小练18 天体运动 人造卫星-【衡水金卷·先享题】2026年新高考物理拿满基础分自主小练

拿满基础分自主小练·物理 小练18天体运 (考试时间：30分 第1~6小题为单项选择题，每小题4分；第 7一9小题为多项选择题，每小题6分 1.(教材改编题)某同学根据地球半径R=6.4 ×103km和地球自转周期T=24h,计算第一 字宙速度0=2R_2×3.14X6.4×10 T 24×60×60 km/s ≈0.465km/s,所得结果与真实的第一宇 宙速度7.9km/s相差很大，是因他在近似 处理中错误地假设了 A.卫星的周期等于地球自转的周期 B.卫星的轨道是圆形的 C.卫星的轨道半径等于地球的半径 D.卫星的向心力等于它在地面上所受地球 的引力 2.“神州十八号”飞船从酒泉卫星发射中心发 射升空后与距地表高度约为400km的“天 宫”空间站核心舱完成自主快速交会对接。 已知同步卫星距地面的高度约为 36000km,地球半径约为6400km,地球 自转周期为24h,则下列说法正确的是 A“神州十八号”飞船的发射 速度可能为11.2km/s B.欲使“神州十八号”与“天 宫”在A点对接，需要让 “神州十八号”在到A点 前减速 C.据题中信息可估算出空间站一天可看到 约16次日出 D.空间站内宇航员可利用单摆测重力加速 度，但不能用水银气压计测舱内气压 3.如图所示，我国自主研制的“天问一号”探 测器经过漫长的飞行后，在P点精准实施 近火制动后成功被火星捕获，进入环火椭 圆轨道，为最后软着陆火星表面提供了保 障。假设“天问一号”被捕获后进入大椭圆 环火轨道Ⅲ，经过时间t后在近火点Q变轨 至中椭圆环火轨道Ⅱ，再次从Q点变轨至 运行周期为T的近火圆轨道I上运行。下 列说法正确的是 地球 “天问一号 班级： 姓名： … 动人造卫星 钟，满分42分) A.“天问一号”在轨道Ⅲ上经过Q点的加速 度小于在轨道Ⅱ上经过Q点的加速度 B.在轨道Ⅲ上运行时，“天问一号”经过P 点的线速度大于经过Q点的线速度 C.“天问一号”从轨道Ⅲ变轨至轨道Ⅱ需要 在Q点减速，但从轨道Ⅱ变轨至轨道I 需要在Q点加速 D.若知道PQ间距及火星的半径还可计算 “天问一号”从P点到Q点的时间t 4.(教材改编题)宇宙双星系统是由两颗相距 较近的恒星组成的系统，它们在万有引力 的作用下，围绕着共同的圆心运动。已知 某双星间距为L,相互绕行的周期为T,引 力常量为G,由此可以估算出 A.双星的质量之和 B.双星的质量之积 C.双星的速率之比 D.双星的加速度之比 5.在空间站中，宇航员长期处于失重状态，为 缓解这种状态带来的不适，科学家设想建 造一种如图所示的环形空间站。圆环绕中 心以角速度ω匀速旋转，宇航员站在旋转 舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表 面时相同大小的支持力。已知地球表面的 重力加速度为g,空间站到地球表面的高度 为五，地球的半径为R。则下列说法正确 的是 A.圆环的半径为 wo B.空间站绕地球匀速转动的角速度 Rg 为√R+h C.可在空间站内安装吊杆和跑步机供宇航 员练习引体向上和跑步 D.太空授课时宇航员用绳拉小球使小球在 竖直面内做完整的圆周运动，小球在最 高和最低点处所受拉力不同 6.地球半径约为6400km,地球表面的大气 随海拔高度的增加而变薄，大气压强也随 之减小到零，海拔100km的高度被定义为 卡门线，为大气层与太空的分界线。