1、第六章 高考真题集训 点击进入Word文稿 一、选择题1(2019全国卷)2019 年 1 月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆。在探测器“奔向”月球的过程中，用 h 表示探测器与地球表面的距离，F 表示它所受的地球引力，能够描述 F 随 h 变化关系的图象是()答案 D答案 解析 由万有引力公式 FG MmRh2可知，探测器与地球表面距离 h 越大，F 越小，排除 B、C；而 F 与 h 不是一次函数关系，排除 A。故选 D。解析 2(2019北京高考)2019 年 5 月 17 日，我国成功发射第 45 颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)。该卫星()A入轨后可以位
2、于北京正上方B入轨后的速度大于第一宇宙速度C发射速度大于第二宇宙速度D若发射到近地圆轨道所需能量较少答案 D答案 解析 同步卫星只能位于赤道正上方，A 错误；由GMmr2mv2r 知，卫星的轨道半径越大，环绕速度越小，因此入轨后的速度小于第一宇宙速度(近地卫星的速度)，B 错误；同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度、小于第二宇宙速度，C 错误；若该卫星发射到近地圆轨道，所需发射速度较小，所需能量较少，D 正确。解析 3(2019天津高考)2018 年 12 月 8 日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”。已知
3、月球的质量为 M、半径为 R，探测器的质量为 m，引力常量为 G，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为 r 的匀速圆周运动时，探测器的()A周期为42r3GMB动能为GMm2RC角速度为Gmr3D向心加速度为GMR2答案 A答案 解析 探测器绕月球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，对探测器，由牛顿第二定律得，GMmr2 m2T2r，解得周期 T42r3GM，A 正确；由 GMmr2 mv2r 知，动能 Ek12mv2GMm2r，B 错误；由 GMmr2 mr2得，角速度 GMr3，C 错误；由 GMmr2 ma 得，向心加速度 aGMr2，D 错误。解析 4(2019江苏高考)1970 年成功发
4、射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为 v1、v2，近地点到地心的距离为 r，地球质量为M，引力常量为 G。则()Av1v2，v1GMrBv1v2，v1 GMrCv1v2，v1GMrDv1 GMr解析 卫星绕地球运动，由开普勒第二定律知，近地点的速度大于远地点的速度，即 v1v2。若卫星以近地点到地心的距离 r 为半径做圆周运动，则有GMmr2mv2近r，得运行速度 v 近GMr，由于卫星沿椭圆轨道运动，则v1v 近，即 v1 GMr，B 正确。解析 答案 B答案 5(2018江苏高考)我国高分系列卫星的高分辨
5、对地观察能力不断提高。今年 5 月 9 日发射的“高分五号”轨道高度约为 705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为 36000 km，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是()A周期B角速度C线速度D向心加速度答案 A答案 解析 设地球质量为 M，人造卫星质量为 m，人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力有 GMmr2 mv2r m2rm2T2rma，得 vGMr，GMr3，T2 r3GM，aGMr2，因为与“高分四号”相比，“高分五号”的轨道半径较小，所以“高分五号”的 T 较小，a、v 较大，A 正确，B、C、D 错误。解析
6、6(2018全国卷)为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的 16 倍；另一地球卫星 Q 的轨道半径约为地球半径的 4 倍。P 与 Q 的周期之比约为()A21B41 C81D161解析 设地球半径为 R，根据题述，地球卫星 P 的轨道半径为 RP16R，地球卫星 Q 的轨道半径为 RQ4R，根据开普勒第三定律，T2PT2QR3PR3Q64，所以 P 与 Q 的周期之比为 TPTQ81，C 正确。解析 答案 C答案 7(2018全国卷)2018 年 2 月，我国 500 m 口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J03180253”，其自转周期 T5.19 ms
7、，假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为 6.671011 Nm2/kg2。以周期 T 稳定自转的星体的密度最小值约为()A5109 kg/m3B51012 kg/m3C51015 kg/m3D51018 kg/m3答案 C答案 解析 设脉冲星质量为 M，半径为 R，体积为 V，密度为，星体表面一物块质量为 m，根据天体运动规律知：GMmR2 m2T2R，MV M43R3，代入可得：3GT251015 kg/m3，故 C 正确。解析 8(2018北京高考)若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径 60 倍的情况下，需要验证()A地
8、球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 1602B月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 1602C自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的16D苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 160答案 B答案 解析 设月球质量为 M 月，地球质量为 M，地球半径为 r，苹果质量为m，则月球受到地球的万有引力为 F 月GMM月60r2，苹果受到地球的万有引力为FGMmr2，由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故两力的关系无法确定，故 A 错误；根据牛顿第二定律 GMM月60r2M 月a 月，GMmr2 ma，整理可以得到 a 月 1602a，故 B 正确；在月球表面处 GM月mr2月mg 月，由
9、于月球本身的半径和质量未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，也无法求出苹果在月球表面受到的引力与在地球表面受到的引力之间的关系，故 C、D 错误。解析 9(2018天津高考)(多选)2018 年 2 月 2 日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看做是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的()A密度B向心力的大小C离地高度D线速度的大小答案 CD答案 解析 根据题意，已知卫
