2023年高考物理預(yù)測題之萬有引力和航天含答案

高考物理預(yù)測題之萬有引力和航天一、單選題1．太陽系各行星幾平在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動．當(dāng)?shù)厍蚯『眠\行到某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，稱為“行星沖日”，已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如下表：行星名稱地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑1.01.55.29.51930則相鄰兩次“沖日”時間間隔約為（）A．火星365天 B．火星800天 C．天王星365天 D．天王星800天2．2022年6月22日我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射了“天行一號”試驗衛(wèi)星，該衛(wèi)星主要用于開展空間環(huán)境探測等試驗。該衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運動，a、b兩點分別為衛(wèi)星的近地點和遠(yuǎn)地點，近地點a到地心的距離為r，遠(yuǎn)地點b到地心的距離為R，地球質(zhì)量為M，引力常量為G，則（）A． B． C． D．3．2008年，我國天文學(xué)家利用國家天文臺興隆觀測基地的2.16米望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)了一顆繞恒星HD173416運動的系外行星HD173416b，2019年，該恒星和行星被國際天文學(xué)聯(lián)合會分別命名為“羲和”和“和“望舒”，天文觀測得到恒星羲和的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的2倍，若將望舒與地球的公轉(zhuǎn)均視為勻速圓周運動，且公轉(zhuǎn)的軌道半徑相等。則望舒與地球公轉(zhuǎn)速度大小的比值為（）A． B．2 C． D．4．2021年5月，基于“中國天眼”球面射電望遠(yuǎn)鏡的觀測，首次研究發(fā)現(xiàn)脈沖星三維速度與自轉(zhuǎn)軸共線的證據(jù)。如圖，假設(shè)在太空中有恒星A、B雙星系統(tǒng)繞點做順時針勻速圓周運動，運動周期為T1，它們的軌道半徑分別為RA、RB，RA<RB，C為B的衛(wèi)星，繞B做逆時針勻速圓周運動，周期為T2，忽略A與C之間的引力，萬有引力常量為，以下說法正確的是（）A．若知道衛(wèi)星C的軌道半徑，則可求出衛(wèi)星C的質(zhì)量B．恒星A的質(zhì)量大于恒星B的質(zhì)量C．恒星A的質(zhì)量為D．A，B，C三星由圖示位置到再次共線所需時間為5．研究發(fā)現(xiàn)，銀河系中有一種看不見但很重的物體，促使這些恒星在其周圍轉(zhuǎn)圈。其中一顆恒星S2完整軌道如圖所示，它繞銀河系中心的周期約16年。橢圓的半短軸約400AU（太陽到地球的距離為1AU），根據(jù)離心率可以判斷軌道的長軸約為短軸的2.5倍，研究中可忽略其他星體對S2的引力，則銀河系中心質(zhì)量與太陽質(zhì)量之比約為（）A．3×107 B．6×107 C．4×106 D．6×1096．2020年7月23日，海南文昌航天發(fā)射場，長征五號遙四運載火箭搭載著天問一號火星探測器發(fā)射升空，在脫離地球后，天問一號在地球軌道Ⅰ（地球公轉(zhuǎn)軌道）上飛行，在A點通過加速進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ，在B點再次點火加速就進(jìn)入火星軌道Ⅲ（火星繞太陽運行軌道）。若已知引力常量為G，太陽質(zhì)量為M，地球公轉(zhuǎn)半徑為，火星繞太陽運行的軌道半徑為。則（）A．探測器在由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ過程中機械能守恒B．探測器在軌道Ⅱ上飛行時經(jīng)過A點的速度為C．探測器由地球軌道飛到火星軌道所用時間為年D．探測器在B點的加速度為7．2022年1月，我國“實踐21”衛(wèi)星成功捕獲了失效的同步衛(wèi)星“北斗2號G2星”，將其移送至比同步軌道更高的“墓地軌道”上，“實踐21”衛(wèi)星又返回同步軌道。則（）A．兩衛(wèi)星組合體在同步軌道減速才能到達(dá)“墓地軌道”B．“北斗2號G2星”在“墓地軌道”運行的周期小于地球自轉(zhuǎn)周期C．“北斗2號G2星”在“墓地軌道”上的加速度比原軌道上的大D．“實踐21”衛(wèi)星從“墓地軌道”返回同步軌道機械能減小8．地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，哈雷彗星的公轉(zhuǎn)軌道則是一個非常扁的橢圓，如圖所示。天文學(xué)家哈雷成功預(yù)言了哈雷彗星的回歸，哈雷彗星最近出現(xiàn)的時間是1986年，預(yù)測下次飛近地球?qū)⒃?061年左右。若哈雷彗星在近日點與太陽中心的距離為，遠(yuǎn)日點與太陽中心的距離為。下列說法正確的是（）A．哈雷彗星軌道的半長軸是地球公轉(zhuǎn)半徑的倍B．哈雷彗星在近日點的速度一定大于地球的公轉(zhuǎn)速度C．哈雷彗星在近日點和遠(yuǎn)日點的速度之比為D．