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第 5 章 万有引力与宇宙航行
第 1 节 万有引力定律及其应用 见学生用书P223
周期 Ｔ 与 Ｔ 之比为 ｎ３ ２
Ｃ. ０
１. ( 海南ꎬ ꎬ 分)(多选)火星与地球的质 Ｔ２
２０２２ １０ ４ 木星质量与地球质量之比为 ０ｎ３
量之比为ａ 半径之比为ｂ 设火星 地球的第
Ｄ. Ｔ２
ꎬ ꎮ 、
３.答案 Ｄ
一宇宙速度分别为 ｖ ｖ 表面的自由落体加
火、 地ꎬ
速度分别为 ｇ ｇ 则 ４. ( 浙江 月ꎬ ꎬ 分)与地球公转轨道
火、 地ꎬ ( ) ２０２４ ６ ８ ３
外切 的小行星甲和 内切 的小行星乙的公
ｖ 火 ａ ｖ 火 ｂ ｇ 火 ａ ｇ 火 ａ “ ” “ ”
转轨道如图所示 假设这些小行星与地球的公
Ａ.ｖ 地 ＝ ｂ Ｂ.ｖ 地 ＝ ａ Ｃ.ｇ 地 ＝ｂ２ Ｄ.ｇ 地 ＝ ｂ ꎬ
转轨道都在同一平面内 地球的公转半径为 Ｒ
１.答案 ＡＣ ꎬ ꎬ
小行星甲的远日点到太阳的距离为 Ｒ 小行星
２. ( 浙江 月ꎬ ꎬ 分)地球和哈雷彗星绕 １ꎬ
２０２５ １ ６ ３
乙的近日点到太阳的距离为Ｒ 则
太阳运行的轨迹如图所示 彗星从 ａ 运行到 ２ꎬ ( )
ꎬ
ｂ 从 ｃ 运行到 ｄ 的过程中 与太阳连线扫过的
、 ꎬ
)
面积分别为Ｓ 和Ｓ 且Ｓ Ｓ 彗星在近日点 3
１ ２ꎬ １> ２ꎮ * 3
与太阳中心的距离约为地球公转轨道半径的
3
. 倍 则彗星 K
０ ６ ꎬ ( )
在近日点的速 L
Ａ.
度小于地球的 B )
E .小行星甲在远日点的速度大于近日点的
速度 4 K 4 D Ａ
C
速度
从 ｂ 运行到 ｃ
Ｂ. .小行星乙在远日点的加速度小于地球公转
的过程中动能先增大后减小 Ｂ
加速度
从 ａ 运行到 ｂ 的时间大于从 ｃ 运行到 ｄ 的
Ｃ.
时间 Ｔ Ｒ３
.小行星甲与乙的运行周期之比 １ １
在近日点加速度约为地球的加速度的
Ｃ Ｔ ≈ Ｒ３
Ｄ. ２ ２
.甲乙两星从远日点到近日点的时间之比
. 倍
Ｄ
０ ３６
２.答案 Ｃ ｔ Ｒ Ｒ ３
１ ( １ ＋ )
３. ( 浙江 月ꎬ ꎬ 分)木星的卫星中 木 ｔ ≈ Ｒ Ｒ ３
２０２３ ６ ９ ３ ꎬ ２ ( ２ ＋ )
卫一 木卫二 木卫三做圆周运动的周期之比 ４.答案 Ｄ
、 、
为 木卫三周期为 Ｔ 公转轨道半径
１ ∶ ２ ∶ ４ꎮ ꎬ
是月球绕地球轨道半径 ｒ 的 ｎ 倍 月球绕地
ꎮ １. ( 届嘉兴一模)太阳系内很多小天体和八
球公转周期为 Ｔ 则 ２０２４
０ꎬ ( ) 大行星一样围绕太阳运行 之前 能进入金
ｎ ꎮ ꎬ
木卫一轨道半径为 ｒ 星轨道内侧的小天体仅发现 个 但它们均
Ａ.
