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（重庆、甘肃、贵州、云南、四川专版）

2024一2025学年度学科素养周测评（九） 物理·万有引力与航天 (考试时间75分钟，惑分100分》 一、单项选择题：本题共7小题，每小驱4分，共28分。在每小题给出的四个邀项中，只有 一项是符合题目整求的。 题号 2 4 5 6 答案 1,如图厮示，2022年11月12日，天舟五号与空闻站天和核心轮成功对接，此次发射任务 从点火发射到完成交会对接，全程仅用2个小时，创世界最快交会对接纪录，标志着我 国航天交会对接技术取得了新突酸。在交会对接的最后阶段，天舟五号与空间站处 同一轨道上同向运动，两者的运行轨道均栈为圆周运动。要使天舟五号在司一一轨道上 追上空间站实瑰对接，天舟五号黄射燃气的方向可能正确的是 天拜五号 ,硝气方向 天拜红号 越行向一二◆ 运行为样如只◆ 对气方润 空到储 空同烤 A 天舟五号 天舟五号 运行方向+一口交 运行力得+：回◆ 间站音气间 空间猫'结'气方向 D 么地球公转轨道接近图，但售星运动轨道则是一个非常扇的刷图。天文学家哈雷成功顶 言府雷等星的回归，它昼近出残的时其为1985年，瓶测下次飞近地球将在051年左右： 如图所示为地球与除雷售星绕日运动的示意周，且图中M点为两就连的交点。则下列 分析正确的是 喻击售星 太 学科素养周测浮九】物理第1页共8页)】 衡水真无 A哈雷裤星在近甘点的速度大于地球绕日公转的速度 且哈雷转星在M点时的加速度小于地球在M点时的加速度 C,根翻已知数据可生算哈雷彗星物道的半长轴是地球公转半径的√5倍 Q地球与太用的连线和哈雷售星与太阳的连线在相等时同内扫试的面积相等 3,长征三号火帝爱时月步卫星中星A时出现过异常，卫皇没能进人颈定静止纯道，通过 我属研究人黄的穷力，经过10次转道词整，终于将中星9A卫星成功定点于东经10L.4 的静止轨道，完成太空自救”。如阅所示为卫屋自牧过程的简化示意图，近地执道和静 止轨道是疑轨道，异舞物道和转移轨道是精周轨道，P,Q.S三点与地球中心共线，PQ 两点是装移轨道的远地点和近地点，近认为PQ的距离为地球半径R的8篇。下列 说法正确的是 《》 五电我道静转运 0 转移轨道 A,在静止轨道上的卫星的速率小于地球本道上物体的速率 具卫星在静止角道上竖过S点的加速度大于在转移轨道上经过P点的加速度 C卫星在异常轨道上经过Q点的违率小于在静止轨道上经过S点的通率 D卫是在近地轨道上的周期与在转移轨道上的鬧期之比的为1：8 4,如加图甲所示，某国际围队宜布在宇宙中发残两个罕见的恒属系统，孩系统均是由博顾 互相晓行的中央恒是组成，敲气体和尘埃盘包围，且该盘与中突征屋的轨道成一定角 度，星觅出雾烧寂星”的奇)效果。若其中一个系统箭化模西女图乙所示，质整不等的 虹星A和B绕两者连线上某一定点O做匀速劃周运动，由天文戏察御得就运动周期为 T,A到O点的年离为r1,A和B的即离为r。已知引力常量为G,期A的质量为 A.n) GT 棕 c棕 n twen GT 密卷 学科素养周测评九)物理第2页（共8页} 2 5,某果外小组搜集了一北地球卫星和木星卫暴的数据，利用电脑处理数暴后得到了卫层 周期的二次方和卫星航道半径的三次方的关系图像如周所示，已知地缘和木星的密度 分别为5,52/m和133g/m,木星的体积约为粒球体积的1313倍。下列说法正 确的是 A在相同时间内地球卫星与地心连线扫过的面氨和木量卫星与 术星球心连线扫过的而积相等 我新有地球卫星与地心连线在相同时何内扫过的图积都相等 C图像B的斜率约为图像A的斜￥的31D倍 D侧像A为地球卫是的图像 6.23年我国全面推进探月工程四期，其中雄嫌六号的任务之一是从月球背面朵集更多 样品，争取实现两千克的目标。从月球表面运适物体返回地妹时，物体的发射速度至少 为月球第一宇宙速度的是倍。