2020年真题+高考模拟题 专项版解析 物理——06 万有引力定律与航天 （教师版）

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专题 06 万有引力定律与航天
1. （2020·新课标Ⅰ卷）火星的质量约为地球质量的 ，半径约为地球半径的 ，则同一
物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为（　　）
A. 0.2 B. 0.4 C. 2.0 D. 2.5
【答案】B
【解析】设物体质量为 m，则在火星表面有 ，在地球表面有 ，
由题意知有 ， ，故联立以上公式可得 ，故选
B。
2. （2020·新课标Ⅱ卷）若一均匀球形星体的密度为 ρ，引力常量为 G，则在该星体表面附
近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是（　　）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】卫星在星体表面附近绕其做圆周运动，则 ， ，
，知卫星该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期 。
3. （2020·新课标Ⅲ卷）“嫦娥四号”探测器于 2019 年1月在月球背面成功着陆，着陆前
曾绕月球飞行，某段时间可认为绕月做匀速圆周运动，圆周半径为月球半径的 K倍。已知
地球半径 R是月球半径的 P倍，地球质量是月球质量的 Q倍，地球表面重力加速度大小为
g。则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为（　　）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】假设在地球表面和月球表面上分别放置质量为 和 的两个物体，则在地球和
月球表面处，分别有 ， ，解得 ，设嫦娥四号卫星
的质量为 ，根据万有引力提供向心力得 ，解得 ，故选
D。
4. （2020·江苏卷）甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是
乙的 2倍。下列应用公式进行的推论正确的有（　　）
A. 由 可知，甲的速度是乙的 倍
B. 由 可知，甲的向心加速度是乙的 2倍
C. 由 可知，甲的向心力是乙的
D. 由 可知，甲的周期是乙的 倍
【答案】CD
【 解 析 】 卫 星 绕 地 球 做 圆 周 运 动 ， 万 有 引 力 提 供 向 心 力 ， 则
，A．因为在不同轨道上 g是不一样 ，故不
能根据 得出甲乙速度的关系，卫星的运行线速 ，代入数据可得
，故 A错误；
B．因为在不同轨道上两卫星的角速度不一样，故不能根据 得出两卫星加速度的
关系，卫星的运行加速度 ，代入数据可得 ，故 B错误；
C．根据 ，两颗人造卫星质量相等，可得 ，故 C正确；
D．两卫星均绕地球做圆周运动，根据开普勒第三定律 ，可得 ，
故D正确。
故选 CD。
5. （2020·山东卷）我国将在今年择机执行“天问 1号”火星探测任务。质量为 m的着陆器
在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为 t0、速度由 v0减速到零的过程。已知火
星的质量约为地球的 0.1 倍，半径约为地球的 0.5 倍，地球表面的重力加速度大小为 g，忽
略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器
受到的制动力大小约为（　　）
A. B. C. D.
的
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