專題五萬有引力與航天目錄真題考查解讀2023年真題展現(xiàn)考向一開普勒第三定律考向二萬有引力定律及其應用考向三人造衛(wèi)星宇宙速度近年真題對比考向一萬有引力定律及其應用考向二人造衛(wèi)星宇宙速度考向三衛(wèi)星的變軌命題規(guī)律解密名校模擬探源易錯易混速記【命題意圖】通過開普勒第三定律考查追及與相遇問題；通過人造天體的勻速圓周運勸考查萬有引力定律應用問題；通過我國航天航空事業(yè)的進步考查人造衛(wèi)星和宇宙速度及分析問題和解決問題的能力?！究疾橐c】考查開普勒第三定律的理解及應用，難度較??；考查萬有引力和重力的關系，并利用萬有引力求解天體的質量和密度，計算星球表面的重力加速度等問題；考查宇宙速度的理解及利用萬有引力定律提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力求解各種運動參量，如周期、線速度、角速度、半徑、高度等【課標鏈接】①開普勒第三定律的理解及應用；②萬有引力的理解及其應用；=3\*GB3③三大宇宙速度的理解應用于計算；衛(wèi)星運行參數(shù)的比較與計算；三種特殊的衛(wèi)星?？枷蛞婚_普勒第三定律1.（2023·1月浙江卷·第10題）太陽系各行星幾平在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動．當?shù)厍蚯『眠\行到某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，稱為“行星沖日”．已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如下表：行星名稱地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑1.01.55.29.51930則相鄰兩次“沖日”時間間隔約為（）A．火星365天B．火星800天C．天王星365天D．天王星800天【參考答案】B【命題意圖】本題考查開普勒定律、行星沖日及其相關知識點。【名師解析】根據開普勒第三定有，解得設相鄰兩次“沖日”時間間隔為，則，則有解得由表格中的數(shù)據可得，。選項B正確。2.（2023·湖北卷·第2題）2022年12月8日，地球恰好運行到火星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線，此現(xiàn)象被稱為“火星沖日”?；鹦呛偷厍驇缀踉谕黄矫鎯妊赝环较蚶@太陽做圓周運動，火星與地球的公轉軌道半徑之比約為，如圖所示。根據以上信息可以得出（

）

A．火星與地球繞太陽運動的周期之比約為B．當火星與地球相距最遠時，兩者的相對速度最大C．火星與地球表面的自由落體加速度大小之比約為D．下一次“火星沖日”將出現(xiàn)在2023年12月8日之前【答案】B【詳解】A．火星和地球均繞太陽運動，由于火星與地球的軌道半徑之比約為3：2，根據開普勒第三定律有，可得，故A錯誤；B．火星和地球繞太陽勻速圓周運動，速度大小均不變，當火星與地球相距最遠時，由于兩者的速度方向相反，故此時兩者相對速度最大，故B正確；C．在星球表面根據萬有引力定律有由于不知道火星和地球的質量比，故無法得出火星和地球表面的自由落體加速度，故C錯誤；D．火星和地球繞太陽勻速圓周運動，有，要發(fā)生下一次火星沖日則有，得可知下一次“火星沖日”將出現(xiàn)在2023年12月18日之后，故D錯誤。故選B?？枷蚨f有引力定律及其應用3.（2023·山東卷·第3題）牛頓認為物體落地是由于地球對物體的吸引，這種吸引力可能與天體間（如地球與月球）的引力具有相同的性質、且都滿足。已知地月之間的距離r大約是地球半徑的60倍，地球表面的重力加速度為g，根據牛頓的猜想，月球繞地球公轉的周期為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】設地球半徑為R，由題知，地球表面的重力加速度為g，則有月球繞地球公轉有r=60R聯(lián)立有故選C。