已题月球质量为M,月球半径为R,引力常量为G,期运送 质量为m的样品从月球返同地球，飞船对样品管的功至少为 款 B.GMi 2变 C.HGMm D.GMim 2R 2 7,太用系各行星儿平在同一平面内沿同一方向羹太用做图周运功。当地球恰好运行到某 地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，称为“行星神日”。已知地球及 各地外行星烧太阳运动的轨道半径如表格所原 行星名 卷球 土星 天王星到王星 轨道径R/AUL.Q 15 52 85 1接 39 则朝邻两次“冲日”时间间隔的为 A.火星365天 且火展800天 C天王层365天 D,天王星800天 二，多项选择题：本题共3小题，每小器5分，共15分。在每小露命出的四个选项中，有多 项符合题日要求。全部送对的得5分，燃对但不全的得3分.有选情的得心分。 题号 8 9 10 答案 8木星和土星稻拥有众多的卫星，其中“木卫三”作为太用暴难一一聊拥有造场的卫星，在 其厚再的冰层下面可能存在生命，面”土卫二”具有生命餐生所需的全部要家，是最适宜 人类居住的星球，经深测它们分别绕术星和土星做割周运动的轨道竿径之北为4。若术 学科素养周测悍九】物理第3页（共8页）】 衡水真夏 星和土星的质量之比为.则下列关于“木卫三“和土卫二”的相关说法正确的悬《》 A运行调期之比为层 技向心加速度之比为号 C环终速度之比为日 D.表面重力加速度之比为片 9.2022年12月14日，神舟十四号顺利税离天和核心轮空间站，安全返国地味。规定无穷 远处引力势能为0，空可站到地心离为x时其引力势能可表示为E,=小血，其中G 为引力常量，M为地球质量，两为空间站质量。已知地球半径为R,空问站绕地球敏匀 速圆周运动时距地而的高度为k,若忽略地球的自转及空气阻力，下列说法正确的是 《》 A空间结在地球表面的引力势能为 且空料站在离地面高度为太的轨道运行的动能为？爱% 心空闻站在南然腐高度为：的轨道运行的机城能为景学（食一》 八从越面爱射到肉地面高度为后的轨道骏周周运功需延对空料站低的功为景织（食+》 10,设计贯通地球的蓝线光滑真空列车莲道：质藏为m的列车不雷夏引擎，从人口的A点 由静止开命穿过隧道到达另一微的B点，了为隧道的中点，了与地心O的距离为A一 复R,假设港球是半轻为R的题量均匀分布的球体，越球表国的重力加速度为：。已知 置量均匀分布的球壳对球内物体引力为0，P点到口的距离为x,期 A.列车在越道中A点受到的合力大小为Q5m职 且列车在P点的重力加速度等于g C列车在P友的加连度等于R。 几列车在运动中的最大速度为巫 2 密程 学科素养周御坪九)物理第4页（共8置} 三，非选择题：本题共5小盟，共57分。 13,(1?分)某卫屋P在地球本道平面内以周期丁绕地球做匀速图周运动，距离地面的高 11.(6分)2023年11月3日，我国文昌卫星发射中心成功将道信技术试验卫量十号发射升 度与地球米径相等，几转动方向与抛球自转方向相同，Q是位于赤道上的某观衡站 空，若卫星在平越球表面某高度处绕地球微匀建圆周蹈动的周期为T,已知地球表面 已知驰球的自转周期为T,且T>T,地球半径为R,引力常量为G。求： 的重力加速度为g,电球可锐为均的球体，其半径为R,引力常量为G,忽略地球自转影 ()地球的质量M 响。求 (2)卫星P连续三次经过靓测站Q正上方的时何阿隔， (1)地球的质量 (2)卫星距地球表而的高度 1以(9分》银设未来的人类登上某一地外行星。一小球在距离该屋球表面处自由下落， 经过时间：落到量球表面，无空气阻力。设这个行星的半径为R,引力常量为G 1)求该行层表面的重力如速度大小。 (2)求孩行星的爱量。 (3》这个行星的第一字宙速度大小的为多少？ 学科素养周测浮九】物理第5页共8页) 衡水真题密卷 学科素养周衡坪九)物理第6页（共8页} 2 14.12分)如图所示，神舟十大号载人飞船处于半径为n的圆轨道【，空判站组合体处于 15,(18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，开启卫深互联 半径为)的同轨道日。