10、星运动的周期 T，地球的半径 R，地球表面的重力加速度 g，卫星受到的万有引力充当向心力，故有 GMmr2 m42T2 r，等式两边卫星的质量被抵消，则不能计算卫星的密度，更不能计算卫星的向心力大小，A、B 错误；由 GMmr2 m42T2 r，解得 r3 GMT242，而 rRh，GMgR2，故可计算卫星距离地球表面的高度，C 正确；根据公式 v2rT，轨道半径可以求出，周期已知，故可以计算出卫星绕地球运动的线速度，D 正确。解析 10(2018全国卷)(多选)2017 年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约 100 s时，它们相距约
11、400 km，绕二者连线上的某点每秒转动 12 圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星()A质量之积B质量之和C速率之和D各自的自转角速度答案 BC答案 解析 依题意已知两颗中子星的周期 T、距离 L，各自的自转角速度不可求，D 错误；对 m1：Gm1m2L2 m12r1，对 m2：Gm1m2L2 m22r2，已知几何关系：r1r2L，2T，联立以上各式可解得：r1m2m1m2L，r2m1m1m2L，m1m242L3GT2，B 正确；速率之和 v1v2r1r2(r1r2)2LT，C 正确；质量之积 m1m22L2r2
12、G2L2r1G2LT4G2 r1r2，r1r2 不可求，故 m1m2不可求，A 错误。解析 11(2017北京高考)利用引力常量 G 和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是()A地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离答案 D答案 解析 在地球表面附近，在不考虑地球自转的情况下，物体所受重力等于地球对物体的万有引力，有 GMmR2 mg，可得 MgR2G，A 项能求出地球质量。根据万有引力提供卫星、月球、地球做圆周运动的向心力，由 GMmR2 mv2
13、R，vT2R，解得 Mv3T2G，B 项能求出地球质量；由 GMm月r2 m 月2T月2r，解得 M42r3GT2月，C 项能求出地球质量；由 GM日Mr2地 M2T地2r 地，会消去两边的 M，故 D 项不能求出地球质量。故选 D。解析 12(2017全国卷)2017 年 4 月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的()A周期变大B速率变大C动能变大D向心加速度变大答案 C答案 解析 根据万有引力提供向心力有GMmr2m2T2rmv2r ma，可得周期T42r3
14、GM，速率 vGMr，向心加速度 aGMr2，对接前后，轨道半径不变，则周期、速率、向心加速度均不变，质量变大，则动能变大，C 正确，A、B、D 错误。解析 13(2017江苏高考)(多选)“天舟一号”货运飞船于 2017 年 4 月 20 日在文昌航天发射中心成功发射升空。与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距地面约 380 km 的圆轨道上飞行，则其()A角速度小于地球自转角速度B线速度小于第一宇宙速度C周期小于地球自转周期D向心加速度小于地面的重力加速度答案 BCD答案 解析 根据 GMmr2 m2r 知，“天舟一号”的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则“天舟一号”的角速度大于
15、同步卫星的角速度，而同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，所以“天舟一号”的角速度大于地球自转的角速度，周期小于地球自转的周期，A 错误，C 正确；第一宇宙速度为最大环绕速度，所以“天舟一号”的线速度小于第一宇宙速度，B 正确；地面重力加速度为 gGMR2，而“天舟一号”的向心加速度 aGMr2，小于地面的重力加速度 g，D 正确。解析 14(2016全国卷)关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是()A开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D开普勒总结出了行星运动的规
16、律，发现了万有引力定律答案 B答案 解析 开普勒行星运动定律是开普勒在天文观测数据的基础上总结的，选项 A 错误，B 正确；牛顿找到了行星运动规律的原因，发现了万有引力定律，选项 C、D 错误。解析 15(2016全国卷)利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯。目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的 6.6 倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为()A1 hB4 h C8 hD16 h答案 B答案 解析 根据题意，地球自转周期变小时，同步卫星周期变小，轨道半径变小，卫星之间连线对地球的张角为 60且在如图
17、所示的位置时，能实现题目中目的的同时保证地球自转周期最小。根据 sin30Rr，可得 r2R，根据开普勒第三定律r3T2k，地球自转周期变化前同步卫星的周期 T124 h，半径r16.6R，故2R3T2 6.6R324 h2，解得周期约为 4 h，选项 B 正确。解析 16(2015四川高考)登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于 2020 年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比()行星半径/m质量/kg轨道半径/m地球6.41066.010241.51011火星3.41066.410232.31011A火星的公转周期较小B火
18、星做圆周运动的加速度较小C火星表面的重力加速度较大 D火星的第一宇宙速度较大答案 B答案 解析 火星和地球都是绕太阳做匀速圆周运动，由太阳对它们的万有引力提供其做圆周运动的向心力，可知 GM太Mr2 M2T2r，得公转周期公式 T42r3GM太，对同一中心天体，环绕天体的轨道半径越大，公转周期越大，A 项错误；根据公转向心加速度公式 aGM太r2，环绕天体的轨道半径越大，公转向心加速度越小，B 项正确；对于天体表面的重力加速度，由 gGMR2，代入数据得 g 地g 火，C 项错误；由第一宇宙速度公式 v1GMR，代入数据得v1 地v1 火，D 项错误。解析 二、填空题17.(2017天津高考)我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体。假设组合体在距地面高为 h 的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球的半径为 R，地球表面处重力加速度为 g，且不考虑地球自转的影响。则组合体运动的线速度大小为_，向心加速度大小为_。答案 RgRh gR2Rh2答案 解析 在地球表面附近，物体所受重力和万有引力近似相等，有 GMm0R2 m0g，组合体绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有 G MmRh2m v2Rhma，联立解得：线速度 vRgRh，向心加速度 agR2Rh2。解析 本课结束
