周测评(9) 万有引力与航天-【衡水真题密卷】2025年高考物理学科素养周测评（福建专版）

2024一2025学年度学科素养周测评（九） 3,23年我民全面新选探月工程四期，其中婚蛛六号的任务之一是从月球背面采集更多 样品，争取实现两千克的甘标。从月球表面运送物体返创地球时，物体的发射速度至少 物理·万有引力与航天 为月球第一字离速度的倍。已知月球质量为M,月球半径为R,引力常量为G,则运送 (考试时间75分钟，惑分100分》 质量为四的样品从月球逐同跑球，飞船对样品做的功至少为 一、单项迹择题：本题其4小盟，每小驱4分，共16分。在每小题给出的四个慧项中，只有 A崇 B架 c n 一项是符合额目要求的。 七太阳系各行星几平在具一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某 题号 2 地外行星和太阳之间，且三者几平排成一条直线的现集，称为行星中日”，已知地球及 答案 各地外行星烧太阳运动的轨道华径如表格所示： 1,知图所示，2022华11月12日，天舟五号与空间站天和核心舱 行星名释 地球火星本是土星 天里星南王星 成功对接，此次发射任务从点火发射到完成交会对接，全程仅 钱道径R/ULB上，5系：R5 19 用？个小时，创世界量快交会对接配录，标志看我国航天交会 对接技术取得了新奖酸。在交会对援的最后阶段，天舟五号 期相筝再次“冲日”时何阿隔的为 与空间站处于同一轨道上月向运动，两者的运行轨道均视为圆周运动。要使天舟五号 A.火星365天 B火星800天 在司一轨道上迫上空间站实凳对接，天舟五号童射燃气的方向可能正确的是 C,天王星365天 D.天王星800天 天分五号 ,精气向 天月五号 二、多项这释题：本盟其4小题，每小题春分，其24分。每小是有多项符合题日要求，全郎 运甘方问·口◆ 还1方用+口◆ 气水有 选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得非分。 零间结 空川造 思号 5 6 8 A B 答案 天痒互号 天寿号 场行左向·。口晚 运行h+◆ 5,为了更好勉了解太阳活对地球的影响，我国成功将“夸父一号“卫星发射升空，将该卫 空间站喷气方加向 立国插箱气方向 星绕地球的运动看或匀速陆周运动，里离地球表面约720m,运行周两约99mn。已知 D 地球的半径约为6400km,引力常量为G。下列说法正确的是 2.如图甲所示，某国际团队宣布在宁出中发现两个罕见的恒星系统，该系统均是由两瓢 A.“夸父一号”有可能静止在广东谷喜州市的正上方 互相绕行的中央恒显组成，被气体和尘埃盘包围，且该盘与中央恒盈的装道成一定角 且利用题中数据可以估算出地缘的密度 度，星现出“雾烧双星”的奇幻效果。若其中一个系统简化慎型如图乙所示，质量不等的 C,“奇父一号”的发射渔度大于算一学省通度 恒星A和B绕两者连线上某一定点O做匀速解周运动，由天文现察测得其运诗周期为了， D“考父一号“的角速度大于地球自转的角速度 A到O点的距离为n,A和B的离为？，已知吲力常量为G,则A的质量为〔) 瓦，木星和土星都有众多的卫显，其中“术卫三“作为太阳系唯·一颗荆有磁场的卫星，在 其厚厚的冰层下面可雀存在生命，血“土卫二”具有生的醒生所雷的全整素，是最适宣 人类居佳的星球，轻探测它们分别饶木星和土星做圆周运动的轨道半径之比为&。若木 星和土星的质量之比为6，则下列关于“木卫三”和土卫二”的相关说法正确的是《》 A运行周期之比为，日 B向心加瘗皮之比为号 A.(n) GT C D. GT C环绕速度之比为√侣 D表面重力加速度之比为号 学科素养周测浮九】物理第1页共8页】 衡水真题密程 学科素养周测坪九】物理第2页（共8置 7.2022年12月14日，神舟十四号顺聪离天和核C输空叫站，安余返回炸球，规定无穷 前园轨道】兹行后进人圈形轨道Ⅱ，前图轨道近地点与热球相切于：点，远地点与圆 运处啡力势能为0，空网站到地心离为r时其引力势能可表示为E,一一G,其中G 轨道相切于b点，地球半径为R,卫展在轨道Ⅱ运行时离地面高度为4R,卫屏在轨道1 运行的周期为T。