4.（2023·全國乙卷·第16題）2022年10月，全球眾多天文設施觀測到迄今最亮伽馬射線暴，其中我國的“慧眼”衛(wèi)星、“極目”空間望遠鏡等裝置在該事件觀測中作出重要貢獻。由觀測結果推斷，該伽馬射線暴在1分鐘內釋放的能量量級為。假設釋放的能量來自于物質質量的減少，則每秒鐘平均減少的質量量級為（光速為）A. B. C. D.【參考答案】C【命題意圖】本題考查平拋運動及其相關知識點?！窘忸}思路】1s時間內釋放的能量為△×1046J，由質能方程可得△E=△mc2，解得△m=1029kg，C正確?！疽族e提醒】注意1分鐘釋放的能量要轉化為1s時間內釋放的能量。5.（2023·浙江卷·第9題）木星的衛(wèi)星中，木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三做圓周運動的周期之比為。木衛(wèi)三周期為T，公轉軌道半徑是月球繞地球軌道半徑r的n倍。月球繞地球公轉周期為，則（

）A．木衛(wèi)一軌道半徑為 B．木衛(wèi)二軌道半徑為C．周期T與T0之比為 D．木星質量與地球質量之比為【答案】D【詳解】根據題意可得，木衛(wèi)3的軌道半徑為AB．根據萬有引力提供向心力，可得木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三做圓周運動的周期之比為,可得木衛(wèi)一軌道半徑為木衛(wèi)二軌道半徑為，故AB錯誤；C．木衛(wèi)三圍繞的中心天體是木星，月球的圍繞的中心天體是地球，根據題意無法求出周期T與T0之比，故C錯誤；D．根據萬有引力提供向心力，分別有，聯(lián)立可得，故D正確。故選D?？枷蛉嗽煨l(wèi)星宇宙速度6.（2023·江蘇卷·第4題）設想將來發(fā)射一顆人造衛(wèi)星，能在月球繞地球運動的軌道上穩(wěn)定運行，該軌道可視為圓軌道．該衛(wèi)星與月球相比，一定相等的是（）A.質量 B.向心力大小C.向心加速度大小 D.受到地球的萬有引力大小【答案】C【解析】【詳解】根據可得因該衛(wèi)星與月球的軌道半徑相同，可知向心加速度相同；因該衛(wèi)星的質量與月球質量不同，則向心力大小以及受地球的萬有引力大小均不相同。故選C。7.（2023·海南卷·第9題）如圖所示，1、2軌道分別是天宮二號飛船在變軌前后的軌道，下列說法正確的是（）A.飛船從1軌道變到2軌道要點火加速 B.飛船在1軌道周期大于2軌道周期C.飛船在1軌道速度大于2軌道 D.飛船在1軌道加速度大于2軌道【答案】ACD【解析】【詳解】A．飛船從較低的軌道1進入較高的軌道2要進行加速做離心運動才能完成，選項A正確；BCD．根據可得可知飛船在軌道1的周期小于在軌道2的周期，在軌道1的速度大于在軌道2的速度，在軌道1的加速度大于在軌道2的加速度，故選項B錯誤，CD正確。故選ACD。8.（2023·全國新課標卷·第17題）2023年5月，世界現(xiàn)役運輸能力最大的貨運飛船天舟六號，攜帶約5800kg的物資進入距離地面約400km（小于地球同步衛(wèi)星與地面的距離）的軌道，順利對接中國空間站后近似做勻速圓周運動。對接后，這批物資（）A．質量比靜止在地面上時小 B．所受合力比靜止在地面上時小C．所受地球引力比靜止在地面上時大 D．做圓周運動的角速度大小比地球自轉角速度大【答案】D【詳解】A．物體在低速（速度遠小于光速）宏觀條件下質量保持不變，即在空間站和地面質量相同，故A錯誤；BC．設空間站離地面的高度為h，這批物質在地面上靜止合力為零，在空間站所受合力為萬有引力即在地面受地球引力為，因此有，故BC錯誤；D．物體繞地球做勻速圓周運動萬有引力提供向心力，解得這批物質在空間站內的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，因此這批物質的角速度大于同步衛(wèi)星的角速度，同步衛(wèi)星的角速度等于地球自轉的角速度，即這批物質的角速度大于地球自轉的角速度，故D正確。故選D。9.（2023·湖南卷·第4題）根據宇宙大爆炸理論，密度較大區(qū)域的物質在萬有引力作用下，不斷聚集可能形成恒星。恒星最終的歸宿與其質量有關，如果質量為太陽質量的倍將坍縮成白矮星，質量為太陽質量的倍將坍縮成中子星，質量更大的恒星將坍縮成黑洞。設恒星坍縮前后可看成質量均勻分布的球體，質量不變，體積縮小，自轉變快．不考慮恒星與其它物體的相互作用．已知逃逸速度為第一宇宙速度的倍，中子星密度大于白矮星。根據萬有引力理論，下列說法正確的是（

