2021年高考真题和模拟题分类汇编物理专题06万有引力定律与航天学生版

2021年高考真题和模拟题分类汇编物理专题06万有引力定律与航天选择题1.(2021·浙江卷)空间站在地球外层的稀薄大气中绕行，因气体阻力的影响，轨道高度会发生变化。空间站安装有发动机，可对轨道进行修正。图中给出了国际空间站在2020.022020.08期间离地高度随时间变化的曲线，则空间站()

A.绕地运行速度约为B.绕地运行速度约为C.在4月份绕行的任意两小时内机械能可视为守恒D.在5月份绕行的任意两小时内机械能可视为守恒2.(2021·全国乙卷)科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为(太阳到地球的距离为)的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为M，可以推测出该黑洞质量约为()

A.B.C.D.3.(2021·全国甲卷)2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期约为1.8×105s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105m。已知火星半径约为3.4×106m，火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为A.6×105mB.6×106mC.6×107mD.6×104.(2021·湖南卷)2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射升空，准确进入预定轨道。根据任务安排，后续将发射问天实验舱和梦天实验舱，计划2022年完成空间站在轨建造。核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的。下列说法正确的是A.核心舱进入轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的倍B.核心舱在轨道上飞行的速度大于C.核心舱在轨道上飞行的周期小于D.后续加挂实验舱后，空间站由于质量增大，轨道半径将变小5.(2021·河北卷)“祝融号”火星车登陆火星之前，“天问一号”探测器沿椭圆形的停泊轨道绕火星飞行，其周期为2个火星日，假设某飞船沿圆轨道绕火星飞行，其周期也为2个火星日，已知一个火星日的时长约为一个地球日，火星质量约为地球质量的0.1倍，则该飞船的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径的比值约为()A.B.C.D.6.(2021春·浙江卷)嫦娥五号探测器是我国首个实施月面采样返回的航天器，由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。为等待月面采集的样品，轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。已知引力常量G=6.67×1011N・m2/kg2地球质量m=6.0×1024kg，月球质量m2=7.3×1022kg，月地距离r1=3.8×105km，月球半径r2=1.7×103A.16m/sB.1.1×102m/sC.1.6×103m/sD.17.(2021·广东卷)2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是()A.核心舱的质量和绕地半径B.核心舱的质量和绕地周期C.核心舱的绕地角速度和绕地周期D.核心舱的绕地线速度和绕地半径8.(2021·四川泸州三模)12月17日凌晨1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用“半弹道跳跃”方式返回地球，圆满完成了月球取样任务。如图虚线为大气层边界，返回器从a点关闭发动机无动力滑入大气层，然后从c点“跳”出，再从e点“跃”入，实现多次减速，可避免损坏返回器。d点为轨迹的最高点，离地心的距离为r，返回器在d点时的速度大小为v，地球质量为M，引力常量为G。则返回器(A.在d点处于完全失重状态B.在d点时的速度大小v=C.在d点时的加速度大小为D.从a点到c点的过程中，只有重力在做功9.(2021·北京海淀一模)2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器在我国内蒙古中部四子王旗着陆场成功着陆，这一事件标志着我国首次月球采样任务取得圆满成功。此次任务中，为了节省燃料、保证返回器的安全，也为之后的载人登月返回做准备，返回器采用了半弹道跳跃返回方式，具体而言就是返回器先后经历两次“再入段”，利用大气层减速。返回器第一次再入过程中，除受到大气阻力外还会受到垂直速度方向的大气升力作用，使其能再次跳跃到距地面高度120km以上的大气层，做一段跳跃飞行后，又再次进入距地面高度120km以下的大气层，使再入速度达到安全着陆的要求。这一返回过程如图10所示。若不考虑返回器飞行中质量的变化，从以上给出的信息，可以判断下列说法中正确的是A.若没有大气层的减速作用，返回器返回着陆点时的速度等于第一宇宙速度B.返回器在第一次再入段，经过轨道最低点前已开始减速C.返回器在第一次再入段，经过轨道最低点时所受大气升力与万有引力大小相等D.返回器从第一次再入至着陆过程中与大气摩擦产生的热量等于其第一次再入时的动能10.(2021·河北唐山一模)假设在月球表面将物体以某速度竖直上抛，经过时间t物体落回地面，上升的最大高度为h。已知月球半径为R、万有引力常量为G，不计一切阻力。则月球的密度为()A.B.C.D.11.(2021·云南曲靖一模)“嫦娥四号”已成功降落月球背面，未来中国还将建立绕月轨道空间站。如图所示，关闭动力的宇宙飞船在月球引力作用下沿地一月转移轨道向月球靠近，并将与空间站在A处对接。已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R，下列说法正确的是()A.宇宙飞船A处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速B.宇宙飞船在A处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火加速C.月球的第一宇宙速度为D.月球的第一宇宙速度为12.(2021·江苏常州一模)“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？”2020年7月23日，我国探测飞船天问一号飞向火星！伟大诗人屈原的“天问”梦想正成为现实。图中虚线为天问一号的“地”“火”转移轨道，下列说法正确的是()A.天问一号发射速度为大于7.9km/s小于11.2km/sB.天问一号的在轨速度总大于地球绕太阳的公转速度C.天问一号的在轨加速度总小于火星绕太阳的加速度D.天问一号从地球飞到火星轨道的时间小于半个火星年13.(2021·河北石家庄一模)如图所示，人造卫星甲、乙分别绕地球做匀速圆周运动，卫星甲、乙轨道平面互相垂直，乙的轨道半径是甲轨道半径的倍，某时刻两卫星和地心在同一直线上，且乙在甲的正上方(称为相遇)。在这以后，甲运动6周的时间内，它们相遇了()A.1次B.2次C.3次D.4次14.(2021·河北石家庄一模)1687年牛顿在总结了前人研究成果的基础上提出了万有引力定律，并通过月—地检验证明了地球对地面物体的引力与行星对卫星的引力具有相同的性质。当时牛顿掌握的信息有：地球表面的重力加速度g，月球轨道半径为地球半径的60倍，月球的公转周期约为27.3天。下列关于月一地检验的说法中正确的是()A.牛顿计算出了地球对月球的万有引力的数值，从而完成了月—地检验B.牛顿计算出了月球对月球表面物体的万有引力的数值，从而完成了月—地检验C.牛顿计算出了月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，从而完成了月—地检验D.牛顿计算出了月球绕地球做圆周运动的加速度