通过变轨操作后，怎船从A点沿情园轨道话动到B点与空 网新时代。如图所示，甲、乙卫星在地球赤道面内绕地球敏匀速阅周运动，单，乙卫星 间站组合体对接。已知地球的半径为R,地球表面重力如建度为g。米： 之傅可直接进行无线信号通讯，由于地球这档，甲、乙卫星之可直接道讯信号会调期性 (1)空何站组合体在轨道重运行的横期工， 中断，已地球的半径为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)飞船油轨道Ⅱ的A点飞至B点所养的时间t, 的航道半轻为2R,甲，乙卫是运行方间均和越球自转方向相同。求 (1)乙卫星烧地球运行的周期。 (2)在一个通讯周期内，甲，乙卫是直接通讯信号中断的时何（不计信号传验时间）。 2 学科素养周测悍九】物理第T页共8页) 衡水真题密程 学科素养周御坪九)物理第8页（共8贾}衡水真题密卷 h=号g 滑块第一次落地点到B点的水平距离为x x1十x2 解得x=3.4m。 15.)3m/s(23N3 5 m 【解析】(1)小车由A运动至B过程，由能量关 系可知 E,=k(mg+FL十2mi 其中F=0.5mg,代入数据解得=3m/s。 (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 mg-0.5mg=m 尺，小车从B到C,由动能定 理得 一mg2R=mt-2m呢 解得R=0.2m 在B点，根据牛顿第二定律有 R、-mg一0.5mg=m装，解得R=3N 由牛顿第三定律，小车运动至B,点时对轨道的 压力大小为3N。 2024一2025学年度学科素养周测 一、单项选择题 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 想不脱离原轨道，根据下=m号，则必须要增加向 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 喷气产生的推力与喷气方向相反，A正确。 2.A【解析】哈雷普星在椭圆轨道上绕日公转，而 地球绕日轨道比哈雷慧星近日轨道要远一些，根 亚，所以地球环日速度小于哈雷慧星在 近日点的速度，A正确；根据牛顿第二定律a 语--以，哈省昔里在M点时的加逢度 等于地球在M点时的加速度，B错误；根据开普 2 ·2 学科素养周测评 (3)小车从B到P,由动能定理得 一mg2r=2m呢-2m呢 小车从P点飞出后做平抛运动 I=Upt 解得x=√16㎡+5-√16（一动+离 当r=0.1125m时，小车落地点与P点的水平 距离最大 小车从P点飞出r>0,则 r<0.225m 但因为小车在N点有 m≤2.5mg r 小车从B到V的过程中，由动能定理得 1 一mgr-2m味-2m% 解得r≥0.2m 综合可知，当r=0.2m时，小车落地点与P点 水平距离最大，为x。=号m。 评（九）物理·万有引力与航天 C错误；根据开普勒第二定律可知，同一颗行星与 太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以 地球与太阳的连线和哈雷彗星与太阳的连线在 相等时间内扫过的面积不一定相等，D错误。 3.D【解析】静止轨道上的卫星角速度与赤道上 物体的角速度相等，卫星的轨道半径更大，其速 率更大，A错误：S点与P,点到地球中心的距离 是相等的，根据牛顿第二定律和万有引力定律得 aG,所以卫星在静止轨道上经过S点与在转 2 移轨道上经过P点的加速度相同，B错误：在椭 圆轨道近地，点实施变轨成椭园轨道是做逐渐远 离圆心的运动，要实现这个运动必须给卫星加 速，所以卫星在异常轨道上经过Q点的速率大于 ·物理· 在近地轨道上经过Q点的速率，卫星在近地和静 止轨道上运动，由万有引力提供向心力得G血- r2 m吧，所以卫星在近地轨道经过Q点的速度大于 在静止轨道上经过S,点的速度，所以卫星在异常 轨道上经过Q,点的速率大于在静止轨道上经过 S点的速率，C错误；由几何知识知转移轨道的半 长轴为地球半径的4倍，由开普勒第三定律有 二-6：爱√凰如卫里在运地轨道上的周期 与在转移轨道上的周期之比约为1：8，D正确。 