）A．同一恒星表面任意位置的重力加速度相同B．恒星坍縮后表面兩極處的重力加速度比坍縮前的大C．恒星坍縮前后的第一宇宙速度不變D．中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸速度【答案】B【詳解】A．恒星可看成質量均勻分布的球體，同一恒星表面任意位置物體受到的萬有引力提供重力加速度和繞恒星自轉軸轉動的向心加速度，不同位置向心加速度可能不同，故不同位置重力加速度的大小和方向可能不同，A錯誤；B．恒星兩極處自轉的向心加速度為零，萬有引力全部提供重力加速度。恒星坍縮前后可看成質量均勻分布的球體，質量不變，體積縮小，由萬有引力表達式可知，恒星表面物體受到的萬有引力變大，根據牛頓第二定律可知恒星坍縮后表面兩極處的重力加速度比坍縮前的大。B正確；C．由第一宇宙速度物理意義可得整理得恒星坍縮前后質量不變，體積縮小，故第一宇宙速度變大，C錯誤；D．由質量分布均勻球體的質量表達式得已知逃逸速度為第一宇宙速度的倍，則聯(lián)立整理得由題意可知中子星的質量和密度均大于白矮星，結合上式表達式可知中子星的逃逸速度大于白矮星的逃逸速度，D錯誤。故選B。【命題意圖】通過開普勒第三定律考查追及與相遇問題；通過人造天體的勻速圓周運勸考查萬有引力定律應用問題；通過我國航天航空事業(yè)的進步考查人造衛(wèi)星和宇宙速度及分析問題和解決問題的能力?！究疾橐c】考查開普勒第三定律的理解及應用，難度較?。豢疾槿f有引力和重力的關系，并利用萬有引力求解天體的質量和密度，計算星球表面的重力加速度等問題；考查宇宙速度的理解及利用萬有引力定律提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力求解各種運動參量，如周期、線速度、角速度、半徑、高度等【課標鏈接】①開普勒第三定律的理解及應用；②萬有引力的理解及其應用；=3\*GB3③三大宇宙速度的理解應用于計算；衛(wèi)星運行參數(shù)的比較與計算；三種特殊的衛(wèi)星。考向一萬有引力及其應用1．（2022·全國乙卷·T14）2022年3月，中國航天員翟志剛、王亞平、葉光富在離地球表面約的“天宮二號”空間站上通過天地連線，為同學們上了一堂精彩的科學課。通過直播畫面可以看到，在近地圓軌道上飛行的“天宮二號”中，航天員可以自由地漂浮，這表明他們（）A.所受地球引力的大小近似為零B.所受地球引力與飛船對其作用力兩者的合力近似為零C.所受地球引力的大小與其隨飛船運動所需向心力的大小近似相等D.在地球表面上所受引力的大小小于其隨飛船運動所需向心力的大小【答案】C【解析】ABC．航天員在空間站中所受萬有引力完全提供做圓周運動的向心力，飛船對其作用力等于零，故C正確，AB錯誤；D．根據萬有引力公式可知在地球表面上所受引力的大小大于在飛船所受的萬有引力大小，因此地球表面引力大于其隨飛船運動所需向心力的大小，故D錯誤。故選C。2.（2022·湖南卷·T8）如圖，火星與地球近似在同一平面內，繞太陽沿同一方向做勻速圓周運動，火星的軌道半徑大約是地球的倍。地球上的觀測者在大多數(shù)的時間內觀測到火星相對于恒星背景由西向東運動，稱為順行；有時觀測到火星由東向西運動，稱為逆行。當火星、地球、太陽三者在同一直線上，且太陽和火星位于地球兩側時，稱為火星沖日。忽略地球自轉，只考慮太陽對行星的引力，下列說法正確的是（）A.火星的公轉周期大約是地球的倍B.在沖日處，地球上的觀測者觀測到火星的運動為順行C.