《高考物理108所名校押题精选》押题精选06 万有引力与航天（原卷版）

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押题精选 06 万有引力与航天

1．无线通信早已进入大众的日常生活，可是海上或深山中由于无法建立基站而通信困难，利用三颗对称

分布的地球同步卫星，基本上可使地球上除两极附近外的任意两点之间实现实时通信。正常情况下地球同

步卫星的轨道距地球表面的高度为地球半径的 5.6 倍，若降低通信卫星的高度，只要任意两颗卫星之间的

连线不通过地球而直接连接就能实现实时通信，即通信卫星距地面的高度等于地球半径时，通信卫星的周

期最小，取，则通信卫星的最小周期约为（　　）

A．1h B．4h C．8h D．16h

2．2021 年的春节是个热闹的火星年。2月5日，我国航天局发布了由“天问一号”拍摄的首张火星图像

（图甲），给我们送来了新年大礼包；2月10 日19 时52 分，“天问一号”探测器实施近火捕获，顺利进

入近火点高度约 400 千米，周期约 10 个地球日，倾角约 10°的大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星

卫星，实现“绕、落、巡”目标的第一步，环绕火星成功。图乙为“天问一号”探测器经过多次变轨后登

陆火星前的部分轨迹图，轨道Ⅰ、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ相切于 P点，轨道Ⅲ为环绕火星的圆形轨道，P、S两点

分别是椭圆轨道的近火星点和远火星点，P、S、Q三点与火星中心在同一直线上，下列说法正确的是（　

）

A．探测器在 P点由轨道 I进入轨道Ⅱ需要点火加速

B．探测器在轨道Ⅲ上 Q点的速度大于在轨道Ⅱ上 S点的速度

C．探测器在轨道Ⅱ上运行时，在相等时间内与火星连线扫过的面积与在轨道Ⅲ上相等

D．探测器在轨道Ⅱ上由 P点运动到 S点的时间小于探测器在轨道Ⅲ上由 P点运动到 Q点的时间

3．如图所示。地球绕太阳运动的轨道为椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，点为近日点，到太阳的距离

为，点为远日点，到太阳的距离为，公转周期为，月球围绕地球做圆周运动，运转轨道半径为

，公转周期为，在考虑地球公转时可将地球和月球看成整体。则（　　）

A．地球和月球整体从点运动到点的过程中机械能变大

B．地球在点和点的速率之比为

C．地球和太阳的质量之比为

D．由开普勒第三定律可知，为常量

4．如图所示，如果把地球表面看成一座巨大的拱形桥，若汽车速度足够大就可以飞离地面而成为人造地

球卫星。已知地球自转周期为 T，赤道上的重力加速度为 g赤，万有引力常量为 G，地球的半径为 R。则下

列说法正确的是（　　）

A．汽车相对地心的速度至少应为才能飞离地面

B．地球的质量为

C．地球两极处的重力加速度为

D．为了使汽车更容易飞离地面，汽车应该在低纬度地区自东向西加速运动

5．2020 年7月23 日我国“天问一号”火星探测器发射成功，标志着我国对火星的研究进入新阶段。已知

火星半径约为地球半径的一半，火星上的大气比地球上的稀薄，若忽略星球本身自转产生的影响，根据以

上信息进行推测，下列说法正确的是（　　）

A．“天问一号”在地球上的发射速度应大于 16.7km/s

B．火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度

C．火星质量比地球质量的还小

D．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度

6．若银河系内每个星球贴近其表面运行的卫星的周期用 T表示，被环绕的星球的平均密度用 ρ表示。 ρ 与

的关系图像如图所示，已知万有引力常量 G＝6.67×10 11﹣N•m2/kg2.则该图像的斜率约为（　　）

A．1.4×1010kg2/N•m2B．1.4×1011kg2/N•m2

C．7×10 10﹣N•m2/kg2D．7×10 11﹣N•m2/kg2

7．当地时间 10 月6日中午，瑞典皇家科学院将2020 年诺贝尔物理学奖一半授予英国科学家罗杰·彭罗斯，

另一半授予德国科学家莱茵哈德·根泽尔和美国科学家安德里亚·格兹，以表彰他们在天体物理学领域的贡

献。为方便对天体物理学领域的研究以及实现对太空的进一步探索，人类计划在太空中建立新型空间站，

假设未来空间站结构如图甲所示。在空间站中设置一个如图乙所示绕中心轴旋转的超大型圆管作为生活区，

圆管的内、外管壁平面与转轴的距离分别为、。当圆管以一定的角速度转动时，在管中相对管静

止的人（可看作质点）便可以获得一个类似在地球表面的“重力”，以此降低因长期处于失重状态对身体

健康造成的影响。已知地球质量为，地球半径为，引力常量为，地球自转周期为。当空间站在

地球静止同步轨道上运行时，管道转动的角速度大小为（　　）

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