有人 设想给太空飞船安装“太阳帆”，用太阳光 的“光子流”为飞船提供动力实现星际旅 行。已知在卡门线附近一个正对太阳光、 面积为1.0×106m2的平整光亮表面，受到 光的压力约为9N,力量较小，但假设用同 样材料做成面积为1.0×104m2的“帆”安 装在飞船上，若只在光压作用下从卡门线 附近出发，一个月后飞船的速度可达到2 倍声速。设想有一艘安装了“帆”（面积为 1.0×104m)的飞船，在卡门线上正对太阳 光，下列说法正确的是 A.飞船无需其他动力，即可不断远离太阳 B.一年后，飞船的速度将达到24倍声速 C.与太阳中心的距离为日地间距离2倍 时，“帆”所受光压约为2.25×10-2N D.与太阳中心的距离为日地间距离2倍 时，飞船的加速度一定为出发时的 7.(多选，教材改编题)如图所示，假设在太空 中有A、B双星系统绕点O沿顺时针方向 做匀速圆周运动，运动周期为T,它们的轨 道半径分别为RA、RB,且RA<RB,C为B 的卫星，绕B沿逆时针方向做匀速圆周运 动，周期为T2,忽略A与C间的引力，且A 与B间的引力远大于C与B间的引力，引 力常量为G,下列说法正确的是 -OB A.若知道C的轨道半径，则可求出C的 质量 B.A、B、C三星由图示位置到再次共线需 要的时间为T司 C.若A也有一颗运动周期为T2的卫星，则 其轨道半径一定大于C的轨道半径 D.B的质量为4xRB(R4十RB)2 GT 36 8.(多选)西汉时期，《史记·天官书》作者司 马迁在实际观测中发现岁星呈青色，与五 行学说联系在一起，正式把它命名为木星。 如图甲所示，两卫星I、Ⅱ环绕木星在同一 平面内做圆周运动，两卫星绕行方向相反， 卫星Ⅲ绕木星做椭圆运动。从某时刻开始 计时，卫星I、Ⅱ间距离随时间变化的关系 图像如图乙所示，其中R、T为已知量，下列 说法正确的是 距离 5R 3R 0r8r知 甲 A.卫星Ⅲ在M点的速度小于卫星I的 速度 B.卫星I、Ⅱ的轨道半径之比为1：4 C.卫星I的运动周期为T D.若卫星I、Ⅱ绕行方向相同，则两卫星连 续两次相距最近的时间间隔为名T 9.(多选，教材改编题)地球与月球之间有一 种有趣的“潮汐锁定”现象，即月球永远以 同一面朝向着地球。如图所示，太阳光平 行照射到地球上，月球绕地球做匀速圆周 运动的半径为r。已知地球半径为R,地球 表面的重力加速度为g,设从月球上正对地 球的P点看向地球的视角为α。在月球绕 地球运动一周的过程中，下列说法正确 的是 太陶光二 ⊙月球 R 地球 A.地球的密度为，3S 4πR3G B.月球自转的角速度为 gR2 V r3 C.太阳光照射月球的时间为（π十）√gR D.月球上的P点被照亮的时间为（π r3参考答案及解析 知该行星的质量M=44,C项正确：密度公式p Gb M,因中心天体半径未知，不能求解，又因a不一 3π 定是近该行星的卫星对应的值，也不能用一磊求 解，D项错误。 小练18天体运动人造卫星 1.A【解析】第一宇宙速度又称环绕速度，指物体紧贴 地球表面做圆周运动的速度，其中的假设是卫星做匀 速圆周运动、贴近地面。轨道半径等于地球半径，由 6尝微=m荒得=√受，而用题目中的公式计算 GM 时，卫星的周期不等于地球自转的周期，A项符合 题意。 2.C【解析】“神州十八号”发射后仍绕地球运转，没有 脱离地球绕日运动，其发射速度应大于第一宇宙速度 7.9km/s而小于第二宇宙速度11.2km/s,A项错 误；“神州十八号”到达A点后加速才能进入过A点 绕地的圆轨道，欲使之与“天官”在A点对接，在到A 点时应加速，B项错误：由R+）》=R十)可知 T “天宫”的周期T≈1.5h,因此空间站一天可看到日 出的次数N=兰=16，C项正确：由于空间站处于完 全失重状态，故宇航员不可用单摆测重力加速度，也 不能用水银气压计测舱内气压，D项错误。 