在沖日處，地球上的觀測者觀測到火星的運動為逆行D.在沖日處，火星相對于地球的速度最小【答案】CD【解析】A．由題意根據開普勒第三定律可知火星軌道半徑大約是地球軌道半徑的倍，則可得故A錯誤；BC．根據可得由于火星軌道半徑大于地球軌道半徑，故火星運行線速度小于地球運行線速度，所以在沖日處火星相對于地球由東向西運動，為逆行，故B錯誤，C正確；D．由于火星和地球運動的線速度大小不變，在沖日處火星和地球速度方向相同，故相對速度最小，故D正確。故選CD?？枷蚨嗽煨l(wèi)星宇宙速度3．(2022·湖北·T2)2022年5月，我國成功完成了天舟四號貨運飛船與空間站的對接，形成的組合體在地球引力作用下繞地球做圓周運動，周期約90分鐘。下列說法正確的是（）A.組合體中的貨物處于超重狀態(tài)B.組合體的速度大小略大于第一宇宙速度C.組合體的角速度大小比地球同步衛(wèi)星的大D.組合體的加速度大小比地球同步衛(wèi)星的小【答案】C【解析】【詳解】A．組合體在天上只受萬有引力的作用，則組合體中的貨物處于失重狀態(tài)，A錯誤；B．由題知組合體在地球引力作用下繞地球做圓周運動，而第一宇宙速度為最大的環(huán)繞速度，則組合體的速度大小不可能大于第一宇宙速度，B錯誤；C．已知同步衛(wèi)星的周期為24h，則根據角速度和周期的關系有由于T同>T組合體，則組合體的角速度大小比地球同步衛(wèi)星的大，C正確；D．由題知組合體在地球引力作用下繞地球做圓周運動，有整理有由于T同>T組合體，則r同>r組合體，且同步衛(wèi)星和組合體在天上有則有a同<a組合體D錯誤。故選C。4.（2022·山東卷·T6）“羲和號”是我國首顆太陽探測科學技術試驗衛(wèi)星。如圖所示，該衛(wèi)星圍繞地球的運動視為勻速圓周運動，軌道平面與赤道平面接近垂直。衛(wèi)星每天在相同時刻，沿相同方向經過地球表面A點正上方，恰好繞地球運行n圈。已知地球半徑為地軸R，自轉周期為T，地球表面重力加速度為g，則“羲和號”衛(wèi)星軌道距地面高度為（）A. B.C. D.【答案】C【解析】地球表面的重力加速度為g，根據牛頓第二定律得解得根據題意可知，衛(wèi)星的運行周期為根據牛頓第二定律，萬有引力提供衛(wèi)星運動的向心力，則有聯(lián)立解得，故選C。5.（2022·廣東卷·T2）“祝融號”火星車需要“休眠”以度過火星寒冷的冬季。假設火星和地球的冬季是各自公轉周期的四分之一，且火星的冬季時長約為地球的倍。火星和地球繞太陽的公轉均可視為勻速圓周運動。下列關于火星、地球公轉的說法正確的是（）A.火星公轉的線速度比地球的大 B.火星公轉的角速度比地球的大C.火星公轉的半徑比地球的小 D.火星公轉的加速度比地球的小【答案】D【解析】由題意可知，火星的公轉周期大于地球的公轉周期C．根據可得可知火星的公轉半徑大于地球的公轉半徑，故C錯誤；A．根據可得結合C選項，可知火星的公轉線速度小于地球的公轉線速度，故A錯誤；B．根據可知火星公轉的角速度小于地球公轉的角速度，故B錯誤；D．根據可得可知火星公轉的加速度小于地球公轉的加速度，故D正確。故選D6.（2022·浙江6月卷·T6）神州十三號飛船采用“快速返回技術”，在近地軌道上，返回艙脫離天和核心艙，在圓軌道環(huán)繞并擇機返回地面。則（）A.天和核心艙所處的圓軌道距地面高度越高，環(huán)繞速度越大B.返回艙中的宇航員處于失重狀態(tài)，不受地球的引力C.質量不同的返回艙與天和核心艙可以在同一軌道運行D.返回艙穿越大氣層返回地面過程中，機械能守恒【答案】C【解析】AC．根據可得可知圓軌道距地面高度越高，環(huán)繞速度越?。欢灰俣认嗤司涂梢栽谕卉壍肋\行，與返回艙和天和核心艙的質量無關，故A錯誤，C正確；B．返回艙中的宇航員處于失重狀態(tài)，仍然受到地球引力作用，地球的引力提供宇航員繞地球運動的向心力，故B錯誤；D．返回艙穿越大氣層返回地面過程中，有阻力做功產生熱量，機械能減小，故D錯誤。故選C。考向三衛(wèi)星的變軌71.