万有引力与航天-2020-2024年高考物理复习试题分类汇编（原卷版）

专题03万/引力易麻大

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5年真题•分点精准练

一、单选题

1.（2023・北京・高考）2022年10月9日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，实现了对太阳探

测的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为720km,运行一圈所用时间约

为100分钟。如图所示，为了随时跟踪和观测太阳的活动，“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中，需要

其轨道平面始终与太阳保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸父一号”，下列说法正确的是（）

A.“夸父一号”的运行轨道平面平均每天转动的角度约为1。

B.“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/s

C.“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度

D.由题干信息，根据开普勒第三定律，可求出日地间平均距离

2.（2021.北京.高考）2021年5月，“天间一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测

火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8x102

km、远火点距离火星表面5.9x105km,则“天问一号”（）

A.在近火点的加速度比远火点的小B.在近火点的运行速度比远火点的小

C.在近火点的机械能比远火点的小D.在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动

3.（2020・北京.高考）我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的10%,半

径约为地球半径的50%,下列说法正确的是（）

A.火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度

B.火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间

C.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度

D.火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度

1年模拟•精选模考题

一、单选题

1.（2024•北京西城・统考一模）2023年，我国首颗超低轨道实验卫星“乾坤一号”发射成功。“乾坤一号”是一

颗绕地球做圆周运动的近地卫星。关于它的运动，下列说法正确的是（）

A.角速度大于地球自转的角速度

B.线速度大于地球的第一宇宙速度

C.线速度小于地球表面物体随地球自转的线速度

D.向心加速度小于地球表面的物体随地球自转的向心加速度

2.（2024.北京东城.统考一模）嫦娥1号奔月卫星与长征3号火箭分离后，进入绕地运行的周期约为16小

时的椭圆轨道，称为16小时轨道（如图中曲线1所示）。随后，为了使卫星离地越来越远，星载发动机先

在远地点点火，使卫星进入图中曲线2所示新轨道，以抬高近地点。后来又连续三次在抬高以后的近地点

点火，使卫星加速和变轨，抬高远地点，相继进入24小时轨道、48小时轨道和地月转移轨道（分别如图中

曲线3、4、5所示）。卫星最后进入绕月圆形轨道，距月面高度为九周期为已知月球半径为r,万有

引力常量为G,则以下正确的是（）

A.卫星在16小时轨道上运行时，在近地点的机械能比在远地点的机械能小

B.24小时轨道与48小时轨道的半长轴之比为1：次

C.卫星在地月转移轨道上运行时速度大于第二宇宙速度

47r2r3

D.月球的质量为Sr

G7o

3.（2024.北京朝阳•统考一模）地球同步卫星位于地面上方高度约36000km处，周期与地球自转周期相同,

其运动可视为绕地球做匀速圆周运动。其中一种轨道平面与赤道平面成0度角，运动方向与地球自转方向

相同，因其相对地面静止，也称静止卫星。下列说法正确的是（）

A.与静止于赤道上的物体相比，静止卫星向心加速度更小

B.与近地轨道卫星相比，静止卫星的线速度更小

C.静止卫星内的物体处于平衡状态

D.所有静止卫星的线速度均相同

4.（2024.北京丰台.统考一模）如图所示，宇航员在“天宫课堂”中进行验证碰撞过程中动量守恒的实验时，

掷出的小球碰撞前在空间站中做匀速直线运动。已知地球质量为地球半径为凡绕地球做匀速圆周运

动的空间站离地高度为九万有引力常量为G。下列说法正确的是（）

A.根据题中信息可以计算空间站的运行周期

B.空间站环绕地球的速度大于地球的第一宇宙速度

「M

C.由°=G（R+〃）2可知,空间站的加速度恒定

D.小球做匀速直线运动是因为小球不受力

5.（2024.北京石景山.统考一模）如图所示，中国自行研制、具有完全知识产权的“神舟”飞船某次发射过程

简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由“长征”运载火箭送入近地点为4远地点为B的椭圆轨道上,

