2023年高考物理真題分類(lèi)匯編萬(wàn)有引力和航天1．〔2023年高考·北京理綜卷〕由于通訊和播送等方面的需要，許多國(guó)家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的〔〕A．質(zhì)量可以不同B．軌道半徑可以不同C．軌道平面可以不同D．速率可以不同2．〔2023年高考·福建理綜卷〕“嫦娥二號(hào)〞是我國(guó)月球探測(cè)第二期工程的先導(dǎo)星。假設(shè)測(cè)得“嫦娥二號(hào)〞在月球〔可視為密度均勻的球體〕外表附近圓形軌道運(yùn)行的周期T，引力常量為G，半徑為R的球體體積公式，那么可估算月球的A．密度B．質(zhì)量C．半徑D．自轉(zhuǎn)周期3．〔2023年高考·江蘇理綜卷〕一行星繞恒星作圓周運(yùn)動(dòng)。由天文觀測(cè)可得，其運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)，速度為v，引力常量為G，那么A．恒星的質(zhì)量為B．行星的質(zhì)量為C．行星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為D．行星運(yùn)動(dòng)的加速度為4．〔2023年高考·廣東理綜卷〕地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G。有關(guān)同步衛(wèi)星，以下表述正確的是A．衛(wèi)星距離地面的高度為B．衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度C．衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為D．衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球外表的重力加速度5．〔2023年高考·山東理綜卷〕甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的是A．甲的周期大于乙的周期B．乙的速度大于第一宇宙速度C．甲的加速度小于乙的加速度D．甲在運(yùn)行時(shí)能經(jīng)過(guò)北極的正上方6．〔2023年高考·天津理綜卷〕質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球外表的軌道上飛行，其運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。月球質(zhì)量為M，月球半徑為R，月球外表重力加速度為g，引力常量為G，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，那么航天器的〔〕A．線速度B．角速度C．運(yùn)行周期D．向心加速度7．〔2023年高考·四川卷〕A．軌道半徑之比約為B．軌道半徑之比約為C．向心加速度之比約為D．向心加速度之比約為8．〔2023年高考·全國(guó)卷新課標(biāo)版〕衛(wèi)星信號(hào)需要通地球同步衛(wèi)星傳送。如果你與同學(xué)在地面上用衛(wèi)星通話，那么從你發(fā)出信號(hào)至對(duì)方接收到信號(hào)所需最短時(shí)間最接近于〔可能用到的數(shù)據(jù)：月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為3.8×105km，運(yùn)行周期約為27天，地球半徑約為6400km，無(wú)線電信號(hào)的傳播速度為3×108m/s?！矨．0.1sB．0.25sC．0.5sD．1s9．〔2023年高考·全國(guó)大綱版理綜卷〕我國(guó)“嫦娥一號(hào)〞探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時(shí)軌道〞上繞地球運(yùn)行〔即繞地球一圈需要24小時(shí))；然后，經(jīng)過(guò)兩次變軌依次到達(dá)“48小時(shí)軌道〞和“72小時(shí)軌道〞；最后奔向月球。如果按圓形軌道計(jì)算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，那么在每次變軌完成后與變軌前相〔〕A．衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能減小B．衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能增大C．衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能減小D．衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能增大10．〔2023年高考·重慶理綜卷〕某行星和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓。每過(guò)N年，該行星會(huì)運(yùn)行到日地連線的延長(zhǎng)線上，如下圖。該行星與地球的公轉(zhuǎn)半徑比為〔〕太陽(yáng)太陽(yáng)地球行星A．B．C．D．11．〔2023年高考·浙江理綜卷〕為了探測(cè)X星球，載著登陸艙的探測(cè)飛船在以該星球中心為圓心，半徑為r1的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，周期為T(mén)1?？傎|(zhì)量為m1。隨后登陸艙脫離飛船，變軌到離星球更近的半徑為r2的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)登陸艙的質(zhì)量為m2，那么〔〕A．X星球的質(zhì)量為B．X星球外表的重力加速度為C．登陸艙在r1與r2軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小之比為D．登陸艙在半徑為r2軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為12．〔2023年高考·上海卷〕人造地球衛(wèi)星在運(yùn)行過(guò)程中由于受到微小的阻力，軌道半徑將緩慢減小。在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，衛(wèi)星所受萬(wàn)有引力大小將〔填“減小〞或“增大〞〕；其動(dòng)能將〔填“減小〞或“增大〞〕。13．