则卫星在轨道【运行经过：点的速度 (填“大于“小于“或 为引力常量，M为地球质量，m为空同站贯量。已知地球半径为R,空间站绕地球做匀 “等于")7,9km/:地球的密度为 (用图目中的字着表示)， 速圆周运动时距娃而的高度为方，若忽略娃球的自转及空气阻力，下列说法正确的是 轨道 轨道 A空间站在地球表面的力婷能为 R 且空间站在离地面高度为兵俏轨道运行的动能为？ C空间站在离地面高隆为△的铁道运行的机械能为%像一》 11上，(3分)火星深测器在更头星表而高度等于火星半径处绕火星做匀速属周运功（不计周 围其能天体的影响)，测出火星探测器烧火星飞行N圈用时：，己知引力常量G和火星 卫从地面发到离地面高度为△的维边做风调运动活要对空间站效的功为紧食+号》 表而重力加速度大小？（不考虑火是的自转》，则大星探测器的加迪度大小为 8.设计贯通地球的弦线光滑真空列车傅直：质量为m的列车不需要引罕，从人口的A点由 ,火是的第一学宙速度大小为。（均用愿日中的学养表示】 12.(5分)2023年11月3日，我国文昌卫屋发9射中心成功将通信技术试验卫星十号发射升 静止开的穿过随道别达另一墙的B点，口为跳道的中点，与地心0的纯离为k-停R。 空。若卫星在更地球表面某高度处绕地球做匀速阅周运动的周期为T,已知地球表面 取设地球是半径为R的霞量均匀分春的球体，地球表而的重力加速度为：。已知爱量 的重力加速度为g,地球可视为均匀球体，其半径为R,引力拿量为G,忽略地球自转影 均匀分专的球亮对球内物体引力为0，P点到O'的距离为x,则 响。求 (1)地球的质量。 (2)卫星距地球表面的高度。 A列车在能道中A点受到的合力大小为0网g B列车在P点的重力加速度等于g C列车在P点的加造度等于 D列车在运动中的最大油度为巫 三，非选择题：共60分，其中9、10、11为填空愿，12、13为实验题，14、15、16为计算题， 乐.《3分》2022年11月30月，我国大名航天员在室间站首次·太空会陌”，向世界展示了中 可航天工程的卓越能力。镜人空间站绕地运动可视为匀速侧周运动。已知空间站距地 面高度为，运行周期为T,地球半径为R。忽略地球白转，则空同站的线速度大小为 ,处球表面重力加速度为。（结果均用图目中的字符表示） 10,《3分》2022年7月13日凌使，天征二号03星精准进入质定物道，我国第二代地球同 轨道数据中继卫星系统正式建成。3屋发射后的运动可近似为如图所示的情境，通过 6 学科素养周测浮九】物理第3页（共8页） 衡水真题密卷 学科素养周衡坪九)物理第4页（共8页} 13(8分)权设未来的人类整上某一地外行星。一小球在距离核暴球表雀弄处自由下落： 1(10分)某卫星P在地球赤道平面内以周牌丁绕地球做匀离圆周运动，厘离地图的高 经过时间离到绿球表面，无空气阳力。设这个行星的半径为R,引力骨量为G。 度与勉球半径相等，且转动方向与地球自转方向相同，Q是位于东道上的某观脚站， (1)求该行星表面的重力知这度大小。 已知勉球的自转周期为T,且T>T,地球半径为R,引力常量为G。求： (2)求该行星的爱量， (1)楚球的质量M: {3》这个行星的第一宇宙速度大小约为多少？ (2)卫星P连域三次经过靓测站Q正上方的时同同隔， 学科素养周测浮九】物理第5页共8页) 衡水真题密程 学科素养周衡坪九)物理第6页（共8页} 6 1512分)如图所示，神舟十大号载人飞船处于半径为n的圆轨道【，空刺站组合体处于 16,(15分)2023年2月，我日首颗越百G高通量卫星中层25号发射域功，开启卫屏互联 半径为门的圆物道目。