２１ ꎬ
１６
有一部分轨道在金星轨道外侧 最近科学家
ｎ
ꎮ
木卫二轨道半径为 ｒ
Ｂ. 第一次发现了完全在金星轨道内侧运行的小
２
第5章 万有引力与宇宙航行 ３ １１
天体 将该小天体的运行轨道看作圆轨道 则 径 Ｔ 是对应的周期 图线 Ａ Ｂ 是卫星绕中
ꎮ ꎬ ꎬ ꎮ 、
心天体甲 乙运行时测出的图线 已知甲天体
( ) 、 ꎬ
该小天体没有落至太阳上是因为它质量小 的质量大于乙天体的质量 引力常量为 Ｇ Ａ
Ａ. ꎬ ꎮ
该小天体绕太阳运行的周期大于金星绕太 图线的斜率为 ｋ Ｂ 图线的斜率为 ｋ 卫星均
Ｂ. Ａꎬ Ｂꎬ
阳运行的周期 做圆周运动 图像中的实线的反向延长线经
ꎮ
在各自轨道上任何位置该小天体的加速度 过原点 Ｏ 则
Ｃ. ꎬ ( )
都大于金星的加速度 卫星绕中心天体甲运
Ａ.
这些小天体与太阳的连线在单位时间内扫 行时测出的图线为图
Ｄ.
过的面积都相等 线 Ａ
１.答案 Ｃ 中心天体甲 乙的密
Ｂ. 、
２. ( 届绍兴一模) 年 月 我国在山东 度可能不相等
２０２５ ２０２４ ９ ꎬ
海域利用海上平台 成功完成一箭八星发射 中心天体甲的第一宇宙速度较大
ꎬ Ｃ.
任务 顺利将卫星送入预定轨道 已知其中 中心天体甲的自转角速度更大
ꎬ ꎮ Ｄ.
一颗名为 天仪 星 的卫星在距地面高度 ３.答案 Ｂ
“ ４１ ”
约为ｈ 的轨道上绕地球做匀速圆周 ４. ( 届温州一模) 年 月 嫦娥六
１ ＝５００ ｋｍ ２０２５ ２０２４ ５ ꎬ“
运动 天宫空间站在距地面高度约为 ｈ 号 探测器开启主发动机实施制动 进入周期
ꎮ ２ ＝ ” ꎬ
的轨道上绕地球做匀速圆周运动 地 为 的椭圆环月轨道 近月点 Ａ 距月心
３９０ ｋｍ ꎮ １２ ｈ ꎬ
球表面重力加速度为 ｇ 下列说法正确的是 . ３ 远月点 Ｃ 距月心 . ４ ＢＤ
ꎬ ２ ０×１０ ｋｍꎬ １ ０×１０ ｋｍꎬ
为椭圆轨道的短轴 已知引力常量为 Ｇ 下列
( ) ꎮ ꎬ
说法正确的是
( )
根据题给信息可以求出月球的密度
Ａ.
嫦娥六号 的发射速度大于 .
天仪 星 的向心加速度不变 Ｂ.“ ” １１ ２ ｋｍ/ｓ
Ａ.“ ４１ ”
嫦娥六号 从Ｂ 经Ｃ 到Ｄ的运动时间为
ｈ Ｃ.“ ” ６ ｈ
天仪 星 的周期为 １ 嫦娥六号 在Ａ点和Ｃ 点速度之比为
Ｂ.“ ４１ ” ２π ｇ Ｄ.“ ” ５ ∶ １
４.答案 Ｄ
天仪 星 的角速度小于天宫空间站的
Ｃ.“ ４１ ”
５. ( 届宁波镇海中学三模)卫星 Ａ Ｂ 各自
角速度 ２０２４ 、
沿以某行星为焦点的椭圆轨道运行 作用于
天仪 星 与天宫空间站的线速度之比 ꎬ
Ｄ.“ ４１ ”
Ａ Ｂ 的引力大小随时间的变化如图所示 其
、 ꎬ
为 ３９
中 ｔ ｔ 行星球心到卫星 Ａ Ｂ 的距离分别
５０ ２ ＝ ２ １ꎬ 、
记为 ｒ ｒ 假设 Ａ Ｂ 只受到行星的引力 下
２.答案 Ｃ Ａ、 Ｂꎮ 、 ꎬ
列叙述正确的是
３. ( 届温州永嘉上塘中学模拟)如图所示的
( )
２０２４
坐标系中 ｒ 是卫星绕中心天体运行的轨道半
ꎬ
３ １２ 5年高考3年模拟 A版 高考物理
Ｂ 与 Ａ 的绕行周期之比为
Ａ. ２ ∶ １
ｒ 的最大值与 ｒ 的最小值之比为
Ｂ. Ｂ Ｂ ２ ∶ １
ｒ 的最小值与 ｒ 的最小值之比为
Ｃ. Ｂ Ａ ２ ∶ ３
卫星 Ａ 与卫星 Ｂ 的质量之比为
Ｄ. ３２ ∶ ８１
５.答案 Ｄ
第5章 万有引力与宇宙航行 ３ １３
第 2 节 人造卫星 宇宙速度 见学生用书P225
下列说法正确的是
２ ２
ｍ /ｋｇ ꎮ ( )
火箭的推力是空气施加的
１. ( 浙江 月ꎬ ꎬ 分)神舟十三号飞船采
Ａ.