（2022·浙江1月高考試題·T8）“天問一號”從地球發(fā)射后，在如圖甲所示的P點沿地火轉移軌道到Q點，再依次進入如圖乙所示的調相軌道和停泊軌道，則天問一號（）A.發(fā)射速度介于與之間B.從P點轉移到Q點的時間小于6個月C.在環(huán)繞火星的停泊軌道運行的周期比在調相軌道上小D.在地火轉移軌道運動時的速度均大于地球繞太陽的速度【答案】C【解析】因發(fā)射的衛(wèi)星要能變軌到繞太陽轉動，則發(fā)射速度要大于第二宇宙速度，即發(fā)射速度介于與之間，故A錯誤；因P點轉移到Q點的轉移軌道的半長軸大于地球公轉軌道半徑，則其周期大于地球公轉周期（1年共12個月），則從P點轉移到Q點的時間為軌道周期的一半時間應大于6個月，故B錯誤；因在環(huán)繞火星的停泊軌道的半長軸小于調相軌道的半長軸，則由開普勒第三定律可知在環(huán)繞火星的停泊軌道運行的周期比在調相軌道上小，故C正確；衛(wèi)星從P點變軌時，要加速增大速度，此后做離心運動速度減小，則在地火轉移軌道運動時的速度P點速度大于地球繞太陽的速度，故D錯誤。分析近三年的高考試題，在近幾年的高考題中，主要考察概念和理解，利用萬有引力計算天體的密度和質量、周期、加速度等量。人造衛(wèi)星和宇宙速度問題在高考中出現(xiàn)的頻率之大，絕大多數(shù)高考連續(xù)3年均出現(xiàn)，要求2024年考生重點掌握萬有引力的應用和人造衛(wèi)星知識，特別是以我國航空航天技術的發(fā)展成果為背景，以中心天體為模型，考查地球人造衛(wèi)星的各種運動參量的求解問題，以地球為模型，推廣到太陽系的其他天體中求解其他行星的各種運動參量問題要特別關注。。1．（2023·廣東·模擬預測）2023年春節(jié)黃金檔期中我國科幻電影《流浪地球2》再獲口碑、票房雙豐收，極具科幻特色的“太空電梯”設定吸引了眾多科幻愛好者研究的興趣。太空電梯是從地面基座連接距離地球表面約36000km靜止軌道空間站的直立式電梯，若地球的半徑近似為6400km，下列關于太空電梯設定的說法，正確的是（）A．電梯軌道基座能建設在廣州市B．若發(fā)生意外，斷裂在太空里的電梯部件將不會掉落到地球上C．若電梯臨時停在距離地表為18000km的高空，其重力加速度只有地球表面的D．登上靜止軌道空間站的宇航員受到的萬有引力約為地面的【答案】D【詳解】A．由于要與同步軌道的空間站進行連接，故太空電梯應該建立在同步衛(wèi)星軌道所在的平面內，即赤道上，故A錯誤；B．太空電梯的設定實際為建于地球之上，由大型基座、牽引鋼纜等組建連接于同步軌道的垂直電梯，實際是地表建筑物，跟隨地球自轉且具有相同的角速度，故其自轉的角速度，線速度明顯小于第一宇宙速度，故除靜止軌道外的部分斷裂皆因其受到的萬有引力大于向心力，均會掉落，電影內也有這一情節(jié)，故B錯誤；C．距離地表18000km的高空處，距離地心距離約為，約為地球半徑的倍，根據萬有引力定律，其重力加速度約為地球表面的，故C錯誤；D．靜止軌道為地球表面高36000km處，該處到地心距離為42400km，約為地球半徑的倍，根據，引力約為地球表面的，故D正確。故選D。2．（2023·河南·校聯(lián)考模擬預測）運行在星際間的流星體（通常包括宇宙塵粒和固體塊等空間物質），在接近地球時由于受到地球引力的攝動而被地球吸引，從而進入大氣層，并與大氣摩擦燃燒產生光跡。夜空中的流星非常美麗，人們常賦予它美好的意義，認為看到流星并對它進行許愿就能實現(xiàn)心愿。若某流星距離地面高度為一個地球半徑，地球北極的重力加速度為g，則流星的加速度為（

）