通过变轨操作后，意船从A点沿树同轨道Ⅱ运动到B点与空 网新时代。如图所示，甲，乙卫星在地球赤道面内缝地球数匀速圆周运动，甲、乙卫星 间站组合体对接。已知炫球的半径为R,地球表面重力如速度为g。求： 之侧可直接证行无线信号通谋，由于地球建督，甲、乙卫星之间直接通讯信号金周期性 (1》空间站组合体在轨道围运行的周期丁：。 中断。已知地球的率径为R,甲卫星的轨道半径为2R,绕地球运行的周期为T,乙卫星 {2)飞船由轨道Ⅱ的A点飞至B点所霁的时间. 的轨通半径为2R,甲、乙卫星运行方向均和楚球自转方向相同。求： (1)乙卫星绕地球运行的周期。 (2)在一个通讯周期内，甲，乙卫星直找通讯信号中斯的时间（不计情号传输时间）. 6 学科素养周测浮九】物理第T页共8页) 衡水真题密卷 学科素养周衡坪九)物理第8页（共8页}·物理· 参考答案及解析 【解析】(1)小车由A运动至B过程，由能量关 小车从P,点飞出后做平抛运动 系可知 x=Upt E=(mg+FL+2m晴 1 2r=2g 其中F=0.5mg,代入数据解得m=3m/s。 解得x= (2)设小车在C点的速度为c,恰好通过最高 点，则根据牛顿第二定律有 当r=0.1125m时，小车落地点与P点的水平 距离最大 mg一0.5mg=m辰，小车从B到C,由动能定 小车从P点飞出p>0,则 理得 r<0.225m -mg2R=之mt-2mi 但因为小车在N点有 解得R=0.2m m4≤2.5mg r 在B点，根据牛顿第二定律有 小车从B到N的过程中，由动能定理得 B一mg-05mg=m夏解得R=3N 1 mgr=2n味-2m% 由牛顿第三定律，小车运动至B,点时对轨道的 解得r≥0.2m 压力大小为3N。 综合可知，当r=0.2m时，小车落地，点与P点 (3)小车从B到P,由动能定理得 -mg2r-m味-md 水平距离最大，为工m=号m。 2024一2025学年度学科素养周测评（九） 物理·万有引力与航天 一、单项选择题 W=2n(ko),联立解样W=Gm,C正确。 2R 1.A【解析】要想使天舟五号与空间站在同一轨 道上对接，则需要使天舟五号加速，与此同时要 么B【解标】根据开普粉第三定体有冠-是，解 超不影离原锐道，旅据F=m号则必须要增加向 得-√ T地，设相邻两次“冲日”时间间隔 心力，即喷气时产生的推力一方面有沿轨道向前 的分量，另一方面还要有指向地心的分量，而因 为，则有2x=(祭-)，解得1一 TT地= T 喷气产生的推力与喷气方向相反，A正确。 T 2.A【解析】取B为研究对象，B绕O点做匀速圆 ,由表格中的数据可得以= T地一 R 周运动，设A、B的质量分别为m和m2,由万有引 1一N R 1一NR8 力定律及牛顿第二定律得G业=m()n T 800天，t天= ≈369天，B正确。 R 解得网-密，又根据小=一，则A的质 1一N 二、多项选择题 量为m1=）,A正确。 5.BD【解析】依题意，可知“夸父一号”不是地球 GT 的同步卫星，所以不可能静止在惑州市的正上 3.C【解析】在月球表面，根据万有引力提供向心 方，A错误；“夸父一号”是地球的卫星，已知引力 力有G=m爱，解得月球的第一宇窗连度。 常量、该卫星的轨道半径、卫星的周期，可求出地 √，根据题意可得飞船对样品微的功至少为 球的质量以及密度，B正确；由于“夸父一号”绕地 球做匀速圆周运动，所以其发射速度小于第二宇 ·25 6 衡水真题密卷 学科素养周测评 宙速度，C错误；“夸父一号”绕地球运行周期约 有GMm·sinf=ma,地球为均匀球体有将 M" r2 99min,小于地球的自转周期24h,根搭w-祭可 T r R 知，其角速度大于地球自转的角速度，D正确。 ，又G=mg,解得a=最8，C错误：列车在 6.AB【解析】振搭G恤=m(停)=m号 隧道内距0的距离为x时合力F'=ma=聚x, F随x均匀变化，即列车从A到O做加速度减 ,解得T-√高a- Gd,则运 ,,= 小的加速运动，则列车在点有最大速度，则有 a 行周期之比为，√后，向心加递度之比为是，线述 E·0=受m-0,解得0-2成，D 2 正确。 度之比为√臣，A,B正确，C错误：根据星球表面 三、非选择题 万有引力等于重力可知G=mg,由于不知道 9.2R+)x4R+h) R T TR “木卫三”和“土卫二”的半径之比以及质量之比， 【解析】由题意可知，空间站绕地球做匀速圆周 所以无法求出表面重力加速度之比，D错误。 运动的轨道半径为r=R十h,周期为T,因此空间 7.BD【解析】根据题意，由公式可得，空间站在地 站的线速度大小为口=2票=2R十)江，由地球 T T 球表面的引力势能为Em=_GYm,A错误；根 R 的缓引力提供向心力，可得G破D=加禁 GMm 据万有引力提供向心力有R十=mF十五：又 (R+h),解得M=4r(R+h) GT ，由地球的万有引 E=m,解得空间站在高地面高度为h的轨 力等于地球表面的重力，可得G-mg,解得 R2 道运行的动能为E一2袋物，B正确：根据题 _4x2(R+h)3 g-GR TR 意，由公式可得，空间站在离地面高度为h的轨 道运行的引力势能为E=一 Mm,机械能为E 10.大于 81元 GT R+h 【解析】近地卫星的运行速度等于7.9km/s,而 =E十E。=一限物C错溪：由功能关系可 卫星由近地卫星轨道从a点变轨进入轨道I需 知，从地面发射到离地面高度为h的轨道做圆周 要加速，因此卫星在轨道I运行经过a点的速 运动需要对空间站做的功为W=E:一E 度大于7.9km/s;卫星在轨道I运行时轨道半 2%+c-（食+号）D正确. 长轴为3R,卫星在轨道Ⅱ运行时轨道半长轴为 8.AD【解析】设列车在A时，∠AOO=0,列车在 5R,根据开普勒第三定律有(3R)=(⑤R) T T A点受到地球的引力F。=mg,列车在A点受到的 解得T=√27 T=5压T,卫星在轨道Ⅱ运 9 合力Fa=Fa·sina,根据几何关系有sin0= ,解得队=mg,A正确：由G0 行时，有G部=m 4π2 T度 ·5R,解得M= R 500π2 mg,M=号o,联立可得g=G,可知列 ·R-108x2R GT C,根据密度的定义式p MM 车在P点的重力加速度小于g,B错误：设地球的 -,联立解得p一G -81π 4 质量为M,列车运动到P点距地心为r,∠POO 日，根据几何关系有sin日-于，列车运动到P点 1. 2g4 8nN ·26▣ ·物理 参考答案及解析 【解析】设火星半径为R,不考虑自转时G 【解析】(1)设卫星P的质量为m,由万有引力 提供卫星的向心力，可得 m,即兴-《，所以深测器环绕大星时a一 G-m()'(2R (2R)2 4。 探测器运动周期T= N,由万有引力 解得M=32mR GT。 Mm 提供向心力得G祭=m() ·2R,解得R (2)由题意知，△：时间内卫星P相对地球转过 3N,火星的第一宇宙速度大小为G 的角度为4π，则 R (停-莞）a 2%.解浮/=gR入322V8元 2ToT 解得△一T。T 12.(1)5R gRT (2) 一R 4x2 1瓷厚 n十) 【解析】(1)设地球质量为M,在地球表面且忽 【解析】(1)空间站组合体在轨道Ⅲ时满足 略地球自转，有G0-mg GM恤=m 4元2 r 解得M=8 G 且G=mg R2 (2)设卫星质量为m,由牛顿第二定律得 GRm答(R+ 解得工-资厚 (2)根据开普勒第三定律可得 联立解得卫星距地球表面的高度 gRT-R. 器-清 h=入4 13.(10(220 其中轨道半长轴a=十n R (3)V2R 【解析】(1)根据自由落体运动公式 解得T2=√ 元(n十) 2gR h 飞船由轨道Ⅱ的A点飞至B点所需的时间为 π(n十) 解得该行里表面的重力加速度大小为g一尝。 /n十)正 2gR 2RV 2g (2)根据物体在星球表面受到的重力等于万有 16. 52 引力可得 (2)12(2-2) 【解析】(1)设乙卫星绕地球运动的周期为T, mg-G 由开普勒第三定律得红》_r) T 解得该行星的质量为M=2hR GR 解得T要T (3)根据 2 mg一m员 (2)如图所示，由于地球遮挡，甲、乙卫星之间通 讯信号会周期性中断，设在一个通讯周期内，甲、 解得这个行星的第一宇宙速度大小为v一 乙卫星通讯中断的时间为1，有(w此一m)1=20 2R. 2x 14.(1)M=32mR 2ToT GT (2)△=T。-T 故有（停-票)上=20 ·27 6 衡水真题密卷 学科素养周测评 由几何关系可知sina= Ro 2Ro =,B R=2 2R2 所以a=吾g-晋 由几何关系知0=a十B 故20-晋 综上所述可得 52 2(22)T 2024一2025学年度学科素养周测评（十）物理·机械能（一） 一、单项选择题 为△p=w=6kg·m/s,C错误；在0~4s时间 1,B【解析】发动机功率恒定，由功率公式P=F℃ 内，根据动能定理得W,一mgh=号md,荟理得 知，动车启动过程速度变大，则牵引力变小，动车 所受合外力F。=F一F,阻力不变，则合外力变 We=18J十mgh>18J,D错误. 小，A错误：动车速度最大时，牵引力等于阻力， 4.D【解析】物块a的上升过程分为两个阶段，第 发动机功率P=Fv=F·,B正确：动车从启 一阶段为物块b释放后，在绳子拉力的作用下加 动到最大速度过程中，动车做加速度减小的加速 速上升，与此同时物块b加速下降，速率与物块a 相同，第二个阶段为物块b落地后，物块a在自身 运动，动车平均速度大于受，C错误；从启动到最 重力的作用下减速上升直至最高点。则第一阶 大速度过程中，根据动能定理得W:一W,= 段对整体由动能定理有(m一m)gh=合(m十 之m流，则动车牵引力微功大于2m,D错误。 m2),第二阶段对物块a由动能定理有一g 2.A【解析】物块沿斜面上滑过程，由动能定理得 一mgs·sin30°-Fs=0一Ea1,物块沿斜面下滑 （H一-)=0一之，联立解得H=, 过程，由动能定理得mgs·sin30°-Fs=Ea一 结合图像可得及=2可知严=名-1，故D m十m2 m2 k 0,联立解得m=0.7kg,F=0.5N,A正确，B错 错误，②正确；要将物块a拉起，则有Fr一mg> 误；0一20m过程中，物块克服摩擦力做功为 0,对物块b,则有m2g一Fr>0,可得m2>m,因 W=2Fs=2×0.5×10J=10J,C错误：0~10m 过程中，物块所受合外力为F1=mg·sin30°十 此有2m<2m:<2,即1<k<2,③错 m2十m2m1十m2m2 F=4N,10~20m过程中物块所受合力为F2- 误，④正确。综上所述，D正确。 mg·sin30°-F=3N,合力之比为4：3，D 二、多项选择题 错误。 5,AD【解析】用水平向右的力拉A,使A向右缓 3.B【解析】在t=4s时，加速度为a=2m/s2,则 慢移动直至C降到地面，根据对称性可知A和B 拉力F-mg十ma=12N,A错误；根据△v=a△ 受到地面的支持力大小相等，整个过程中将A、 可知：t图像中，图像与坐标轴国成的面积表示 B、C视为整体，A受到地面的支持力为FN= 速度的增量，则在t=4s时，物体的速度u4= 1 1 昌×1+2)X4m/s=6m/s,在1=4s时，物体 mg十2mg+2mg 2 =mg,则A受到地面的摩擦 克服重力做功的功率为P=mg0,=60W,B正 力大小为F=uFN=mg,保持不变，A正确，B 确：在0一4$时间内，物体的动量改变量的大小 错误：初、末状态受力分析如图甲、图乙所示，由 6 ·28