在B点通过变轨进入预定圆轨道。则（

预定圆轨道

B

椭圆轨道

A.在椭圆轨道上运行时，飞船在A点的加速度比8点的大

B.在椭圆轨道上运行时，飞船在A点的速度比8点的小

C.在8点变轨前后，飞船的机械能不变

D.在B点飞船通过减速从椭圆轨道进入预定圆轨道

6.（2024.北京通州.统考一模）我国发射的卫星“墨子号”与“济南一号”均使用了量子技术，“济南一号”比“墨

子号”的运行周期短，“济南一号”和“墨子号”绕地球的运动均可视为匀速圆周运动。比较它们的运动，下列

说法正确的是（）

A.“济南一号”的线速度更大B.“济南一号”的角速度更小

C.“济南一号”的向心加速度更小D.“济南一号”的运行轨道半径更大

7.（2024•北京通州・统考一模）黑洞是广义相对论预言的奇异天体，对于质量为M的球对称简单黑洞，可以

定义一个以黑洞中心为球心、半径为厂的球面，称为视界。按照经典理论，视界以内所有物质都无法逃离黑

洞。按照牛顿力学，如果一个粒子在质量为M的球对称天体表面的逃逸速度恰好等于真空中的光速c,此

天体即为黑洞，其半径厂的表达式为厂=竿，其中G为引力常量。由牛顿力学得到的厂恰好与广义相对

C

论给出的同质量黑洞的视界半径结果一致。按照贝肯斯坦和霍金的理论，黑洞的燧S正比于其视界面积A,

即5=益儿其中力、原均为常量。当两个质量均为M的简单黑洞塌缩成一个质量为此（忆2不

的简单黑洞时，其系统的燃的变化量为（）

4万心G4叫

A.AS=DB.△S=r；-2M：）

chch'

27ikG2叫G/儿

C.AS=B（Mj；）D.AS=ch（J1；一2M2）

ch

8.（2024・北京顺义.统考一模）科学家发现由于太阳内部的核反应而使其质量在不断减小。在若干年后，地

球绕太阳的运动仍可视为匀速圆周运动。描述地球绕太阳运动的物理量与现在相比，下列说法正确的是

（）

A.半径变小B.周期变大C.速率变大D.角速度变大

9.（2024•北京房山・统考一模）火星是太阳系中距离地球较近、自然环境与地球最为类似的行星之一。如果

将地球和火星绕太阳的公转视为匀速圆周运动，并忽略行星自转的影响。根据表中数据，结合所学知识可

以判断

行星天体质量/kg天体半径/加公转轨道半径加

地球6.0x10246.4x1061.5x1011

火星6.4x10233.4x1062.3x1011

A.火星的公转周期小于一年

B.火星表面重力加速度小于地球表面的重力加速度

C.火星的第一宇宙速度大于7.9km/s

D.太阳对地球的引力比对火星的引力小

10.（2024・北京门头沟.统考一模）2024年2月10日是“天问一号”火星环绕器环火三周年纪念日。3年前“天

问一号"火星探测器成功实施制动捕获后，进入环绕火星椭圆轨道，成为中国第一颗人造火星卫星。要完成

探测任务探测器需经历如图所示变轨过程，轨道I为圆轨道，轨道H、轨道III为椭圆轨道。关于探测器，

下列说法正确的是（）

A.在轨道I上的周期大于在轨道II上的周期

B.在轨道I上的机械能大于在轨道H上的机械能

c.在轨道I上经过尸点的速度小于轨道n上经过p点的速度

D.在轨道I上经过尸点的加速度小于轨道II上经过P点的加速度

11.（2024•北京海淀.统考二模）地球同步卫星的发射过程可以简化如下：卫星先在近地圆形轨道I上运动,

在点A时点火变轨进入椭圆轨道II,到达轨道的远地点B时，再次点火进入同步轨道ni绕地球做匀速圆周

运动。设卫星质量保持不变，下列说法中正确的是（）

A.卫星在轨道I上运动经过A点时的加速度小于在轨道II上运动经过A点时的加速度

B.卫星在轨道I上的机械能等于在轨道皿上的机械能

C.卫星在轨道I上和轨道III上的运动周期均与地球自转周期相同

D.卫星在轨道II上运动经过B点时的速率小于地球的第一宇宙速度

12.（2024•北京西城.统考二模）如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经变

轨，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次变轨，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1,2相切于。点，轨道2、3

相切于P点。当卫星分别在1、2、3轨道上运行时，下列说法正确的是（）

A.卫星在轨道2上经过0点的速度小于在轨道1上经过。点的速度

B.卫星在轨道2上经过Q点的机械能等于在轨道2上经过P点的机械能

C.卫星在轨道2上经过P点的机械能等于在轨道3上经过尸点的机械能

D.卫星在轨道2上经过P点的加速度小于在轨道3上经过尸点的加速度

13.（2024.北京丰台.统考二模）木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中有两颗卫星的轨

道半径之比约为1:4。根据以上信息可知这两颗卫星的（