2022年高考2年真题试卷与1年全真模拟训练卷（新高考地区专用）
专题5 万有引力与航天
2021年高考真题试卷
1．（2021·山东高考真题试卷）从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。已知火星质量约为月球的9倍，半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球车的2倍。在着陆前，“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时，“祝融”与“玉兔”所受陆平台的作用力大小之比为（  ）
A．9∶1B．9∶2C．36∶1D．72∶1
2．（2021·浙江高考真题试卷）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2020.02-2020.08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2.0km/s
B．绕地运行速度约为8.0km/s
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
3．（2021·广东高考真题试卷）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
4．（2021·浙江高考真题试卷）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 =6.67×10-11N ・m 2/kg 2地球质量m =6.0×1024kg ，月球质量m 2=7.3×1022kg ，月地距离r 1=3.8×105km ，月球半径r 2=1.7×103km 。当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约200km 处做环月匀速圆周运动时，其环绕速度约为（  ）
A ．16m/s
B ．1.1×102m/s
C ．1.6×103m/s
D ．1.4×104m/s
5．（2021·全国高考真题试卷）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1000AU 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1AU 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 ．4410M ⨯6410M ⨯8410M ⨯10410M
⨯6．（2021·河北高考真题试卷）“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
5年高考3年模拟
D
7．（2021·全国高考真题试卷）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/s 2，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为（  ）
A ．6×105m
B ．6×106m
C ．6×107m
D ．6×108m
8．（2020·海南高考真题试卷）2020年5月5日，长征五号B 运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为T
，离地高度为h ，已知地球半径为R ，万有引力常量为G ，则（    ）
A ．试验船的运行速度为2R
T
πB C ．地球的质量为()
3
22R h GT π+D ．地球表面的重力加速度为()
2
224R h RT π+9．（2020·山东高考真题试卷）我国将在今年择机执行“天问1号”火星探测任务。质量为m 的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为t 0、速度由v 0减速到零的过程。已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g ，忽略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为（  ）
A ．
B ．
C ．
D ．000.4v m g t ⎛⎫- ⎪⎝⎭000.4+v m g t ⎛⎫ ⎪⎝⎭000.2v m g t ⎛⎫- ⎪⎝⎭000.2+v m g t ⎛⎫ ⎪⎝
⎭10．（2020·浙江高考真题试卷）如图所示，卫星a 、b 、c 沿圆形轨道绕地球运行。a 是极地轨道卫星，在地球两极上空约1000km 处运行；b 是低轨道卫星，距地球表面高度与a 相等；c 是地球同步卫星，则（    ）
A ．a 、b 的周期比c 大
B ．a 、b 的向心力一定相等
C ．a 、b 的速度大小相等
D ．a 、b 的向心加速度比c 小
11．（2021·湖南高考真题试卷）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（  ）
1
16A ．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2
1617⎛⎫ ⎪⎝⎭B ．核心舱在轨道上飞行的速度大于7.9km/s
C ．核心舱在轨道上飞行的周期小于24h
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
12．（2020·江苏高考真题试卷）甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍。下列应用公式进行的推论正确的有（  ）
A ．由
v =B ．由可知，甲的向心加速度是乙的2倍
2a r ω=C ．由可知，甲的向心力是乙的2Mm F G r =1
4
D
．由可知，甲的周期是乙的3
2r k T =2022年模拟训练
一、单选题
13．（2021·河南高三二模）牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中设想，物体抛出的速度很大时，就不会落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。如图所示，将物体从一座高山上的O 点水平抛出，抛出速度一次比一次大，落地点一次比一次远，设图中A 、B 、C 、D 、E 是从O 点以不同的速度抛出的物体所对应的运动轨道。已知B 是圆形轨道，C 、D 是椭圆轨道，在轨道E 上运动的物体将会克服地球的引力，永远地离开地球。空气阻力和地球自转的影响不计，则下列说法正确的是（  ）
A ．物体从O 点抛出后，沿轨道A 运动落到地面上，物体的运动不是平抛运动
B ．在轨道B 上运动的物体，抛出时的速度大小为11.2km/s
C ．使轨道C 、
D 上物体的运动轨道变为圆轨道，这个圆轨道可以过O 点
D ．在轨道
E 上运动的物体，抛出时的速度一定等于或大于16.7km/s
14．（2021·宁夏大学附属中学高三一模）2019年11月3日，我国首颗民用亚米级光学传输型立体测绘卫星——高分七号在太原卫星发射中心发射升空，该卫星可为我国绘出一幅误差在1米以内的立体地图。为研究方便，“高分七号”绕地球的运动可视为匀速圆周运动，设该卫星离地面的高度为，地球半径为，h R 第一宇宙速度为。则该卫星的线速度的大小为（  ）
0v
A ．
B ．
C ．
D ．v 0R
v R h ⋅+v 0R h
v R
+⋅15．（2020·广西高三一模）火箭回收是美国民营航天企业ceX 研发的新技术，降低了进入太空的成本，这给传统航天业带来颠覆性的改变。某国航天部门为了进行太空探索，计划发射火星的卫星M ，其轨道半径约为火星半径的9倍；另一火星的近地轨道卫星N 的轨道半径可以认为等于火星半径。则M 与N 的周期之比约为（  ）
A ．27∶1
B ．81∶1
C ．9∶1
D ．3∶1