相同時間內(nèi)，哈雷彗星與太陽連線掃過的面積和地球與太陽連線掃過的面積相等9．2020年7月，我國用長征運載火箭將“天問一號”探測器發(fā)射升空，探測器在星箭分離后，依次進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道、捕獲軌道、停泊軌道、探測軌道，如圖所示。2021年5月在火星烏托邦平原著陸。則探測器（）A．每次經(jīng)過P點時的加速度相等B．每次經(jīng)過P點時的機械能相等C．繞火星運行時在探測軌道上的周期最大D．繞火星運行時在不同軌道上與火星的連線每秒掃過的面積相等10．如圖所示，2022年2月3日，宇航員王亞平在中國空間站通過化學(xué)實驗的方式在空間站“變”出奧運五環(huán)，并為奧運健兒送去祝福。將空間站繞地球飛行軌道視為圓軌道，軌道離地面的高度約為地球半徑的。下列說法正確的是（）A．空間站在軌道上運行的速度大于7.9m/sB．空間站在軌道上運行的周期等于24hC．“變”出的奧運五環(huán)在空間站中處于平衡狀態(tài)D．核心艙進(jìn)入軌道后所受地球的萬有引力大小約為它在地面時的（）2倍11．火星探測項目是我國繼載人航天天工程、嫦娥工程之后又一個重大太空探索項日。已知地球公轉(zhuǎn)周期為T，與太陽的距離為R1，運行速率為v1，火星到太陽的距離為R2，運行速率為v2，太陽質(zhì)量為M，引力常量為G。一個質(zhì)量為m的探測器被發(fā)射到一圍繞太陽的橢圓軌道上，以地球軌道上的A點為近日點，以火軌道上的B點為遠(yuǎn)日點，如圖所示。不計火星、地球?qū)μ綔y器的影響，則（）A．探測器在A點的加速度大于B．探測器在B點的加速度大小為C．探測器在B點的動能為D．探測器沿橢圓軌道從A點到B點的飛行時間為12．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨立運行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，中國始終秉持和踐行“中國的北斗，世界的北斗”的發(fā)展理念，服務(wù)“一帶一路”建設(shè)發(fā)展，積極推進(jìn)北斗系統(tǒng)國際合作。北斗系統(tǒng)空間段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星（GEO，繞行周期24小時）、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星（IGSO，繞行周期24小時）和中圓地球軌道衛(wèi)星（MEO，繞行周期12小時）組成。下列關(guān)于以上三類北斗衛(wèi)星的說法正確的是（）A．MEO衛(wèi)星運行的線速度最大，且大于第一宇宙速度B．GEO衛(wèi)星與IGSO衛(wèi)星運行周期相同，所以線速度也相同C．GEO衛(wèi)星的向心加速度大于MEO衛(wèi)星的向心加速度D．IGSO衛(wèi)星的軌道半徑是MEO衛(wèi)星軌道半徑的倍13．在高空運行的同步衛(wèi)星功能失效后，往往會被送到同步軌道上空幾百公里處的“墓地軌道”，以免影響其他在軌衛(wèi)星并節(jié)省軌道資源。如圖所示，2022年1月22日，我國實踐21號衛(wèi)星在地球同步軌道“捕獲”已失效的北斗二號G2衛(wèi)星后，成功將其送入“墓地軌道”。已知同步軌道和墓地軌道的軌道半徑分別為R1、R2，轉(zhuǎn)移軌道與同步軌道、墓地軌道分別相切于P、Q點，地球自轉(zhuǎn)周期為T0，則北斗二號G2衛(wèi)星（）A．在墓地軌道運行時的速度大于其在同步軌道運行的速度B．在轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過P點的加速度大于在同步軌道上經(jīng)過P點的加速度C．若要從Q點逃脫地球的引力束縛，則在該處速度必須大于11.2km/sD．沿轉(zhuǎn)移軌道從P點運行到Q點所用最短時間為14．2020年11月29日20時33分，嫦娥五號探測器在近月點再次“剎車”，從橢圓環(huán)月軌道變?yōu)榻鼒A形環(huán)月軌道，如圖所示，近圓形軌道離月球表面200km，月球質(zhì)量7.3×1022kg，半徑為1738km，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg，則（）A．在兩軌道上運行的周期相等B．在近月點“剎車”瞬間前后的加速度不變C．在近圓形軌道上的環(huán)繞速度約為4.9km/sD．探測器在環(huán)月橢圓軌道的機械能小于在近圓形環(huán)月軌道的機械能二、多選題15．如圖所示，行星繞太陽的公轉(zhuǎn)可以看成勻速圓周運動。在地圖上容易測得地球—水星連線與地球—太陽連線夾角，地球—金星連線與地球—太陽連線夾角，兩角最大值分別為、則（）A．水星的公轉(zhuǎn)周期比金星的大B．水星的公轉(zhuǎn)向心加速度比金星的大C．水星與金星的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比為D．水星與金星的公轉(zhuǎn)線速度之比為16．我國于2020年7月成功發(fā)射火星探測器“天問1號”，預(yù)計“天問1號”經(jīng)過10個月左右的飛行將到達(dá)火星，著陸火星表面并進(jìn)行巡視探測。假設(shè)探測器在火星表面和地球表面以相同的速度豎直上拋一物體，其在地球上落回拋出點的時間是火星上的a倍，已知地球半徑與火星半徑之比為b。不計地球