A． B． C． D．【答案】B【詳解】設地球的質量為M，萬有引力常量為G，由于地球北極的重力加速度為g，所以，解得若流星的質量為，則流星受到的萬有引力由牛頓第二定律得解得流星的加速度故選B。3．（2023·山東煙臺·統(tǒng)考二模）2021年5月15日，天問一號在火星上著陸，首次留下中國印跡，人類探索火星已不再是幻想。已知火星的質量約為地球的，半徑約為地球的，自轉周期為（與地球自轉周期幾乎相同）。地球表面的重力加速度大小為，地球的半徑為。若未來在火星上發(fā)射一顆火星的同步衛(wèi)星，則該同步衛(wèi)星離火星表面的高度為（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】根據題意，由萬有引力等于重力有解得火星表面的重力加速度為由萬有引力提供向心力有解得故選A。4．（2023·遼寧沈陽·沈陽二中校考模擬預測）我國計劃在年發(fā)射“嫦娥六號”，它是嫦娥探月工程計劃中嫦娥系列的第六顆人造探月衛(wèi)星，主要任務是更深層次、更加全面的科學探測月球地理、資源等方面的信息，進一步完善月球檔案資料。已知月球的半徑為，月球表面的重力加速度為，引力常量為，嫦娥六號的質量為，離月球中心的距離為。根據以上信息可求出（）A．月球的第一宇宙速度為B．“嫦娥六號”繞月運行的動能為C．月球的平均密度為D．“嫦娥六號”繞月運行的周期為【答案】B【詳解】A．地球表面，忽略自轉有，解得根據萬有引力提供向心力，有可得月球的第一宇宙速度為，故A錯誤；B．“嫦娥六號”繞月運行時根據萬有引力提供向心力，有解得“嫦娥六號”繞月運行的動能為，故B正確；C．月球的質量為，月球的平均密度為，故C錯誤；D．“嫦娥六號”繞月運行時根據萬有引力提供向心力，有“嫦娥六號”繞月運行的周期為，故D錯誤。故選B。5.（2023·廣東汕頭·統(tǒng)考三模）2023年4月11日至12日，“夸父一號”衛(wèi)星觀測數(shù)據向國內外試開放，這有助于國內外太陽物理學家廣泛使用“夸父一號”衛(wèi)星觀測數(shù)據開展太陽物理前沿研究。如圖所示，該衛(wèi)星是我國2022年10月發(fā)射升空的，它繞地球的運動可看成勻速圓周運動，距離地球表面約720千米，運行周期約99分鐘，下列說法正確的是（）

A．“夸父一號”有可能靜止在汕頭市的正上方B．若已知萬有引力常量，利用題中數(shù)據可以估算出太陽的質量C．“夸父一號”的發(fā)射速度大于第二宇宙速度D．“夸父一號”的角速度大于地球自轉的角速度【答案】D【詳解】A．“夸父一號”的運行周期約99分鐘，與地球自轉周期不相等，則“夸父一號”不可能靜止在汕頭市的正上方，故A錯誤；B．行星繞太陽轉動，由太陽萬有引力提供向心力，則有可得要估算太陽的質量，除了知道萬有引力常量，還需要知道行星繞太陽做圓周運動的周期和軌道半徑，故B錯誤；C．“夸父一號”的發(fā)射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故C錯誤；D．“夸父一號”的運行周期約99分鐘，可知“夸父一號”的運行周期小于地球自轉周期，根據，可知“夸父一號”的角速度大于地球自轉的角速度，故D正確。故選D。6．（2023·廣東佛山·統(tǒng)考模擬預測）科幻電影《流浪地球2》中的“太空電梯”給觀眾帶來了強烈的視覺沖擊，標志我國科幻電影工業(yè)能力的進步。如圖所示，“太空電梯”由地面基站、纜繩、箱體、同步軌道上的空間站、配重組成，纜繩相對地面靜止，箱體可以沿纜繩將人和貨物從地面運送到空間站。下列說法正確的是（）

A．地面基站可以選址建在佛山B．箱體在上升過程中受到地球的引力越來越小C．配重的線速度小于同步空間站的線速度D．若同步空間站和配重間的繩斷開，配重將靠近地球【答案】B【詳解】A．根據題意可知，纜繩相對地面靜止，則整個同步軌道一定在赤道正上方，所以地面基站不可能選址建在佛山，故A錯誤；B．箱體在上升過程中受到地球的引力為萬有引力隨著箱體與地球距離的增加而減小，故B正確；C．根據“太空電梯”結構，由公式可知，配重和同步空間站的角速度相同，空間站的環(huán)繞半徑小于配重的環(huán)繞半徑，所以配重的線速度大于同步空間站的線速度，故C錯誤；D．根據題意可知，配重在萬有引力和纜繩拉力合力作用下做圓周運動，若同步空間站和配重間的繩斷開，拉力消失，配重與地球之間的萬有引力小于配重做圓周運動的向心力，配重會做離心運動，故D錯誤。故選B。7．