3.D【解析】“天问一号”运行至Q点时由GM=m -2 知其加速度a=G4,由此知“天问一号”在轨道Ⅲ上 经过Q点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过Q点的加速 度，A项错误；由开普勒第二定律可知在轨道Ⅲ上运 行时，“天问一号”经过P点的线速度小于经过Q点 的线速度，B项错误；“天问一号”从轨道Ⅲ变轨至轨 道Ⅱ和从轨道Ⅱ变轨到轨道I都需在Q点减速，做 近心运动从高轨变到低轨，C项错误；若近火轨道高 PQ)3 度人近似为0，由牛-高可求时间，D项 T2 正确。 4.A【解析】双星在对方的万有引力作用下做圆周运 动，由万有引力定律可得G"严=m1w=m1a、 Gm1m2=2na2=ma2,又r1十n=L,得m十= “号由。w=孚得m十m,一票，可以计算双星的 ·22 物理 质量之和不能计算质量之积，A项正确，B项错误；由 =心知u十=兴，能求速率之和不能求速率之 比，C项错误：由a=w知a=上，由于双星做圆周 r2 运动的半径之比未知，故双星的加速度之比无法求 解，D项错误。 5.A【解析】宇航员可以受到与他站在地表时有相同 大小的支持力，由mg=m得r一是，A项正确：由 R十h)=m(R+h)m2得u= =金是整经和G子2 Rg √R+),B项错误；字航员可用固定在空间站侧 壁上的拉力传感器进行锻炼，但由于完全失重，空间 站安装跑步机不能锻炼，引体向上也失去意义了，C 项错误；由于完全失重，小球在竖直面内做完整的圆 周运动时，绳子的拉力只是提供其做圆周运动的向心 力，故拉力在最高点和最低点等大，D项错误。 6.C【解析】设“帆”与太阳相距r,太阳单位时间内发 出的光子数为N,一个光子对“帆”的作用力为F。,则 光压F=F,因S=1.0X10m时光压F= 4πr1 9N,则面积S=1.0×10m2时光压F'=9× 10-2N:又因S=1.0×10m2的“帆”能远离太阳运 动，说明光压大于万有引力，即4π，产F。>G,约掉 2知r增大时光压仍大于太阳对它的万有引力，但是 飞船在远离太阳的过程中，可能还会遇到其他星体， 可能受到其他星体的作用力而不能不断远离太阳，A 项错误；由于飞船在远离太阳的过程中，光压随距离 的增大而减小做加速度减小的加速运动，若是匀加速 直线运动，一年后的速度将达到2倍声速×12=24 倍声速，故一年后飞船的速度将达不到24倍声速，B 项错误：根据F与2成反比可知，当与太阳中心的距 离为日地间距离2倍时，“帆”上的压力变为原来的 十，即9X10×N=2.25×10N,C项正确：如 果只考虑太阳对“帆”的作用力，由F=a可知光压 减小为原来的子，飞船的加速度也会变为原来的子 但飞船在飞行的过程中还会遇到其他星体的影响，所 以加速度不一定是原来的子，D项错误。 