月球球 心距离的6倍，刷地球对跨桥号中雕卫星的引力为月球对“朝桥号"中继卫屋的引力 大小之比约为 AR 8 c号 D. 2.地球的公转轨道接近图，1喻雷售星的绕目运动轨道谢是个非常扇的刚图，如图质 示。天文学家哈雷成功预言哈雷转星的目白，哈需替星最置出现的时间是185年，顺 计哈雷牌星下次回归将在2061年。已知地球和太闭之叫的距离为1AU,则哈雷特星 轨道半长轴的为 地球 ”希雷背星 A.27 AU 且18AU C.9 AU D.3 AU a.已知“视融号”火星车在越球表而受到的重力大小为，在大星表而受到的重力大小为 G:地球与火顾均可视为质量分布均匀的球体，其半径分别为R,R。若不考患白转的 影响且火星车的质量不变，用楚球与火星的密度之比为 袋 0 c微 n 4.如图析示，地球和火星均烧太阳做匀速闭周运动，二者与 太阳的连线夹角为44时，是火星探测器的发射窗门期。 中国自主研发的火星探测普“天问一号”就是在窗口期内 发射的，己知两次相邻的发射窗口期的时间间隔为N年， 地味 则火星的公转半径与地球的公转半径之比为 N+1 单元过美检测（五引物理第1页{共8页） 衡水真无 c n啊 5.如图所示，甲，乙，丙三颗卫屋分别在轨道1,2,3上运行，其中轨道1,3是朝，轨道2是椭 圆，且轨道2与物道1相切于卫层乙的近地点，与轨道3相切于卫星乙的远地点。已知 地球的半轻为R,地球表而的重力加速度为g,轨道1的半轻为15R,纯道？的半径为 2,5R,则卫星乙在轨道3上的运行周期为 尺显传 轨近2 共道1 镜3 星甲 卫量乙 A2图 R西 ca周 n西 B.洛希极限是]9世纪法国天文学家洛希在研究卫是状理论中提出的一个使卫星解体的 级限数暴，即当卫屋与行屋的距离小于洛看极烈时，行星号卫层间的引力会使卫星解体 分胜。音希极限的计算公式A=日R其中去为常数P分别为行星和卫量的密 度，R为行星的半径。若一颗行星的半径为R,该行星与卫星的近地卫层周期之比为 总，则行星与该卫星何的洛希极限为 A.baRe B ha Re C每tRa D ha +Ra 7.随着科技的发展，人莫悠将据开火是的神秘面沙，如图所示，火是的人造卫星P在火星 赤道正上方，距离火量表面高度为R适行方向与火星的白转方向相日。：点为大是赤 道上的点，谈点有一一接牧器，可核收到卫星发出的信号。已知火星的半径为R,白转周期 为T,第一字宙魂度大小为，引力常量为G。则下列说法正确的是 人大是的质量为，品 且卫星P的环绕圆期为术 G:点连续收到修号的最长时间为42惑 卫火星约润步卫显轨道牛径为，T 密卷 单元过美检测（五）物理第页{共8质) 1B 二、多项选择题：本题共3小题，每小露6分，共18分。在每小题给出的四个装项中，有密 项符合题日要求。全部选对的得6分，燃对但不全的得3分，有透情的得心分。 题号 8 9 10 答案 8.开普菊用二十年的时润研究第谷的行星观测数据，发现了开著行望 粉定律。通常认为，太用保持静止不动，行量绕太用做匀这圆周 运功：则开替粉第三定律中常量高一胥(R为行层装道半径，工 为运行周期》。：太阳并非保铸静止不动，太阳和行层的诺动可 看作饶二者连线上的口点做周期相同的匀速丽周运扇，如图所 示，测开督朝第三定排中常量。一导任为大和和行是问距离，了为运行周期。已知大 用质量为M,行星质量为m,引力常量为G,则 A6- A6一得 C点-GM+m 4量 D.&-G(M-m) 4 9.柱海潮是首位执行航天任务的大学教授，出生在云南，靠看自己的努力，入达神舟十★ 号行果组，并圆请完域了任务。