4.A【解析】取B为研究对象，B绕O点做匀速國 周运动，设A、B的质量分别为m和m2,由万有引 力定律及牛顿第二定律得Gm,理=m(停)， 解得m一产，又根搭n=,一1，则A的质 GT 量为m1=4,A正确。 GT2 5.C【解析】开普勒第二定律只适用于某一个卫星 绕中心天体的情况，故A、B错误：根据万有引力 提供向心力有G=m答，变形有T- 2 腻国缘的针率及一品根据题意，地球和木 4x2 星的密度分别为5.52g/cm3和1.33g/cm3,木 星的体积约为地球体积的1313倍，可知木星的 质量约为地球质量的310倍，则图像B的斜率约 为图像A的斜率的310倍，图像B为地球卫星的 图像，C正确。 6.C【解析】在月球表面，根据万有引力提供向心 力有G0-m爱，解得月球的第一字省逸度0一 √贸，根据题意可得飞船对样品微的功至少为 W=之m(ko)3,联立解得W=G恤，C正确。 2R 1B【解折】根据开普粉第三定律有-意解 得T√)T,设相年两次冲日”时间同隔 TT地 为，则有2红=（经-孕解得1=严器 T 2 参考答案及解析 一，由表格中的数据可得女 R R 1一NR 800天，t天= T一≈369天，B正确。 1一R 二、多项选择题 &ΛB【解桥】根据G0=m(停)r=m号- m解得T-√哥-兴。√则选 行周期之比为√层，向心加建度之比为导，线速 度之比为√？，A,B正确，C错误：根据星球表而 万有引力等于重力可知=mg,由于不知道 “木卫三”和“土卫二”的半径之比以及质量之比， 所以无法求出表面重力加速度之比，D错误。 9.BD【解析】根据题意，由公式可得，空间站在地 球表面的引力势能为E=-G,A错误：根 R 基万有引力提供向心力有学物=加R又 2 E=2m,解得空间站在离地西高度为h的轨 道运行的功能为E。=2物·B正痛：掾据题 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。=机城能为E -E十=一2袋物C错误：由功能关系可 知，从地面发射到离地面高度为h的轨道做圆周 运动需要对空间站做的功为W=E1一E= 2晨+管学（食+号)D. 10.AD【解析】设列车在A时，∠AOO=0,列车在 A点受到地球的引力F=mg,列车在A点受到 的合力Fa=FPo·sin0,根据几何关系有sin0= FR产，解得=司g,A正确：由G学= R r2 mgM=子e,联立可得g=Gg,可知列 车在P,点的重力加速度小于g,B错误：设地球的 质量为M,列车运动到P点距地心为T, 2 衡水真题密卷 ∠POd-d,根据几何关系有sind-工，列车运 动到P点有GMm.sin日=ma,地球为均匀球 r2 体有折-京又G发=ms解得a=贡，C 错误；列车在隧道内距O的距离为x时合力 F'=ma=贤x,F随x均匀支化，即到车从A 到O做加速度减小的加速运动，则列车在点 有最大造度，则有E士·x0=m时-0， 2 解得=gR,D正确。 三、非选择题 11.()8R gRT严 (2) 一R 4π2 【解析】(1)设地球质量为M,在地球表面且忽 略地球自转，有G梁=8 解得M=R (2)设卫星质量为m,由牛顿第二定律得 GR=m答(R+ 联立解得卫星距地球表面的高度 - L一R 12.a (2)2hR GP (3)},2hR 【解析】(1)根据自由落体运动公式 A=28 解得该行星表面的重力加速度大小为g一。 2h (2)根据物体在星球表面受到的重力等于万有 引力可得 mg-G 解得该行星的质量为M-2h迟 G (3)根据 mg=m景 解得这个行星的第一宇宙速度大小为一 V2R 2 2 学科素养周测评 13.(1)M=-32x2R GT (2)△=T。-T 2ToT 【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 c=m(停}'2R 解得M32mR GT2 (2)由题意知，△：时间内卫星P相对地球转过 的角度为4π，则 (停-)AN=4 解得△1=T。