（2022-2024年）3年高考2年模擬匯編專題一萬有引力與航天（單選題）3年真題1．（2022·天津·高考真題）2022年3月，中國空間站“天宮課堂”再次開講，授課期間利用了我國的中繼衛星系統進行信號傳輸，天地通信始終高效穩定。已知空間站在距離地面400公里左右的軌道上運行，其運動視為勻速圓周運動，中繼衛星系統中某衛星是距離地面36000公里左右的地球靜止軌道衛星（同步衛星），則該衛星（

）A．授課期間經過天津正上空 B．加速度大于空間站的加速度C．運行周期大于空間站的運行周期 D．運行速度大于地球的第一宇宙速度2．（2022·福建·高考真題）2021年美國“星鏈”衛星曾近距離接近我國運行在距地近圓軌道上的天宮空間站。為避免發生危險，天宮空間站實施了發動機點火變軌的緊急避碰措施。已知質量為m的物體從距地心r處運動到無窮遠處克服地球引力所做的功為，式中M為地球質量，G為引力常量；現將空間站的質量記為，變軌前后穩定運行的軌道半徑分別記為、，如圖所示?？臻g站緊急避碰過程發動機做的功至少為（）A． B．C． D．3．（2022·河北·高考真題）2008年，我國天文學家利用國家天文臺興隆觀測基地的2.16米望遠鏡，發現了一顆繞恒星HD173416運動的系外行星HD173416b，2019年，該恒星和行星被國際天文學聯合會分別命名為“羲和”和“望舒”，天文觀測得到恒星羲和的質量是太陽質量的2倍，若將望舒與地球的公轉均視為勻速圓周運動，且公轉的軌道半徑相等。則望舒與地球公轉速度大小的比值為（

）A． B．2 C． D．4．（2022·湖北·高考真題）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星的大D．組合體的加速度大小比地球同步衛星的小5．（2022·浙江·高考真題）神舟十三號飛船采用“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，環繞速度越大B．返回艙中的宇航員處于失重狀態，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6．（2022·廣東·高考真題）“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1.88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7．（2022·山東·高考真題）“羲和號”是我國首顆太陽探測科學技術試驗衛星。如圖所示，該衛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”衛星軌道距地面高度為（

）A． B．C． D．8．（2022·全國·高考真題）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9．（2022·浙江·高考真題）“天問一號”從地球發射后，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．發射速度介于7.9km/s與11.2km/s之間B．從P點轉移到Q點的時間小于6個月C．在環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10．（2023·河北·高考真題）我國自古就有“晝漲為潮，夜漲為汐”之說，潮汐是月球和太陽對海水的引力變化產生的周期性漲落現象，常用引潮力來解釋。月球對海水的引潮力大小與月球質量成正比、與月地距離的3次方成反比，方向如圖1，隨著地球自轉，引潮力的變化導致了海水每天2次的潮漲潮落。太陽對海水的引潮力與月球類似，但大小約為月球引潮力的0.45倍。每月2次大潮（引潮力）最大和2次小潮（引潮力最?。┦翘柵c月球引潮力共同作用的結果，結合圖2，下列說法正確的是（

）A．月球在位置1時會出現大潮B．月球在位置2時會出現大潮C．漲潮總出現在白天，退潮總出現在夜晚D．月球引潮力和太陽引潮力的合力一定大于月球引潮力11．（2023·廣東·高考真題）如圖（a）所示，太陽系外的一顆行星P繞恒星Q做勻速圓周運動。由于P的遮擋，探測器探測到Q的亮度隨時間做如圖（b）所示的周期性變化，該周期與P的公轉周期相同。已知Q的質量為，引力常量為G。關于P的公轉，下列說法正確的是（

）

A．周期為 B．半徑為C．角速度的大小為 D．加速度的大小為12．（2023·天津·高考真題）運行周期為的北斗衛星比運行周期為的（）A．加速度大 B．角速度大 C．周期小 D．線速度小13．（2023·北京·高考真題）2022年10月9日，我國綜合性太陽探測衛星“夸父一號”成功發射，實現了對太陽探測的跨越式突破?！翱涓敢惶枴毙l星繞地球做勻速圓周運動，距地面高度約為，運行一圈所用時間約為100分鐘。如圖所示，為了隨時跟蹤和觀測太陽的活動，“夸父一號”在隨地球繞太陽公轉的過程中，需要其軌道平面始終與太陽保持固定的取向，使太陽光能照射到“夸父一號”，下列說法正確的是（）