航天员在空间站工作的一天大概能够看到门6次日 出，若空间站绕地球近以敏匀速侧隔运动，地球白转的周期，勉球表而的重力加速度、地 球半径均已知，则 A空间站中的航天员处于完全失重状态，放其不受地球的引力 我空间站运行周期大于地球间步卫星倒期 C可什算室间站运行的间心加速度大小 几可计算地续月步卫星的钱道半径 10.2023年2月23目，中星26号卫星在中国酉昌卫星发射中心发射升空，这是我国曾额 地球静止轨道高通量宽带通信卫星。发解过程中，卫魔先被送至近娃图就道，在A点 点火后进人转移轨道，在B点再次点火后进人司步圆轨道。下列说法正确的是〔) 入该卫星在司步轨道时处于是全失重状态，不受重力 作用 近地轨道 我该卫是在转移轨道上竖过B点时知速度大小等于 在同步轨道上运动时经过B点的加违度大小 C,该卫最在转移轨道上从A点运动到B点的时间小 于12小时 转移轨道 同少轨道 D在B点再次点火后，该卫星的速度减小 18 单元过美检测（五}物理第3置{共8页） 衡水真是 三，非共释m:本题共5小题，共54分， 1山（⑦分）如图所示，水星，地嫁绕太阳的公轮可以看成同一平而内的匀速调周运动。已知 太阳的半径为R,地球一水星连线与地球一太阳连线夹角的最大值为8，地球的轨道半 径为L,烛球的公转周期为丁，引力霜量为G。求： (1)太阳的密度4 (2)水屋公转的向心加速度大小在。 密卷 单元过美检测（五）物理第4页{共8质) 12(10分》理论和实验迁期：面量均匀分布的味壳对壳内物体的力有引力为零，如图甲属 13,(0分)如图所示，月球探测器登月前，要从前图环月轨道I转移至近月圆轨道Ⅱ，已知 示，假定地球为密度均匀分布的球体，半径为R。整略地嫁的自转，地缘表而的重力加 月球平径为R,箱圆轨道I上的近月点P与远月点Q之间的距离为R摆测器在近月 建度大小为，浪： 圆轴道Ⅱ上的运行周原为T,引力常量为G。求： 《1》地面上方高方的山顶A处重力加速度大小： (1)月球的质量M: 2)地面下方深角的井底B处重力加速度大小： (2)探测卷在桶凤轨道1上的运行周期T。 (》根据上述两问的结论，定性董出重力速度？幽离勉心的距离，面变化的函数曲规 (图乙中R为地球率径，一为地球表面处的重力却速度)。 月球 单元过美检测〔五引物理第5页{共8页】 衡水真超密程 单元过美检测[五】物理第5页{共8质) 1B 1413分)现代观测表明，由于引力的作用，恒星有聚焦的桥点，众多的：星组成不同层 15,(15分)某品牌手机通过中国白主研科的天通一号卫尿道信系统实戏了卫星地话功 次的恒星系统，最简单的恒星系统是两颗互相饶转的双星。它们以两者连线上的某点 能，“天通一号”卫星是地缘月步卫屋。发则天通一号”卫星时首先利用火箭将卫星运 为圆心敏匀速圆周运动，这样就不至于由于万有引力的作用而吸引在一起。如图因 线章地球附近置形轨道1，然后薄过多次变轨量终遗人熟球同步轨道3、其变轨简化示 示，投某双星系统中的两星S,5的质量分别为想和2标，两星间距为L.:在相互间万 意图如图所示，轨道1离地而高度为。已知一天通一号卫星质量为，地球自转周明 有引力的作用下，绕它们连线上的某点O转动。已知引力常量为G,求， 为T,地球率整为R,驰球表面的重力加速度为x,O为地球中心，引力常量为G,如果 (1)5,S,两星之间的万有引力大小： 规定距地球无限远处为地球引力零势能点，地球用近物体的引力势佳可表示为￡ (2)5星到0点的离： G,北中K未知>为地球爱量，m为物体质量为物体到地心距离。求： 《3》它门运动的周期 (1)天通一号"卫屋在物道1的运行周期7： (2)假设在变轨点P和Q难过两次发动机加速，“天通一号卫星正好进人抢球同步轨 道3，则发动机至少滥多少功户 箱边3 物道2 18 单元过美检测〔五引物理第了页{共8页) 衡水真题密程 单元过美检测[五】物理第5页{共8质)