十年（2011-2020）高考真题物理分项详解06 万有引力与航天【解析版】

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十年高考分类汇编专题06万有引力与航天

（2011-2020）

题型一、考查万有引力定律、万有引力提供物体重力的综合类问题............................................1

题型二、考查万有引力提供卫星做圆周运动向心力的相关规律....................................................6

题型三、考查飞船的变轨类问题......................................................................................................18

题型四、考查万有引力与能量结合的综合类问题..........................................................................20

题型五、考查双星与三星系统的规律..............................................................................................22

题型六、关于开普勒三定律的相关考查..........................................................................................23

题型七、天体运动综合类大题..........................................................................................................26

题型一、考查万有引力定律、万有引力提供物体重力的综合类问题

1.（2020 全国 1）.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

【考点】万有引力在非绕行问题中的应用

【答案】B

【解析】设物体质量为 m，在火星表面所受引力的大小为 F1,则在火星表面有:

在地球表面所受引力的大小为 F2，则在地球表面有：

由题意知有：；

故联立以上公式可得：。故 B选项正确。

2.(2019全国2)2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，

用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描述F随h变化关系的图像是（

）

【考点】：万有引力定律

【答案】D

【解析】：根据万有引力定律可得：，式中 R 表示地球的半径、随着 h

增大

，F

在减小

，故

选项 D正确；

3.（2018·北京卷）若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月

地距离约为地球半径 60 倍的情况下，需要验证（）

A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 1/602

B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 1/602

C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 1/6

D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 1/60

【考点】非绕行问题万有引力提供重力

【答案】B

【解析】设月球的质量为 M2 地球的质量为 M1 苹果的质量为 m；地球的半径为 r

月球受到的万有引力的大小为：

苹果受到的万有引力的大小为：

因月球和苹果的质量关系未知，所以 A 选项无法比较；故 A 错；

设月球的公转加速大小为 a1，苹果落地的加速度大小为 a2

联立两式得：故 B 对；

月球表面的重力加速度：，地球表面的重力加速度：；r1、r2 的大小关系未知；所

以无法求得月地表面的重力加速度之比，故 C错；D错；

4.（2014 全国 2）假设地球可视为质量均匀分布的球体．已知地球表面重力加速度在两极的大小为 g0，在

赤道的大小为 g；地球自转的周期为 T，引力常量为 G.地球的密度为(　　)

3g g



B. C.



D、

【考点】：万有引力在非绕行问题中的应用

【答案】B　

【解析】：在赤道：

在北极上：

密度

表达式（2）可变形为：（3）（4）、（5）联立：

(1)、(2)两式联立：

将(7)式代入(6)式得：。

5.（2015 海南）若在某行星和地球上相对于各自水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，

它们在水平方向运动的距离之比为

7:2

。已知该行星质量约为地球的 7倍，地球的半径为 R，由此可知，

该行星的半径为（）

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