２０２２ ６ ６ ３
用 快速返回技术 在近地轨道上 返回舱脱 卫星的向心加速度大小约 . ２
Ｂ. ８ ４ ｍ/ｓ
“ ”ꎬ ꎬ
卫星运行的周期约
离天和核心舱 在圆轨道环绕并择机返回地
Ｃ. １２ ｈ
ꎬ
发射升空初始阶段 装在火箭上部的卫星
面 则
Ｄ. ꎬ
ꎮ ( )
处于失重状态
.天和核心舱所处的圆轨道距地面高度越
Ａ
３.答案 Ｂ
高 环绕速度越大
ꎬ
.返回舱中的航天员处于失重状态 不受地 ４. ( 浙江 月ꎬ ꎬ 分)空间站在地球外
２０２１ ６ １０ ３
Ｂ ꎬ
层的稀薄大气中绕行 因气体阻力的影响 轨
球的引力
ꎬ ꎬ
道高度会发生变化 空间站安装有发动机
.质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同
ꎮ ꎬ
Ｃ
可对轨道进行修正 图中给出了国际空间站
一轨道运行
ꎮ
在 . . 期间离地高度随时间变
.返回舱穿越大气层返回地面过程中 机械
２０２０ ０２—２０２０ ０８
Ｄ ꎬ
化的曲线 则空间站
能守恒
ꎬ ( )
１.答案 Ｃ
２. ( 浙江 月ꎬ ꎬ 分)嫦娥五号探测器是
２０２１ １ ７ ３
我国首个实施月面采样返回的航天器 由轨
ꎬ
道器 返回器 着陆器和上升器等多个部分组
、 、
成 为等待月面采集的样品 轨道器与返回
ꎮ ꎬ
器的组合体环月做圆周运动 已知引力常量
ꎮ 绕地运行速度约为 .
Ａ. ２ ０ ｋｍ/ｓ
Ｇ ＝ ６ . ６７×１０ －１１ Ｎｍ ２ /ｋｇ ２ ꎬ 地球质量 ｍ １ ＝ 绕地运行速度约为 .
Ｂ. ８ ０ ｋｍ/ｓ
. ２４ 月球质量 ｍ . ２２ 月地 在 月份绕行的任意两小时内机械能可视
６ ０×１０ ｋｇꎬ ２ ＝７ ３×１０ ｋｇꎬ Ｃ. ４
距离 ｒ . ５ 月 球 半 径 ｒ . 为守恒
１ ＝３ ８×１０ ｋｍꎬ ２ ＝ １ ７ ×
３ 当轨道器与返回器的组合体在月球 在 月份绕行的任意两小时内机械能可视
１０ ｋｍꎮ Ｄ. ５
表面上方约 处做环月匀速圆周运动 为守恒
２００ ｋｍ
时 其环绕速度约为 ４.答案 Ｄ
ꎬ ( )
. ２ ５. ( 湖北ꎬ ꎬ 分)
Ａ.１６ ｍ/ｓ Ｂ.１ １×１０ ｍ/ｓ ２０２３ ２ ４
. ３ . ４ 年 月 日 地球
Ｃ.１ ６×１０ ｍ/ｓ Ｄ.１ ４×１０ ｍ/ｓ ２０２２ １２ ８ ꎬ
２.答案 Ｃ 恰好运行到火星和太阳
３. ( 浙江 月ꎬ ꎬ 分)如图 之间 且三者几乎排成一
２０２４ １ ９ ３ ꎬ
所示 年 月 日 朱雀
ꎬ２０２３ １２ ９ “ 条直线 此现象被称为 火星冲日 火星和
ꎬ “ ”ꎮ
二号 运载火箭顺利将 鸿鹄卫
” “ 地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做
星 等三颗卫星送入距离地面
” 圆周运动 火星与地球的公转轨道半径之比
ꎮ
约 的轨道 取地球质量 . ２４
５００ ｋｍ ꎮ ６ ０×１０ ｋｇꎬ 约为 如图所示 根据以上信息可以得出
地球半径 . ３ 引力常量 . －１１ ３ ∶ ２ꎬ ꎮ
６４×１０ ｋｍꎬ ６６７×１０ Ｎ
( )
３ １４ 5年高考3年模拟 A版 高考物理
火星与地球绕太阳运动的周期之比约为 ｖ
Ａ. Ｂ 经过轨道上 Ｑ 点时的加速度大小为２π
Ｃ. Ｔ
２７ ∶ ８
当火星与地球相距最远时 两者的相对速 欲使 Ａ 进入地球同步轨道 其发射速度至
Ｄ. ꎬ
Ｂ. ꎬ
度最大 少为 .
