课后限时练04 万有引力与航天（课件PPT）-【高考快车道】2026年高考物理大二轮专题复习与策略（江苏专版）

说明：选择题每小题4分，本试卷总分40分 1．我国于2024年5月在中国文昌航天发射场发射了“嫦娥六号”，实施月背采样返回任务。如图所示，“嫦娥六号”经多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面。下列说法正确的是(　　) 课后限时练4　万有引力与航天 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 考点1 考点2 考点3 课后限时练 周末滚动融合卷 1 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 √ A．在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B．在P点由轨道1进入轨道2需要加速 C．在轨道1上与在轨道2上经过P点时，加速度大小相等 D．在轨道2上经过P点时的速度大于经过Q点时的速度 考点1 考点2 考点3 课后限时练 周末滚动融合卷 2 C　[“嫦娥六号”发射出去后绕地球做椭圆运动，没有离开地球束缚，故“嫦娥六号”的发射速度大于7.9 km/s，小于11.2 km/s，A错误；卫星在轨道1上的P点处减速做近心运动，才能进入轨道2，B错误；在P点“嫦娥六号”的加速度都是由万有引力产生的，同在P点时万有引力大小相等，故不管在哪个轨道上运动，在P点时万有引力产生的加速度都大小相等，方向相同，C正确；卫星在椭圆轨道运动时，从远月点P向近月点Q运动时，月球对卫星的引力做正功，故速度增大，即在轨道2上经过P点时的速度小于经过Q点时的速度，D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 2．(2025·江苏常州一模)“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？”随着我国的火星探测器——“天问一号”飞向火星，伟大诗人屈原的“天问”梦想正成为现实。图中虚线为“天问一号”的地火转移轨道，下列说法正确的是(　　) A．“天问一号”的发射速度大于7.9 km/s小于11.2 km/s B．“天问一号”的在轨速度总大于地球绕太阳的公转速度 C．“天问一号”的在轨加速度总小于火星绕太阳的加速度 D．“天问一号”从地球飞到火星轨道的时间小于半个火星年 √ 考点1 考点2 考点3 课后限时练 周末滚动融合卷 4 D　[ “天问一号”探测器需要脱离地球的引力才能奔向火星，绕火星运行，故发射的最小速度为第二宇宙速度 11.2 km/s，故A错误；在绕太阳运行的轨道上，太阳对卫星的万有引力提供向心力，根据G＝m，解得v＝，轨道半径越大，速度越小，“天问一号”的在轨速度总小于地球绕太阳的公转速度，故B错误；根据牛顿第二定律有G＝ma，解得a＝，由此可知“天问一号”的在轨加速度、火星绕太阳的加速度都由太阳质量、与太阳的距离决定，且前者是动态变化的，在“天问一号”与火星轨道相切时加速度大小相等，故C错误；根据开普勒第三定律有＝，结合题图可知，“天问一号”在椭圆轨道的周期小于火星的公转周期，所以“天问一号”从地球飞到火星轨道的时间小于半个火星年，故D正确。] 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 5 3．(2025·江苏南京模拟)2024年11月15日，搭载“天舟八号”货运飞船的“长征七号”遥九运载火箭发射取得圆满成功。“天舟八号”的发射过程可简化为三个轨道，如图所示，先由近地圆轨道1进入椭圆轨道2，再调整至圆轨道3。轨道上A、B、C三点与地球中心在同一直线上，A、C两点分别为轨道2的远地点与近地点。下列说法正确的是(　　) A．飞船在轨道2上C点的速度大于第一宇宙速度 B．飞船在轨道2上运行的周期小于在轨道1上运行的周期 C．飞船在轨道2上的A点和轨道3上的B点受到的万有引力相同 D．飞船在轨道2上C点的速度小于在轨道3上B点的速度 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 √ 考点1 考点2 考点3 课后限时练 周末滚动融合卷 6 A　[轨道1为近地圆轨道，飞船运行的速度为第一宇宙速度，飞船由轨道1变到轨道2，要做离心运动，因此在C点应该加速，所以飞船在轨道2上C点的速度大于在轨道1上C点的速度，即飞船在轨道2上C点的速度大于第一宇宙速度，故A正确；根据开普勒第三定律有＝k，可知轨道半径越大，周期越大，所以飞船在轨道2上运行的周期大于在轨道1上运行的周期，故B错误；根据万有引力公式F＝ 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 7 G可知飞船在轨道2上的A点和轨道3上的B点受到的万有引力大小相等、方向不同，故C错误；根据万有引力提供向心力有G＝m，解得v＝，可知飞船在轨道1上运行的速度大于飞船在轨道3上运行的速度，而飞船在轨道2上C点的速度大于飞船在轨道1上C点的速度，所以飞船在轨道2上C点的速度大于在轨道3上B点的速度，故D错误。] 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 8 4．如图甲所示，A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动。两卫星之间的距离Δr随时间的变化规律如图乙所示。仅考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是(　　) A．A、B的轨道半径之比为1∶3 B．A、B的线速度之比为1∶2 C．A、B的角速度之比为1∶1 D．A、B的向心加速度之比为4∶1 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 √ 考点1 考点2 考点3 课后限时练 周末滚动融合卷 9 D　[由题图甲、乙知rB－rA＝2r，rA＋rB＝6r，解得rA＝2r，rB＝4r，所以A、B的轨道半径之比为1∶2，故A错误；设地球质量为M，卫星质量为m，卫星的轨道半径和线速度分别为r、v，根据G＝m，可得v＝，则A、B的线速度之比为∶1，故B错误；根据G＝mω2r，可得ω＝，则A、B的角速度之比为2∶1，故C错误；根据G＝man，可得an＝，则A、B的向心加速度之比为4∶1，故D正确。故选D。] 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 10 5．