一T 2ToT 1uu喷厚m流罗 【解析】(1)空间站组合体在轨道Ⅲ时满足 GMm-m n42 r 且G恤=mg R 解得五一资厚 (2)根据开普勒第三定律可得 特- 其中轨道半长轴a=n 2 解得T=√ (十r) 2gR2 飞船由轨道Ⅱ的A点飞至B点所需的时间为 ==F m十) 2gR 2RV 2g 15.r 52 12(2-2) 【解析】(1)设乙卫星绕地球运动的周期为T, 由开普粉第三定律得》- T 解得T-号x。 (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、 乙卫星通讯中断的时间为t,有(w此一wm)t=20 2 ·物理· 故有（停-=20 由儿何关系可知sina= Ro 2Ro sin 8= R=② V2Rn 2 所以a=吾，g-平 由几何关系知0=a十B 故20-晋 2024一2025学年度学科素养周 一、单项选择题 1.C【解析】两个小球在运动的过程中都是只有重 力微功，机械能守恒，根据机械能守恒定律可知 两物体落地时速度大小相等，方向不同，所以速 度不同，A错误：落地时两物体的速率相同，重力 也相同，但A物体重力与速度的夹角为锐角，B 物体重力与速度方向相同，所以落地前的瞬间B 物体重力的瞬时功率大于A物体重力的瞬时功 率，B错误；根据重力做功的表达式得两个小球在 运动的过程重力对两小球做功都为mgh,C正 确：从开始运动至落地，重力对两小球做功相同， 但A运动时间小于B运动时间，根据P-Y知重 力对两小球做功的平均功率不相同，D错误。 2.D【解析】人和滑车从斜面顶端A点由静止下 滑，在下滑运动中，受力恒定，则沿斜面向下的合 力大小不变，由牛顿第二定律可知，加速度不变， 即加速度不随时间的变化而变化，加速度a与时 间t的关系图像应是平行时间轴的直线，A错误： 人和滑车从斜面顶端A点由静止下滑，做匀加速 直线运动，由速度位移关系式可得子=2a.x,可知 速度？与位移x的关系图像是抛物线，B错误；人 和滑车从斜面顶端A点由静止下滑，做匀加速直 线运动，则有瞬时速度=a,设斜面的倾斜角为 0,则有重力的瞬时功率Pc=Gusin0=Gasin0·t, 可知Pc与时问1成正比关系，则PGt图像应是 过原点的倾斜直线，C错误；人和滑车在斜面上下 滑时，沿斜面向下方向的合力不变，则在沿斜面 向下方向由动能定理可得E=(Gsin0一F:)x, 可知动能Ek与位移x成正比关系，因此Ekx图 2 参考答案及解析 综上所述可得 52 2(2-a工. 甲长4 测评（十）物理·机械能（一） 像应是过原点的倾斜直线，D正确。 3.B【解析】发动机功率恒定，由功率公式P=Fv 知，动车启动过程速度变大，则幸引力变小，动车 所受合外力F金=F一F,阻力不变，则合外力变 小，A错误：动车速度最大时，牵引力等于阻力， 发动机功率P=F=F:·,B正确：动车从启 动到最大逸度过程中，动车做加速度减小的加递 运动，动车平均速度大于受，C错误；从启动到最 大速度过程中，根据动能定理得W:一W:= 2md,则动车奉引力微功大子号md,D错误. 1 4.B【解析】在t=4s时，加速度为a=2m/s2,则 拉力F=mg十ma=12N,A错误；根据△v=a△ 可知Qt图像中，图像与坐标轴固成的面积表示 速度的增量，则在1=4s时，物体的速度一 2X1+2)×4m/s=6m/s,在t=4s时，物体 克服重力做功的功率为P=mgu=60W,B正 确：在0~4s时间内，物体的动量改变量的大小 为△p=w=6kg·m/s,C错误：在0~4s时间 内，根据动能定理得W:一mgh一md,整理得 W:=18J+mgh>18J,D错误。 5.D【解析】取沿斜面向上为正方向，当火车冲上 斜坡的长度为x(x<)时，火车所受合外力F= 一千mgsin a=一gsin a·x,由此可知，火车微 = 的是简谐振动，其周期为T=2m√gna ，若火车不能全部冲上斜面，则可知火车 2爪Ng 2