１１ ２ ｋｍ/ｓ
火星与地球表面的自由落体加速度大小之 ２.答案 Ｃ
Ｃ.
比约为 ３. ( 届金华 月模考) 年 月 日
９ ∶ ４ ２０２４ １１ ２０２３ ８ ２７
下一次 火星冲日 将出现在 年 月 发生土星冲日现象 如图所示 土星冲日是指
Ｄ. “ ” ２０２３ １２ ꎬ ꎬ
日之前 土星 地球和太阳几乎排成一线 地球位于太
８ 、 ꎬ
５.答案 Ｂ 阳与土星之间 此时土星被太阳照亮的一面
ꎮ
完全朝向地球 所以明亮而易于观察 地球和
ꎬ ꎮ
土星绕太阳公转的方向相同 轨迹都可近似为
１. ( 届金华十校二模)在 ꎬ
２０２４ 圆 土星约 . 年绕太阳一周 则
年 月 日的 天宫 ꎬ ２９５ ꎮ ( )
２０２３ ９ ２１ “
课堂 上 航天员给同学们
” ꎬ
解答了与太空垃圾相关的
问题 假设在空间站观察到如图所示的太空
ꎮ 土星的运行速度比地球的运行速度大
垃圾 Ｐ Ｑ Ｍ Ｎ Ｐ Ｑ Ｍ Ｎ 均无动力运行 轨 Ａ.
、 、 、 ( 、 、 、 ꎬ 根据题目中的数据可知土星表面重力加速
道所在空间存在稀薄气体 假设空间站和太 Ｂ.
)ꎬ 度的数值比地球表面的大
空垃圾均绕地球做顺时针方向的运动 空间
ꎬ
下一次出现土星冲日现象是在 年
站的轨道高度不变 则最可能对空间站造成 Ｃ. ２０２４
ꎮ
在相同时间内 土星和太阳中心连线扫过的面
损害的是 Ｄ. ꎬ
( )
积与地球和太阳中心连线扫过的面积相等
Ｐ Ｑ Ｍ Ｎ
Ａ. Ｂ. Ｃ. Ｄ.
３.答案 Ｃ
１.答案 Ａ
４. ( 届绍兴二模)根据地球同步卫星 科
２. ( 届宁波一模)如图所示 Ａ 为置于地球 ２０２３ ꎬ
２０２５ ꎬ
学家提出了 太空天梯 的设想 太空天梯
赤道上待发射的卫星 Ｂ 为绕地球沿椭圆轨道 “ ” ꎮ “ ”
ꎬ
的主体结构为一根巨大的硬质绝缘杆 一端
运行的卫星 Ｃ 为地球同步卫星 已知 Ｃ 的 ꎬ
ꎬ ꎮ
固定在地球赤道 另一端穿过地球同步卫星
线速度大小为ｖ 运行周期为Ｔ 轨道半径为地
ꎬ ꎬ
ꎬ ꎬ
且绝缘杆的延长线通过地心 若三个货物分
球半径的 Ｘ 倍 Ｂ 的轨道半长轴为地球半径
ꎮ
ꎬ
别固定在 太空天梯 的 ａ ｂ ｃ 三个位置 三
的 Ｙ 倍 下列说法正确的是
“ ” 、 、 ꎬ
ꎮ ( )
个货物与同步卫星一起以与地球自转角速度
相同的角速度绕地球做匀速圆周运动 以地
ꎬ
心为参考系 下列说法正确的是
ꎬ ( )
Ａ 的线速度大小为 Ｘｖ
Ａ.
æＸö３
Ｂ 的运行周期为ç ÷２Ｔ
Ｂ. èＹø
第5章 万有引力与宇宙航行 ３ １５
三个货物速度大小关系为 ｖ ｖ ｖ 若有一个轨道高度与 ｂ 相同的人造卫星绕
Ａ. ａ> ｂ> ｃ Ｄ.