（多選）（2023·重慶·統(tǒng)考模擬預測）嫦娥工程分為三期，簡稱“繞、落、回”三步走。嫦娥探測器在歷經主動減速、快速調整、懸停避障、緩速下降等階段后，著陸器、上升器組合體最后穩(wěn)穩(wěn)地落于月面。如圖所示為我國嫦娥工程第二階段的登月探測器“嫦娥三號”衛(wèi)星的飛行軌道示意圖。則（）A．登月探測器在環(huán)月軌道2（橢圓軌道）上繞行時P點處速度最大B．登月探測器在環(huán)月軌道1（圓軌道）的速度比月球上的第一宇宙速度小C．登月探測器在接近月面過程需向后噴火以減速，該過程機械能減少D．登月探測器在環(huán)月軌道1上P點的速度大于環(huán)月軌道2上在P點的速度【答案】BD【詳解】A．登月探測器在環(huán)月軌道2（橢圓軌道）上繞行時最遠處P點速度最小，故A錯誤；B．月球上的第一宇宙速度是圍繞月亮運行衛(wèi)星的最大運行速度，所以登月探測器在環(huán)月軌道1（圓軌道）的速度比月球上的第一宇宙速度小，故B正確；C．登月探測器在接近月面過程需向前噴火以減速，該過程機械能減小，故C錯誤；D．登月探測器在環(huán)月軌道1上變到更高的環(huán)月軌道2上，需要點火加速，故登月探測器在環(huán)月軌道1上P點的速度大于環(huán)月軌道2上在P點的速度，故D正確。故選BD。8．（多選）（2023·江西上饒·統(tǒng)考二模）2023年2月24日是俄烏沖突爆發(fā)一周年紀念日，俄烏沖突是俄羅斯與烏克蘭及其背后的西方雙方陣營在多個領域開展的綜合博弈，其中，低軌道衛(wèi)星更是體現(xiàn)出重要的軍事應用價值。如圖所示，衛(wèi)星A是一顆低軌道衛(wèi)星，衛(wèi)星B是地球同步衛(wèi)星，若它們均可視為繞地球做勻速圓周運動，衛(wèi)星P是地球赤道上還未發(fā)射的衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星A的運行周期可能為B．衛(wèi)星B在內轉過的圓心角是C．衛(wèi)星B在運行一周時間內經過上饒市的正上方一次D．衛(wèi)星B的向心加速度大于衛(wèi)星P隨地球自轉的向心加速度【答案】BD【詳解】A．根據開普勒第三定律，衛(wèi)星A的軌道半徑小于同步衛(wèi)星B的軌道半徑，可知衛(wèi)星A的運行周期小于24h，不可能為，選項A錯誤；B．衛(wèi)星B的周期為24h，則在內轉過的圓心角是，選項B正確；C．同步衛(wèi)星B只能定點在赤道上空，不可能經過上饒市的正上方，選項C錯誤；D．衛(wèi)星B的角速度等于未發(fā)射的衛(wèi)星P得角速度，根據a=ω2r可知，衛(wèi)星B的向心加速度大于衛(wèi)星P隨地球自轉的向心加速度，選項D正確。故選BD。9．（2023·北京·模擬預測）我國的航空航天事業(yè)取得了巨大成就。根據新聞報道2025年前后，我國將發(fā)射了“嫦娥六號”探月衛(wèi)星。假設“嫦娥六號”的質量為，它將繞月球做勻速圓周運動時距月球表面的距離為h。已知引力常量G、月球質量M、月球半徑R。求：（1）求月球表面的重力加速度g；（2）“嫦娥六號”繞月球做勻速圓周運動的周期T；（3）求月球的第一宇宙速度v。【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】（1）月球表面，根據萬有引力等于重力解得，月球表面的重力加速度（2）“嫦娥六號”繞月球做勻速圓周運動，由萬有引力提供向心力得，解得（3）在月球表面環(huán)繞月球做勻速圓周的速度為月球第一宇宙速度，由萬有引力提供向心力得，解得10.（2023·安徽亳州·蒙城第一中學?？既＃┤鐖D所示，“天問一號”探測器成功進入環(huán)繞火星橢圓軌道，在橢圓軌道的近火點P（接近火星表面）制動后順利進入近火圓軌道，Q點為近火軌道上的另一點，M點是橢圓軌道的遠火點，橢圓軌道的半長軸等于圓形軌道的直徑，下列說法正確的是（）