A．“夸父一號”的運行軌道平面平均每天轉動的角度約為B．“夸父一號”繞地球做圓周運動的速度大于C．“夸父一號”繞地球做圓周運動的向心加速度大于地球表面的重力加速度D．由題干信息，根據開普勒第三定律，可求出日地間平均距離14．（2023·北京·高考真題）在太空實驗室中可以利用勻速圓周運動測量小球質量。如圖所示，不可伸長的輕繩一端固定于O點，另一端系一待測小球，使其繞O做勻速圓周運動，用力傳感器測得繩上的拉力為F，用停表測得小球轉過n圈所用的時間為t，用刻度尺測得O點到球心的距離為圓周運動的半徑R。下列說法正確的是（）

A．圓周運動軌道可處于任意平面內B．小球的質量為C．若誤將圈記作n圈，則所得質量偏大D．若測R時未計入小球半徑，則所得質量偏小15．（2023·山東·高考真題）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．16．（2023·浙江·高考真題）木星的衛星中，木衛一、木衛二、木衛三做圓周運動的周期之比為。木衛三周期為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．木衛一軌道半徑為 B．木衛二軌道半徑為C．周期T與T0之比為 D．木星質量與地球質量之比為17．（2023·湖北·高考真題）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”將出現在2023年12月8日之前18．（2023·遼寧·高考真題）在地球上觀察，月球和太陽的角直徑（直徑對應的張角）近似相等，如圖所示。若月球繞地球運動的周期為T?，地球繞太陽運動的周期為T?，地球半徑是月球半徑的k倍，則地球與太陽的平均密度之比約為（）

A． B． C． D．19．（2023·江蘇·高考真題）設想將來發射一顆人造衛星，能在月球繞地球運動的軌道上穩定運行，該軌道可視為圓軌道．該衛星與月球相比，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20．（2023·全國·高考真題）2023年5月，世界現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21．（2023·湖南·高考真題）根據宇宙大爆炸理論，密度較大區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22．（2023·浙江·高考真題）太陽系各行星幾乎在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動．當地球恰好運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23．（2024·貴州·高考真題）土星的部分衛星繞土星的運動可視為勻速圓周運動，其中的兩顆衛星軌道半徑分別為，且，向心加速度大小分別為，則（）A． B． C． D．24．（2024·重慶·高考真題）在萬有引力作用下，太空中的某三個天體可以做相對位置不變的圓周運動，假設a、b兩個天體的質量均為M，相距為2r，其連線的中點為O，另一天體（圖中未畫出）質量為m（m<<M），若c處于a、b連線的垂直平分線上某特殊位置，a、b、c可視為繞O點做角速度相同的勻速圓周，且相對位置不變，忽略其他天體的影響。引力常量為G。則（

）A．c的線速度大小為a的倍 B．c的向心加速度大小為b的一半C．c在一個周期內的路程為2πr D．c的角速度大小為25．（2024·重慶·高考真題）2024年5月3日，嫦娥六號探測成功發射，開啟月球背面采樣之旅，探測器的著陸器上升器組合體著陸月球要經過減速、懸停、自由下落等階段。則組合體著陸月球的過程中（

）A．減速階段所受合外力為0 B．懸停階段不受力C．自由下落階段機械能守恒 D．自由下落階段加速度大小g=9.8m/s226．（2024·浙江·高考真題）與地球公轉軌道“外切”的小行星甲和“內切”的小行星乙的公轉軌道如圖所示，假設這些小行星與地球的公轉軌道都在同一平面內，地球的公轉半徑為R，小行星甲的遠日點到太陽的距離為R1，小行星乙的近日點到太陽的距離為R2，則（）A．小行星甲在遠日點的速度大于近日點的速度B．小行星乙在遠日點的加速度小于地球公轉加速度C．小行星甲與乙的運行周期之比D．甲乙兩星從遠日點到近日點的時間之比=27．（2024·海南·高考真題）嫦娥六號進入環月圓軌道，周期為T，軌道高度與月球半徑之比為k，引力常量為G，則月球的平均密度為（）A． B． C． D．28．（2024·甘肅·高考真題）小杰想在離地表一定高度的天宮實驗室內，通過測量以下物理量得到天宮實驗室軌道處的重力加速度，可行的是（）A．用彈簧秤測出已知質量的砝碼所受的重力B．測量單擺擺線長度、擺球半徑以及擺動周期C．從高處釋放一個重物、測量其下落高度和時間D．測量天宮實驗室繞地球做勻速圓周運動的周期和軌道半徑29．（2024·安徽·高考真題）2024年3月20日，我國探月工程四期鵲橋二號中繼星成功發射升空。當抵達距離月球表面某高度時，鵲橋二號開始進行近月制動，并順利進入捕獲軌道運行，如圖所示，軌道的半長軸約為51900km。后經多次軌道調整，進入凍結軌道運行，軌道的半長軸約為9900km，周期約為24h。則鵲橋二號在捕獲軌道運行時（