如果三个货物在 ａ ｂ ｃ 三个位置从杆上同 地球做匀速圆周运动 则其环绕地球的角
Ｂ. 、 、 ꎬ
时脱落 三个货物都将做离心运动 速度小于位于 ｂ 处货物的角速度
ꎬ
杆对 ｂ 处货物的作用力沿 Ｏｂ 方向向上 杆 ４.答案 Ｃ
Ｃ. ꎬ
对 ｃ 处货物的作用力沿 ｃＯ 方向向下
３ １６ 5年高考3年模拟 A版 高考物理
微专题 8 卫星的变轨和对接问题 双星和多星问题
见学生用书P227
１. ( 浙江 月ꎬ ꎬ 分) 天问一号 从地球 点运行的加速度大
２０２２ １ ８ ３ “ ”
发射后 在如图甲所示的 Ｐ 点沿地火转移轨 探测器 Ｌ 绕 Ｏ 点运行的周期比探测器
ꎬ Ｄ. １
道到 Ｑ 点 再依次进入如图乙所示的调相轨 Ｌ 的大
ꎬ ２
道和停泊轨道 则 天问一号 ２.答案 Ｃ
ꎬ “ ” ( )
３. ( 届宁波二模) 年 月 日 时
２０２４ ２０２４ １ １８ ０１
分 天舟七号货运飞船成功对接空间站天
４６ ꎬ
和核心舱 变轨情况如图所示 空间站轨道
ꎬ ꎮ
可近似看成圆轨道 且距离地面的高度约为
ꎬ
下列关于天舟七号的说法正确的是
发射速度介于 . 与 . 之间 ３９０ ｋｍꎮ
Ａ. ７ ９ ｋｍ/ｓ １１ ２ ｋｍ/ｓ
从 Ｐ 点转移到 Ｑ 点的时间小于 个月 ( )
Ｂ. ６
在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调
Ｃ.
相轨道上小
在地火转移轨道运动时的速度均大于地球
Ｄ.
绕太阳的速度
１.答案 Ｃ 发射速度大于 .
Ａ. １１ ２ ｋｍ/ｓ
２. ( 届金华三模)随着航天技术的不断发 从对接轨道变轨到空间站轨道时 速度变大
２０２４ Ｂ. ꎬ
展 人类终将冲出太阳系 对遥远深空进行探 在对接轨道上的运行周期大于空间站的运
ꎬ ꎬ Ｃ.
索 如图 ａ 星与 ｂ 星可以看作双星系统 它 行周期
ꎮ ꎬ ꎬ
们均绕连线上的 Ｏ 点 未画 做匀速圆周运 在空间站轨道运行的线速度比赤道上的物
( ) Ｄ.
动 ａ 星质量是 ｂ 星的 倍 假设人类发射的 体随地球自转的线速度小
ꎬ ８１ ꎬ
两个探测器 Ｌ Ｌ 刚好处在该系统的两个拉 ３.答案 Ｂ
１、 ２
格朗日点 位于这两个点的探测器能在 ａ 星 ４. ( 届嘉兴二模)很多讨论中 把地球看
ꎬ ２０２４ ꎬ
和 ｂ 星的共同引力作用下绕 Ｏ 点做匀速圆周 成静止的 且月球是绕地球运行的 周期约为
ꎬ ꎬ
运动 并保持与 ａ 星 ｂ 星相对位置不变 探测 天 月球轨道半径约为地球半径的 倍
ꎬ 、 ꎬ ２７ ꎬ ６０ ꎮ
器 Ｌ 与 ａ 星球心 ｂ 星球心的连线构成一个 若有一颗与月球轨道共面且与月球运行方向
１ 、
等边三角形 探测器 Ｌ 在 ａ 星 ｂ 星连线的延 一致的地球同步卫星 则
ꎬ ２ 、 ꎬ ( )
长线上 则 此同步卫星离地面高度约为地球半径的
ꎮ ( ) Ａ.
. 倍
６ ７
月球向心加速度大于地球赤道上随地球自
Ｂ.
转物体的向心加速度
月球 同步卫星 地球三者大约每经２７天会
Ｃ. 、 、
５２
ａ 星和 ｂ 星的第一宇宙速度之比为 共线一次
Ａ. ９ ∶ １
ａ 星球心和 ｂ 星球心到 Ｏ 点的距离之比为 若事实上月球和地球都围绕两者连线上一
Ｂ. Ｄ.
点运行 则周期大于题给月球周期
８１ ∶ １ ꎬ
探测器 Ｌ 绕 Ｏ 点运行的加速度比 ｂ 星绕 Ｏ ４.答案 Ｃ
Ｃ. １
第5章 万有引力与宇宙航行 ３ １７
