《高考物理各地市模拟题专题汇编》专题6 万有引力与航天(原卷版)

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专题 6 万有引力与航天(原卷版)
一、单选题（本大题共 30 小题）
1.[来源:2021 年安徽省马鞍山市高考物理一模试卷]我国第一个自主火星探测器“天
问一号”自 2020 年成功发射以来，飞行里程已经突破了 4 亿公里，即将接近火星。
“天问一号”飞向火星的模拟示意图如图，Ⅰ为地球公转轨道，椭圆轨道Ⅱ为“天问
一号”飞行轨道，Ⅲ为火星公转轨道。
P
、
Q
是轨道Ⅱ分别与Ⅰ、Ⅲ两轨道的公切点。下列说法正确的是
A. 地球公转的线速度小于火星公转的线速度
B. “天问一号”从
P
点运行到
Q
点的过程中，线速度逐渐增大
C. “天问一号”从
P
点运行到
Q
点的时间大于 180 天
D. “天问一号”在轨道Ⅱ上经过
Q
点时的加速度小于火星在轨道Ⅲ上经过
Q
点的加速度
2.[来源:2021 年河北省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷]假定“嫦娥五号”轨道舱绕月飞行时，轨
道是贴近月球表面的圆形轨道。已知地球密度为月球密度的
k
倍，地球同步卫星的轨道半径为地球半径的
n
倍，则轨道舱绕月飞行的周期与地球同步卫星周期的比值为
()
A.
√
k
n3
B.
√
n3
k
C.
√
k
n
D.
√
n
k
3.[来源:2021 年江苏省无锡市高考物理质检试卷（2月份）（一模）]在“金星凌
日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小
时，那便是金星，如图所示．下面说法正确的是
A. 观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
B. 地球在金星与太阳之间
C. 金星绕太阳公转一周时间小于 365 天
D. 相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积
4.[来源:2021 云南省昆明市模拟题]2020 年 12 月 3 日 23 时 10 分，嫦娥五号上升器携带月球样品从月面起
飞，约 6 分钟后进入环月圆轨道。已知地球质量约为月球的 81 倍，地球半径约为月球半径的
3.7
倍，忽略
月球的自转。飞行器环绕月球做匀速圆周运动的最大飞行速度约为
A.
1.3 km/s
B.
C.
4.5 km/s
D.
7.9 km/s
5.[来源:2021 河南省模拟题]假设地球是半径为
R
、质量分布均匀的球体。已知质量分布均匀的球壳对壳内
物体的引力为零，对壳外物体的引力等于将所有质量全部集中在球心的质点对球外物体的引力。现以地心
1
为原点
O
建立一维直线坐标系，用
r
表示坐标系上某点到地心的距离，则该直线上各点的重力加速度
g
随
r
变化的图象正确的是
()
A. B.
C. D.
6.[来源:2021 山东省模拟题]2020 年 1 月 16 日环球网报道，银河航天首发星在酒泉卫星发射中心搭载快舟
一号甲运载火箭发射成功，成为中国首颗通信能力达
10 Gbps
的低轨宽带通信卫星。该卫星的轨道高度为
200 ～2000
千米。则该卫星与地球同步卫星相比
A. 向心加速度大 B. 周期大 C. 线速度小 D. 角速度小
7.[来源:2021 年河南省新乡市高考物理摸底试卷（2月份）]2020 年 12 月 17日凌晨，“嫦娥五号”月球探
测器载着月球土壤顺利返回地球。探测器在降落到月球上之前绕月球表面运行一周的时间为
T0
，已知引力
常量为
G
，月球的半径为
R
，月球可看成质量分布均匀的球体，不考虑月球自转的影响。下列分析正确的是
A. 月球的密度为
4π
GT 0
2
B. 探测器携带月球土壤离开月球和火箭一起加速上升时，探测器
¿
含月球土壤
¿
的质量增大
C. 若探测器在被月球捕获之前绕地球做半径为
r
的匀速圆周运动，则该探测器运动一周的时间为
rT 0
R
√
r
R
D. 若将一石子从距月球表面的高度为
h
处由静止释放，则从石子刚释放到下落至月球表面上用时为
T0
π
√
ℎ
2R
8.[来源:2021 年陕西省安康市高考物理第二次质检试卷]地球位于火星与太阳之间且三者在同一直线上时称
为“火星冲日”。已知地球绕太阳做圆周运动的周期为
T
，火星绕太阳做圆周运动的轨道半径为地球绕太
阳做圆周运动的轨道半径的
n
倍。则相邻两次“火星冲日”的时间差为
2
A.
n
n −1T
B.
n
√
n
n
√
n− 1T
C.
n
√
n
√
n− 1T
D.
√
n
√
n− 1T
9.[来源:2021 陕西省宝鸡市模拟题]2021 年 2 月 10 日 19时 52 分，我国首次执
行火星探测任务的“天问一号”探测器实施近火捕获制动成功，成为我国第一
颗人造火星卫星，实现“绕、着、巡”目标的第一步
— —
环绕火星成功。如
图所示，
P
为“天问一号”探测器，
P
到火星表面的高度为
h
，环绕周期为
T1
；
Q
为静止在火星赤道表面的物体，
Q
到火星中心的距离为
R
，火星自转周期为
T2
，已知万有引力常量为
G
，
则
A. 火星的质量
M=4π2R3
GT 1
2
B. 火星的第一宇宙速度大小为
v=2πR
T2
C.
P
与
Q
的向心加速度大小之比
aP
aQ
=T2
2(R+ℎ)
T1
2R
D.
P
与
Q
的线速度大小之比
vP
vQ
=T1(R+ℎ)
T2R
10.[来源:2021 年江苏省南通、徐州、宿迁、淮安、泰州、镇江六市联考高考物理一调试卷]2020 年 10 月，
我国成功地将高分十三号光学遥感卫星送入地球同步轨道．已知地球半径为
R
，地球的第一宇宙速度为
v
，
光学遥感卫星距地面高度为
h
，则该卫星的运行速度为
A.
R
R+ℎv
B.
√
R
R+ℎv
C.
R+ℎ
Rv
D.
√
R+ℎ
Rv
11.[来源:2021 湖南省模拟题]近地卫星绕地球的运动可视为匀速圆周运动，若其轨道半径近似等于地球半
径
R
，运行周期为
T
，地球质量为
M
，引力常量为
G
，则
()
A. 近地卫星绕地球运动的向心加速度大小近似为
2π2R
T2
B. 近地卫星绕地球运动的线速度大小近似为
√
R
GM
3
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