〔2023年高考·海南卷〕2023年4月10日，我國(guó)成功發(fā)射第8顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，建成以后北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)將包含多可地球同步衛(wèi)星，這有助于減少我國(guó)對(duì)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的依賴(lài)，GPS由運(yùn)行周期為12小時(shí)的衛(wèi)星群組成，設(shè)北斗星的同步衛(wèi)星和GPS導(dǎo)航的軌道半徑分別為R1和R2，向心加速度分別為和，那么=_______。=_____。〔可用根式表示〕14．〔2023年高考·安徽理綜卷〕⑴即，k是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量。將行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)按圓周運(yùn)動(dòng)處理，請(qǐng)你推導(dǎo)出太陽(yáng)系中該常量k的表達(dá)式。引力常量為G，太陽(yáng)的質(zhì)量為M太。⑵開(kāi)普勒定律不僅適用于太陽(yáng)系，它對(duì)一切具有中心天體的引力系統(tǒng)〔如地月系統(tǒng)〕都成立。經(jīng)測(cè)定月地距離為3.84×108m，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為2.36×106s，試計(jì)算地球的質(zhì)M地?！睪=6.67×10-11Nm2/kg2，結(jié)果保存一位有效數(shù)字〕1.A解析：地球同步軌道衛(wèi)星軌道必須在赤道平面內(nèi)，離地球高度相同的同一軌道上，角速度、線速度、周期一定，與衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān)。A正確，B、C、D錯(cuò)誤。2．A解析：“嫦娥二號(hào)〞在近月外表做周期的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有。由于月球半徑R未知，所以無(wú)法估算質(zhì)量M，但結(jié)合球體體積公式可估算密度〔與成正比〕，A正確。不能將“嫦娥二號(hào)〞的周期與月球的自轉(zhuǎn)周期混淆，無(wú)法求出月球的自轉(zhuǎn)周期。3.ACD解析：根據(jù)、得：、,A、C正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)、得：，D正確。4.BD解析：衛(wèi)星距地面的高度為，A錯(cuò)誤。第一宇宙速度是最小的發(fā)射衛(wèi)星的速度，衛(wèi)星最大的環(huán)繞速度，B正確。同步衛(wèi)星距地面有一定的高度h，受到的向心力大小為，C錯(cuò)誤。衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度為，地球外表的重力加速度為，D正確。5.AC解析：對(duì)地球衛(wèi)星，萬(wàn)有引力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，那么有，可知半徑越大速度越小，半徑越大加速度越小，同步衛(wèi)星的軌道與赤道共面，第一宇宙速度為最大環(huán)繞速度，可見(jiàn)A正確、C正確。6.AC解析：萬(wàn)有引力提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，代入相關(guān)公式即可。7.B解析：根據(jù)牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律得，變形得軌道半徑之比為，A錯(cuò)誤，B正確；向心加速度，所以向心加速度之比約為，CD錯(cuò)誤。8.B解析：同步衛(wèi)星和月球都是地球的衛(wèi)星，r3∝T2，因此同步衛(wèi)星的軌道半徑是地月距離的1/9約為42000km，同步衛(wèi)星離地面高度約為36000km，電磁波往返一次經(jīng)歷時(shí)間約為(3.6×107×2)÷(3×108)s=0.24s9.D解析：依題意可將“嫦娥一號(hào)〞視為圓周運(yùn)動(dòng)，且質(zhì)量變化可忽略不計(jì)，那么變軌后，軌道更高，由衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知高軌道速度小，故變軌后動(dòng)能變小，排除A、B選項(xiàng)；衛(wèi)星發(fā)射越高，需要更多能量，由能量守恒定律可知高軌道的衛(wèi)星能量大，而高軌道動(dòng)能反而小，因此高軌道勢(shì)能一定大〔當(dāng)然也可直接通過(guò)離地球越遠(yuǎn)引力勢(shì)能越大來(lái)判斷〕，D對(duì)。10.B解析：由圖可知行星的軌道半徑大周期長(zhǎng)。每過(guò)N年，該行星會(huì)運(yùn)行到日地連線的延長(zhǎng)線上，說(shuō)明從最初在日地連線的延長(zhǎng)線上開(kāi)始，每一年地球都在行星的前面比行星多轉(zhuǎn)圓周的N分之一，N年后地球轉(zhuǎn)了N圈，比行星多轉(zhuǎn)1圈，即行星轉(zhuǎn)了N-1圈，從而再次在日地連線的延長(zhǎng)線上。所以行星的周期是年，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有那么答案是B。11.AD解析：根據(jù)、，可得、，故A、D正確；登陸艙在半徑為的圓軌道上運(yùn)動(dòng)的向心加速度，此加速度與X星球外表的重力加速度并不相等，故C錯(cuò)誤；根據(jù)，得，那么，故C錯(cuò)誤。12.增大；增大解析：此題考查萬(wàn)有引力定律及人造地球衛(wèi)星。根據(jù)萬(wàn)有引力定律可知，人造地球衛(wèi)星離地球越近，受到的萬(wàn)有引力越大，故軌道半徑緩慢減小時(shí)，萬(wàn)有引力大小會(huì)增大。由GEQ\F(Mm,R2)＝meq\F(v02,R)可知，v02反比于軌道半徑R，故R緩慢減小時(shí)，衛(wèi)星的速率越來(lái)越大，故動(dòng)能將增大。13.；解析：，由得：，因而：，。14.解析：〔1〕因行星繞太陽(yáng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，于是軌道的半長(zhǎng)軸a即為軌道半徑r。根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律有Geq\F(m行M太