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（冀粤辽黑赣桂吉晋豫陕青宁蒙新藏鲁渝甘贵云川皖B版）

2024一2025学年度学科素养周测评（九） 物理·万有引力与航天 (考选时可40分钟，惑分100分》 一，单项迹择题：本题共3小盟，每小题10分，共地分。每小题只有一个透原符合愿日 要求。 超号 答案 1,如图所示，2022年11月12日，天舟五号与空间站天和核心轮成功对接，北次发射任务 从点火发射到完成交会对援，全程仅用2个小时，创盘界最快交合对接记录，标志着我 国航天交会对接技术取得了新突弦。在交会对接的最后阶段，天舟五号与空阿站处于 可一轨道上同向运动，两者的运行轨道均钱为阴周运动。要使天舟五号在司一轨道上 进上空间站实残对接，天舟五号喷射燃气的方向可能正确的是 天得压号 黄气方向 天具在号 运行水向一巴◆ 盆行为科一口◆ 喻气方向 空利储 室利储 B 天舟五学 人舟五号 运行向+口念 述行为A·一口◆ 空何站动气方间 室间陆績气方向 D 2.长任三号火篱发射同步卫星中展A时出现过异常，卫星投能进人顶定静止轨道，通过 我国哥究人员的努力，经过10次轨道调整，终于转中坠9A卫是成功定点于东经101.4 的静止轨道，完成“太空白牧”。如图所示为卫星自数过塑的简化示意图，近抛轨道和静 止轨道是图轨道，异常轨道和转移轨道是m风就道.P,Q、S三点与地球中心共规，P,Q 两点品转移轨道的运地点和近地点，近似认为PQ的距离为地球半径R的B倍。下列 说法正确的是 学科素养周测浮九】物理第1页共4页)】 衡水真无 近滤线道 静共通 转移轨道 A.在静止轨道上的卫星的速率小于地球味道上物体的速率 且卫星在静止数道上经过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点的速半小于在静止轨道上经过S点的逸率 D卫是在近地轨道上的周期与在转移轨道上的周期之比的为1·8 3,扣图甲所示，某国尿植队直布在字宙中发现两个罕见的恒魔系统。度系统均是由两颗 互相晓行的中央何屋组成，敲气体和尘埃盘包用，且该盘与中失恒星的轨道成一定角 度，早残出“雾绕双星”的奇幻效聚。若其中一个系统简化模西如图乙所示，质意不等的 缸星A和B绕两者违线上某一定点O做匀速图圆运动，由天文现察测得其运动周期为 T,A到O点的距离为，A和日的距离为r。已知引力常量为G,附A的爱量为 A.n G7 n C.l'e GT GT t'en GT 二，备珠进择第：本第共2小题，每小题10分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求， 全部这对得10分，这对但不全的得5分，有选精的得0分。 题号 5 答案 4,术星和土星都荆有众多的卫量，其巾“术卫三作为太阳系唯—一颗拥有整场的卫屋，在 其厚厚的冰层下面可能存在坐命，面土卫二”具有生金诞生所需的全事要素，是最适宜 人类居住的星球，经探测它们分判绕木层和土层做图周这动的轨道半径之比为@，若木 星和土星的质量之比为，刚下列关于“木卫三”和土卫二”的相关说法正确的是《》 ⊙ 八兹行周期之比为、 且向6加速麦之比为号 C环接遮度之比为，侣 D表面重力雄速度之比为。 密程 学科素养周测坪九)物理第2页（共贾} 1B 5,设计贯通地球的蕊线光滑真空列车健道：质量为m的列车不需要引肇，从人口的A点由 静止开始穿过感道到达另一璃的B点，0为隧道的中点，心与贴心0的距离为长=R。 根设地球是半径为R的置量均匀分布的球体，地球表面的重力加墓度为g。已知质量 均匀分有的球壳对球内物体引力为0，P点到O的离为x,喇 A.列军在隧道中A点受到的合力大小为Q5四g B列车在P点的重力加速度等于g C列车在P点的如速度等于产录 山列车在运动中的最大速度为不 三，非选择题：本题共3小题，其50分。 6《12分投地球是质量分布均匀的半径为R的球体。已知力常量G,地球表面的重力 加速度，忽略地球白轮。 《1D推异地球质量M的表达式。 《2》推导地球第一宇宙速度世的表达式。 (3)设地球的密度为，幕近地球表而数圆周运动的卫星的周期为T,证明p下一要 18 学科素养周测浮九】物理第3页（共4页） 衡水真无 7,(18分)限厦未来的人类登上某一地外行星。一小球在距南该吴球表面A处白由下落， 经过时间：落到星球表面，无空气阳力。设这个行星的半径为R,引力常量为G, (1)求该行星表面的重力加速度大小。 (2)求该行星的质量. 《3)这个行星的第一字窗速度大小约为多少？ 8,(20分)2023年2月，我国首颗超百G高通量卫星中星26号发射成功，开自卫星互联网 新时代，如图所示，甲，乙卫是在地球赤道面内饶地球做匀违风周运动，甲，乙卫星之间 可直接进行无线信号通佩，由于地球这指，甲、乙卫星之间直接通讯信号会周期性中唐 知跑感的华径为R,甲卫星的轨道半径为2R,烧地球运行的周期为T,乙卫屋的轨道 半径为2R,甲、乙卫具论行方向均和地球白转方向相同。