7.BC【解析】在知道C的轨道半径和周期的情况下， 由万有引力定律和牛顿第二定律可求B的质量，无 法求C的质量，A项错误；A、B、C三星由图示位置到 再次共线，如图所示，A、B转过圆心角8，与C转过的 物理 圆心角0：互补，由角度关系可得+票：=x,解得1 TT 2(十TB项正确：若A也有一颗周期为T的 卫星，由GMm=mr 4π2 3GMAT显 r T 可得=√4 ,同理C 的轨道半径Rc= GMET 4π2 ,对A,B组成的双星系 统有M,R,答-M,R祭，因R,<R可知M,> Mg,故r>Rc,C项正确；在A、B组成的双星系统中， 对A由牛顿第二定律可得G M Ma (RA十RB) M,R答，解得M,=RC十R),D项错误 GT 8.BC【解析】过M点构建一绕木星的圆轨道，该轨道 上M点的卫星需加速才能进入椭圆轨道，由GMm r? ,因此卫星Ⅲ在M点的速度大于 卫星I的速度，A项错误；由图乙可知卫星I、Ⅱ间距 呈周期性变化，最近为3R,最远为5R,由R2一R,= 3R,R2十R1=5R得R1=R,R2=4R,又两卫星绕行方 向相反，放从相距最远到相距最近有十器，=。 其中6=号T,由开音利第三定律有后-后解得T =T,T2=8T,BC项正确：绕行方向相同时卫星I、 Ⅱ连续两次相距最近，有祭4一会4：=2，得 号T,D项错误。 9.BD【解析】由GM=mg可知地球的密度p= R2 M= 3g =mrw2可得月球 3元R 4元RG,A项错误：由G r2 绕地球公转的角速度ω一√ gR ,由地与月间的“潮 r 汐锁定”现象可知月球公转和自转周期相同，故月球 自转的角速度也为ω= gR ,B项正确；由P点看 地球的视角为a可知sin R ,月球应走出地球的 2 r ·2 参考答案及解析 影子外才能被照亮，设切线的夹角为B,则由sin0 知。=20，即地球的影子对月球的张角也为a, 阳光照射月球的时间1=2红e,红=(2元 2π a√R,C项错误：因月球永远以同一面朝向着地 球，故月球上的P点被照亮的时间t2=红一π. 2π =(红-√RD项正确。 w 小练19功功率机车启动问题 1.D【解析】物体在倾斜传送带上与传送带保持相对 静止向上运动时，静摩擦力做正功，A项错误：相互作 用的一对滑动摩擦力大小相等、方向相反，因滑动摩 擦力作用的物体与施力物体发生了相对运动，一定伴 随有热量的产生，故一对滑动摩擦力做功的代数和一 定小于零，B项错误：物体轻放在倾斜的传送带上，物 体向上匀加速直线运动时受向上的滑动摩擦力，此时 滑动摩擦力做正功，C项错误，D项正确。 2.C【解析】机械长时间正常工作输出的功率为额定 功率，在特殊情况下机械可以在超过额定功率的状态 下短时间工作，实际运行的功率应小于或等于额定功 率，A项错误；电动机既是用电器也是动力机械，由于 自身损耗，其输出功率一定小于输入功率，B项错误； 机车的额定功率是一定的，牵引力与速度成反比，爬 坡时司机降挡是为了增大牵引力，C项正确；由P= F心os9知功率与力、速度、力与速度方向的夹角的余 弦值有关，物体运动的速度越大，作用在物体上的力 的功率不一定越大，D项错误。 3.C【解析】驴转动一周拉力所做的功为变力做功，由 变力做功求解方法知驴转动一周拉力所做的功W= F·2πr=600πJ,A、B项错误；驴转动一周拉力的平 均功率P=W-120元W,C项正确：磨盘边缘的线速 t 度u=ar=2严=0.2rm/s,D项错误。 T 4,D【解析】图甲中货物受到的支持力竖直向上，做正 功，图乙中货物受到的支持力垂直于斜面不做功，A 项错误；两种情况下电梯都是匀速运动，两货物相对 电梯静止，图甲中合力不做功，货物不受摩擦力，图乙 中货物所受摩擦力沿电梯向上，摩擦力做正功，B、C 项错误；图乙中货物受到的电梯的支持力和摩擦力的 合力竖直向上，电梯对货物做正功，D项正确。 5.D【解析】由匀变速直线运动x=计之a得音 +号可得产图像的斜家=和截 t