高中物理 近年万有引力与航天高考物理真题选编.pdfVIP

一、单选题

1．（2023·浙江选考）太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆

周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的

现象，称为“行星冲日”，已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表：

行星名称地球火星木星土星天王星海王星

轨道半径1.01.55.29.51930

则相邻两次“冲日”时间间隔约为（）

A．火星365天

B．火星800天

C．天王星365天

D．天王星800天

解析：冲日由题意可知即为地球和行星某时距离最近。相邻两次“冲日”时间间

隔即为经过多少时间行星和地球再次相距最近。知道半径之比，利用开普勒第三

定律即可求得行星周期之比，由开普勒第三定律可得，

，再次相距最近，快的比慢的多跑了一圈即弧度，

设冲日时间间隔为t，则。解得，代入表

格数据可得。故选B。

2．（2023·浙江高考）“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接

后，在轨运行如图所示，则（）

A．选地球为参考系，“天和”是静止的

B．选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的

C．选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的

D．选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的

解析：AB．“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨绕地

球做圆周运动，选地球为参考系，二者都是运动的，AB错误；

CD．“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，二者相对静止，

C正确，D错误。故选C。

3．（2022·浙江高考）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

解析：AC．根据

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，

C正确；

B．返回舱中的宇航员处于失重状态，仍然受到地球引力作用，地球的引力提供

宇航员绕地球运动的向心力，故B错误；

D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，有阻力做功产生热量，机械能减小，故

D错误。故选C。

4．（2022·福建高考）2021年美国“星链”卫星曾近距离接近我国运行在距地

近圆轨道上的天宫空间站。为避免发生危险，天宫空间站实施了发动机点火

变轨的紧急避碰措施。已知质量为m的物体从距地心r处运动到无穷远处克服地

球引力所做的功为，式中M为地球质量，G为引力常量；现将空间站的质量

记为，变轨前后稳定运行的轨道半径分别记为、，如图所示。空间

站紧急避碰过程发动机做的功至少为（）

A．

B．

C．

D．

解析：空间站紧急避碰的过程可简化为加速、变轨、再加速的三个阶段；空间站

从轨道变轨到过程，根据动能定理有

依题意可得引力做功

万有引力提供在圆形轨道上做匀速圆周运动的向心力，由牛顿第二定律有

求得空间站在轨道上运动的动能为

动能的变化

解得

故选A。

5．（2022·广东高考）“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。

假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球

的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、

地球公转的说法正确的是（）

A．火星公转的线速度比地球的大

B．火星公转的角速度比地球的大

C．火星公转的半径比地球的小

D．火星公转的加速度比地球的小

解析：由题意可知，火星的公转周期大于地球的公转周期

C．根据可得

可知火星的公转半径大于地球的公转半径，故C错误；

A．根据可得

结合C选项，可知火星的公转线速度小于地球的公转线速度，故A错误；