《三年（2020-2022）高考真题物理分项汇编（新高考专用）》专题05 万有引力定律和航天（解析版）

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专题 05 万有引力定律和航天
1、（2022·湖南卷·T8）如图，火星与地球近似在同一平面内，绕太阳沿同一方向做匀速圆周运动，火
星的轨道半径大约是地球的 1.5 倍。地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向
东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。当火星、地球、太阳三者在同一直线上，
且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日。忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确
的是（　　）
A. 火星的公转周期大约是地球的 倍
B. 在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为顺行
C. 在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为逆行
D. 在冲日处，火星相对于地球的速度最小
【答案】CD
【解析】
A．由题意根据开普勒第三定律可知
火星轨道半径大约是地球轨道半径的 1.5 倍，则可得
故A错误；
BC．根据
可得
由于火星轨道半径大于地球轨道半径，故火星运行线速度小于地球运行线速度，所以在冲日处火星相对于
地球由东向西运动，为逆行，故 B错误，C正确；
D．由于火星和地球运动的线速度大小不变，在冲日处火星和地球速度方向相同，故相对速度最小，故 D
正确。
故选 CD。
2、（2022·广东卷·T2）“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬
季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的 1.88 倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为
匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是（　　）
A. 火星公转的线速度比地球的大 B. 火星公转的角速度比地球的大
C. 火星公转的半径比地球的小 D. 火星公转的加速度比地球的小
【答案】D
【解析】
由题意可知，火星的公转周期大于地球的公转周期
C．根据 可得
可知火星的公转半径大于地球的公转半径，故 C错误；
A．根据 可得
结合 C选项，可知火星的公转线速度小于地球的公转线速度，故 A错误；
B．根据 可知火星公转的角速度小于地球公转的角速度，故 B错误；
D．根据 可得
可知火星公转的加速度小于地球公转的加速度，故 D正确。
故选 D。
3、（2022·山东卷·T6）“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地
球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球
表面 A点正上方，恰好绕地球运行 n圈。已知地球半径为地轴 R，自转周期为 T，地球表面重力加速度为
g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
地球表面的重力加速度为 g，根据牛顿第二定律得
解得
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