(2025·江苏南通高三统考)如图所示的“日地拉格朗日点”位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做匀速圆周运动。则此飞行器的(　　) A．线速度小于地球的线速度 B．向心加速度大于地球的向心加速度 C．向心力仅由太阳的引力提供 D．向心力仅由地球的引力提供 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 √ 考点1 考点2 考点3 课后限时练 周末滚动融合卷 11 B　[由题意可知飞行器运动的角速度与地球绕太阳转动的角速度相同，根据v＝ωr，a＝ω2r，由于飞行器的轨道半径大于地球的轨道半径，则有飞行器的线速度大于地球的线速度，飞行器的向心加速度大于地球的向心加速度，故A错误，B正确；此飞行器的向心力由太阳的引力和地球的引力的合力提供，故C、D错误。] 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 12 6．2022年10月9日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，实现了对太阳探测的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为720 km，运行一圈所用时间约为100分钟。如图所示，为了随时跟踪和观测太阳的活动，“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中，需要其轨道平面始终与太阳保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸父一号”，下列说法正确的是(　　) A．“夸父一号”的运行轨道平面平均每天转动的角度约为1° B．“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于7.9 km/s C．“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面 的重力加速度 D．由题干信息，根据开普勒第三定律，可求出日地间平均距离 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 √ 考点1 考点2 考点3 课后限时练 周末滚动融合卷 13 A　[因为“夸父一号”轨道要始终保持能被太阳光照射到，则在一年之内转动360°角，即轨道平面平均每天约转动1°，故A正确；第一宇宙速度是所有绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度，则“夸父一号”的速度小于7.9 km/s，故B错误；根据G＝ma，可知“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故C错误； “夸父一号”绕地球转动，地球绕太阳转动，中心天体不同，则根据题中信息不能求解地球与太阳的距离，故D错误。] 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 14 7．(2025·江苏扬州调研)为了节省燃料，发射火星探测器需要等火星与地球之间的相对位置合适。如图所示，“天问一号”探测器自地球发射后，立即被太阳引力俘获，沿以太阳为焦点的椭圆地火转移轨道无动力到达火星附近，在火星附近被火星引力俘获后环绕火星飞行。已知火星的公转周期约是地球公转周期的1.9倍。则火星探测器(　　) A．下一个发射时机需要再等约2.1年 B．在地火转移轨道运动的时间小于6个月 C．在地火转移轨道运动时速度均大于地球绕太阳的速度 D．进入地火转移轨道的速度大于7.9 km/s小于11.2 km/s 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 √ 考点1 考点2 考点3 课后限时练 周末滚动融合卷 15 A　[由题意可知火星的公转周期为1.9年，设下一个发射时机需要再经过t时间，则有ω地t－ω火t＝2π，可得t－t＝2π，解得t＝＝年≈2.1年，A正确；根据开普勒第三定律可知，探测器在地火转移轨道的周期大于地球的公转周期，故探测器在地火转移轨道运动的时间为t＝＞＝年，可知火星探测器在地火转移 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 16 轨道运动的时间大于6个月，B错误；根据万有引力提供向心力可得＝m，解得v＝，可知地球绕太阳的速度大于火星绕太阳的速度，根据卫星从低轨道变轨到高轨道需要在变轨处点火加速，可知火星探测器运动到火星轨道处的速度小于火星绕太阳的速度，故火星探测器在地火转移轨道运动时速度并不是一直大于地球绕太阳的速度，C错误；火星探测器进入地火转移轨道需要脱离地球的束缚，所以火星探测器进入地火转移轨道的速度大于11.2 km/s，小于16.7 km/s，D错误。] 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 17 8．(12分)(2025·江苏苏州高三校联考)2025年4月24日，我国成功发射了“神舟二十号”载人飞船，与之前在轨运行的空间站组合体完成自主快速交会对接。空间站绕地球运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p倍，地球静止卫星的轨道离地面的高度约为地球半径的q倍，空间站和地球静止卫星皆在地球赤道平面内(已知引力常量为G，地球自转周期为T)，求： (1)地球的平均密度； (2)空间站的周期； (3)空间站每天绕地球的圈数n。 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 考点1 考点2 考点3 课后限时练 周末滚动融合卷 18 [解析]　(1)设地球的半径为R，地球静止卫星离地面的高度为h，根据牛顿第二定律得G＝m(R＋h) 根据题意知h＝qR 又因为M＝ρ·πR3 解得ρ＝。 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 19 (2)设空间站的周期为T1，根据牛顿第二定律得 G＝m(R＋pR) 解得T1＝T。 (3)空间站每天绕地球的圈数n＝ 解得n＝。 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 [答案]　(1)　(2)T　(3) 20 $