求： (1)乙卫星绕地球运行的周期。 (2)在一个调讯模期内，甲，乙卫第直接通讯信号中断的时问不计信号传输时间). 通密卷 学科素养周测评九)物理第4页（共4页）·物理· 解得A=√10m/s (2)从O,点到B点，对滑块根据动能定理有 mgrmm 在B点根据牛顿第二定律有FN一mg=m项 解得Fv=14.8N. (3)滑块与塑料板组成的系统动量守恒，规定向右 为正方向，根据动量守恒定律有 mh=%v'十2 根据能量守恒定律有 mgL=2m项-2m- 1 2m2 2024一2025学年度学科素养周 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F=m二，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.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 a=G叫，所以卫星在静止轨道上经过S点与在转 移轨道上经过P点的加速度相同，B错误：在椭 圆轨道近地，点实施变轨成椭國轨道是做逐渐远 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 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 r2 一，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 1 参考答案及解析 对滑块，根据能量守恒定律有 m1gx1=21诚-2m102 滑块离开塑料板后做平抛运动 x=vt 滑块第一次落地点到B点的水平距离为x= 1十x2 解得x=3.4m。 评（九）物理·万有引力与航天 票-k君倡知卫星在选地轨道上的周期 与在转移轨道上的周期之比约为1：8，D正确。 3.A【解析】取B为研究对象，B绕O点做匀速圈 周运动，设A、B的质量分别为m和m,由万有引 力定律及牛领第二定律得G,四=m(), 解得m一4，又根据万=T一，则A的质 量为m1=,A正确. GT 二、多项选择题 4AB【解桥】报据G=m(停)r=m- ,解得T-√赢a-以-√则运 行周期之比为√层，向心加追度之比为总，线连 度之比为√日，A,B正确，C错误：根据里球表面 万有引力等于重力可知G=mg,由子不知道 “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。 5.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=F%·sina,根据几何关系有sin0= RR产，解得-g,A正确：由G0- r2 1B 衡水真题密卷 mg,M=号o,联立可得g=G4,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r,∠POO d,根据几何关系有sin0=,列车运动到P点 有G学·s如日=a,地球为均匀球体有新 x2 京，又G0=mg,解得a=贡8，C错误：列车在 隧道内距0的距高为x时合力F'=ma=, F随x均匀变化，即列车从A到O做加速度减 小的加速运动，则列车在O点有最大速度，则有 E·x0-之m-0,解得v-2V尿，D 2 正确。 三、非选择题 6(1)8 G (2)√g灭(3)见解析 【解析】(1)忽略地球自转，由地球表面的物体所 受重力等于万有引力有mg=G R2 解得地球质量M= G (2)由在地球表面附近万有引力提供向心力有 解得地球第一宇宙逵度=√受=√gR】 (3)靠近地球表面做國周运动的卫星，由万有引 力提供向心力有G把=m禁R 又地球质量M=pV- 3πRp 解得下-各 7.1) (2)2hR G (3)}√2hR 【解析】(1)根据自由落体运动公式 h-7g 解得该行星表面的重力加速度大小为g一日 2h (2)根据物体在星球表面受到的重力等于万有引 1B 学科素养周测评 力可得 mg-GMm 解得该行星的质量为M=2hR 2 (3)根据 mg=m R 解得这个行星的第一宇宙速度大小为口= VR. &浮r(2222 12(2-2) 【解析】(1)设乙卫星绕地球运动的周期为T,由 开香粉第三定维得- T: 解得T要T 2 (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(w2一p)t=20 而u-3n-9 故有（停-祭）上=20 Rov2 √2R。2 所以a=吾g-至 由几何关系知0-a十B 故20-晋 综上所述可得 52 1222)T 甲长a