2020--2022年三年全国高考物理真题汇编：万有引力与航天

登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧 2020--2022年三年全国高考物理真题汇编：万有引力与航天 一、单选题 1．（2022·河北）2008年，我国天文学家利用国家天文台兴隆观测基地的2.16米望远镜，发现了一颗绕恒星HD173416运动的系外行星HD173416b，2019年，该恒星和行星被国际天文学联合会分别命名为“羲和”和“和“望舒”，天文观测得到恒星羲和的质量是太阳质量的2倍，若将望舒与地球的公转均视为匀速圆周运动，且公转的轨道半径相等。则望舒与地球公转速度大小的比值为（　　） A． B．2 C． D． 【答案】C 【知识点】卫星问题 【解析】【解答】万有引力提供做圆周运动向心力。 对地球：，， 同理 代入题中所给数据 故选C 【分析】万有引力提供做圆周运动向心力。代入题中所给数据，化简求值。 2．（2022·湖北）2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（　　） A．组合体中的货物处于超重状态 B．组合体的速度大小略大于第一宇宙速度 C．组合体的角速度大小比地球同步卫星的大 D．组合体的加速度大小比地球同步卫星的小 【答案】C 【知识点】第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题 【解析】【解答】A．组合体在天上做匀速圆周运动只受万有引力的作用，则组合体中的货物处于完全失重状态，A错误； B．第一宇宙速度为绕地球做圆周运动卫星最大的环绕速度，则组合体的速度大小略小于第一宇宙速度，B错误； C．已知同步卫星的周期为24h，则根据角速度和周期的关系有 由于T同 > T组合体，则组合体的角速度大小比地球同步卫星的大，C正确； D．由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，有 ， 整理有，，大对应r小，a大。 所以，r同 > r组合体，a同 < a组合体 ，D错误。 故选C。 【分析】对于卫星，万有引力提供做圆周运动的向心力。代入圆周运动相关物理量的关系式求解。 3．（2022·浙江）神舟十三号飞船采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离天和核心舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则（　　） A．天和核心舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大 B．返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力 C．质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行 D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒 【答案】C 【知识点】卫星问题 【解析】【解答】A．根据万有引力提供向心力，可得，可知圆轨道距地面高度越高，环绕速度越小；而只要环绕速度相同，返回舱和天和核心舱可以在同一轨道运行，与返回舱和天和核心舱的质量无关，故A错误。 B．返回舱中的宇航员只受到地球引力作用，地球的引力提供宇航员绕地球运动的向心力，故B错误； C.由A可知速度与质量无关，故质量不同的返回舱和核心舱可以在同一轨道上运动，故C正确 D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，克服空气阻力做功产生热量，内能增加，机械能减小，故D错误。 故答案为：C。 【分析】根据卫星围绕地球运动时，地球与卫星之间的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，再由功能关系分析求解。 4．（2022·山东）“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 【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题 【解析】【解答】根据题意可知，卫星的周期是，在星球表面， 设卫星离地高度为h，万有引力提供向心力， 联立解得 . 故选C。 【分析】首先算出卫 ... ...