专题05 万有引力-5年（2020-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（山东专用）（解析版）.docx

2020-2024年五年高考真题分类汇编

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专题05万有引力

考点

五年考情（2020-2024）

命题趋势

备考策略

考点1开普勒定律万有引力定律及其应用（5年2考）

2024·山东卷·T5

2023·山东卷·T3

以我国航空航天技术的发展成果为背景，以中心天体为模型，具体考查开普勒行星运动定律、重力与万有引力的关系、求中心天体的质量和密度、第一宇审速度、卫星运行中的各种运动参量与卫星轨道半径的关系、卫星变轨时各参量的变化规律等热点问题。

在天体运动复习过程中要特别注意培养学生构建模型、科学推理与科学论证的素养，培养学生的运算能力和估算能力。掌握用比例法分析问题的技巧。练习过程中要多关注航空航天的新进展，因为新信息常常被作为命题的背景。

考点2人造卫星宇宙速度（5年3考）

2022·山东卷·T6

2021·山东卷·T5

2020·山东卷·T7

考点01开普勒定律万有引力定律及其应用

1、（2024·山东卷·T5）“鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球同步卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为（）

A. B. C. D.

【答案】D

【解析】

“鹊桥二号”中继星在24小时椭圆轨道运行时，根据开普勒第三定律

同理，对地球的同步卫星根据开普勒第三定律

又开普勒常量与中心天体的质量成正比，所以

联立可得

故选D。

2、（2023·山东卷·T3）牛顿认为物体落地是由于地球对物体的吸引，这种吸引力可能与天体间（如地球与月球）的引力具有相同的性质、且都满足。已知地月之间的距离r大约是地球半径的60倍，地球表面的重力加速度为g，根据牛顿的猜想，月球绕地球公转的周期为（）

A. B. C. D.

【答案】C

【解析】

设地球半径为R，由题知，地球表面的重力加速度为g，则有

月球绕地球公转有

r=60R

联立有

故选C。

考点02人造卫星宇宙速度

3、（2022·山东卷·T6）“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

【解析】

地球表面的重力加速度为g，根据牛顿第二定律得

解得

根据题意可知，卫星的运行周期为

根据牛顿第二定律，万有引力提供卫星运动的向心力，则有

联立解得

故选C。

3、（2021·山东卷·T5）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∶1 B.9∶2 C.36∶1 D.72∶1

【答案】B

【解析】

悬停时所受平台的作用力等于万有引力，根据

可得

故选B。

4、（2020·山东卷·T7）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t0、速度由v0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.

【答案】B

【解析】

忽略星球的自转，万有引力等于重力

则

解得

着陆器做匀减速直线运动，根据运动学公式可知

解得

匀减速过程，根据牛顿第二定律得

解得着陆器受到的制动力大小为

ACD错误，B正确。

故选B。

一、单选题

1．（2024·山东烟台·三模）北京时间2024年1月5日19时20分，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭，成功将天目一号气象星座15-18星（以下简称天目星）发射升空，天目星顺利进入预定轨道，至此天目一号气象星座阶段组网完毕。天目星的发射变轨过程可简化为如图所示，先将天目星发射到距地面高度为h1的圆形轨道I上，在天目星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道II，最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将天目星送入距地面高度为h2的圆形轨道III上，设地球半径为R，地球表面重力加速度为g，则天目星沿椭圆轨道从A点运动到B点的时间为（????）

A． B．

C． D．

【答案】B

【详析】根据万有引力与重力的关系

在圆形轨道I上，根据万有引力提供向心力

椭圆轨道II的半长轴为