A．探測器在M點的速度大于在Q點的速度B．探測器在Q點與橢圓軌道上的P點的加速度相同C．探測器在橢圓軌道與圓軌道上的周期之比為8：1D．探測器在橢圓軌道上P點與M點的速度之比為3：1【答案】D【詳解】A．假設探測器以半徑為橢圓軌道的半長軸做勻速圓周運動，在經M點時的速度要大于在橢圓軌道上經M點時的速度，由，可知探測器在近火圓軌道Q點的速度要大于在圓軌道上M點的速度，因此探測器在橢圓軌道M點的速度小于在Q點的速度，故A錯誤；B．由萬有引力和牛頓第二定律知，解得可知探測器在Q點與橢圓軌道上的P點的加速度大小相等，方向不同，故B錯誤；C．由題意可知橢圓的半長軸為，根據開普勒第三定律可得，則有，故C錯誤；D．設探測器在橢圓軌道上P點速度為vP，在M點的速度為vM，設火星的半徑為R，根據開普勒第二定律可得，解得，故D正確。故選D。11．（2023·廣東·廣州市第二中學校聯(lián)考三模）天問一號火星探測器搭乘長征五號遙四運載火箭成功發(fā)射意味著中國航天開啟了走向深空的新旅程。由著陸巡視器和環(huán)繞器組成的天問一號經過如圖所示的發(fā)射、地火轉移、火星捕獲、火星停泊和離軌著陸等階段，其中的著陸巡視器于2021年5月15日著陸火星，則（

）

A．天問一號發(fā)射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度B．天問一號在“火星捕獲段”運行的周期小于它在“火星停泊段”運行的周期C．天問一號從圖示“火星捕獲段”需在合適位置減速才能運動到“火星停泊段”D．著陸巡視器從圖示“離軌著陸段”至著陸到火星表面的全過程中，機械能守恒【答案】C【詳解】A．天問一號要到達火星，需要脫離地球的引力束縛，發(fā)射速度大于第二宇宙速度，故A錯誤；B．根據開普勒第三定律，在“火星捕獲段”運行的半徑大，故天問一號在“火星捕獲段”運行的周期大于它在“火星停泊段”運行的周期，故B錯誤；C．天問一號從圖示“火星捕獲段”需在近地點減速才能運動到“火星停泊段”，故C正確；D．著陸巡視器從圖示“離軌著陸段”至著陸到火星表面的全過程中，重力勢能減小，動能減小，機械能不守恒，故D錯誤。故選C。12．（2023·江蘇·模擬預測）宇宙中存在一些離其他恒星較遠的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用，三星質量也相同?，F(xiàn)已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星做圓周運動，如圖甲所示；另一種是三顆星位于等邊三角形的三個頂點上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運行，如圖乙所示。設兩種系統(tǒng)中三個星體的質量均為m，且兩種系統(tǒng)中各星間的距離已在圖中標出，引力常量為G，則下列說法中正確的是（）A．直線形三星系統(tǒng)中星體做圓周運動的線速度大小為B．直線形三星系統(tǒng)中星體做圓周運動的周期為C．三角形三星系統(tǒng)中每顆星做圓周運動的角速度為D．三角形三星系統(tǒng)中每顆星做圓周運動的加速度大小為【答案】D【詳解】A．直線三星系統(tǒng)中星體做圓周運動，萬有引力做向心力；根據星體受到另兩個星體的引力作用可得星體做圓周運動的線速度大小為，故A錯誤；B．直線三星系統(tǒng)中星體做圓周運動，萬有引力做向心力；根據星體受到另兩個星體的引力作用可得解得星體做圓周運動的周期為，故B錯誤；C．根據幾何關系可得：三角形三星系統(tǒng)中星體受另外兩個星體的引力作用，圓周運動的軌道半徑為由萬有引力提供向心力得解得三角形三星系統(tǒng)中每顆星做圓周運動的角速度為，故C錯誤；D．三角形三星系統(tǒng)中每顆星做圓周運動的加速度大小為，故D正確。故選D。13．（2023·福建廈門·統(tǒng)考二模）我國天文學家通過“天眼”在武仙座球狀星團中發(fā)現(xiàn)一個由白矮星P、脈沖星Q組成的雙星系統(tǒng)．如圖所示，P、Q繞兩者連線上的O點做勻速圓周運動，忽略其他