）A．周期約為144hB．近月點的速度大于遠月點的速度C．近月點的速度小于在凍結軌道運行時近月點的速度D．近月點的加速度大于在凍結軌道運行時近月點的加速度30．（2024·廣西·高考真題）潮汐現象出現的原因之一是在地球的不同位置海水受到月球的引力不相同。圖中a、b和c處單位質量的海水受月球引力大小在（）A．a處最大 B．b處最大 C．c處最大 D．a、c處相等，b處最小31．（2024·山東·高考真題）“鵲橋二號”中繼星環繞月球運行，其24小時橢圓軌道的半長軸為a。已知地球同步衛星的軌道半徑為r，則月球與地球質量之比可表示為（）A． B． C． D．32．（2024·江西·高考真題）兩個質量相同的衛星繞月球做勻速圓周運動，半徑分別為、，則動能和周期的比值為（

）A． B．C． D．33．（2024·湖北·高考真題）太空碎片會對航天器帶來危害。設空間站在地球附近沿逆時針方向做勻速圓周運動，如圖中實線所示。為了避開碎片，空間站在P點向圖中箭頭所指徑向方向極短時間噴射氣體，使空間站獲得一定的反沖速度，從而實現變軌。變軌后的軌道如圖中虛線所示，其半長軸大于原軌道半徑。則（）A．空間站變軌前、后在P點的加速度相同B．空間站變軌后的運動周期比變軌前的小C．空間站變軌后在P點的速度比變軌前的小D．空間站變軌前的速度比變軌后在近地點的大34．（2024·寧夏四川·高考真題）2024年5月，嫦娥六號探測器發射成功，開啟了人類首次從月球背面采樣返回之旅。將采得的樣品帶回地球，飛行器需經過月面起飛、環月飛行、月地轉移等過程。月球表面自由落體加速度約為地球表面自由落體加速度的。下列說法正確的是（）A．在環月飛行時，樣品所受合力為零B．若將樣品放置在月球正面，它對月球表面壓力等于零C．樣品在不同過程中受到的引力不同，所以質量也不同D．樣品放置在月球背面時對月球的壓力，比放置在地球表面時對地球的壓力小35．（2024·新疆河南·高考真題）天文學家發現，在太陽系外的一顆紅矮星有兩顆行星繞其運行，其中行星GJ1002c的軌道近似為圓，軌道半徑約為日地距離的0.07倍，周期約為0.06年，則這顆紅矮星的質量約為太陽質量的（）A．0.001倍 B．0.1倍 C．10倍 D．1000倍36．（2024·浙江·高考真題）如圖所示，2023年12月9日“朱雀二號”運載火箭順利將“鴻鵠衛星”等三顆衛星送入距離地面約的軌道。取地球質量，地球半徑，引力常量。下列說法正確的是（）A．火箭的推力是空氣施加的 B．衛星的向心加速度大小約C．衛星運行的周期約 D．發射升空初始階段，裝在火箭上部的衛星處于失重狀態2年模擬37．（2024·新疆·一模）南山—哈恩彗星是今年被新疆南山觀測站和德國天文學家哈恩共同發現的一顆新彗星。如圖所示，已知該彗星的近日點接近火星軌道，遠日點接近木星軌道，火星、木星的公轉軌道半徑分別為地球公轉軌道半徑的p倍和q倍，則南山—哈恩彗星的運動周期為（

）A．年 B．年 C．年 D．年38．（2024·四川達州·一模）2024年10月21日，針對多地出現海水倒灌現象，專家分析，這一現象可能與天文大潮有關。潮汐是月球和太陽對海水的引力變化產生的周期性漲落現象，常用引潮力來解釋，月球對海水的引潮力大小與月球質量、地月距離有關，隨著地球自轉，引潮力的變化導致了海水每天2次的漲潮落，太陽對海水的引潮力與月球類似，但大小約為月球引潮力的0.45倍，大潮（引潮力最大）和小潮（引潮力最小）是太陽引潮力與月球引潮力共同作用的結果。結合如圖，下列說法正確的是（）A．月球在位置2出現大潮B．月球在位置1出現大潮C．漲潮只能在夜晚出現D．退潮只能在白天出現39．（2024·山東威?！ひ荒＃┠拘堑男l星中，木衛一、木衛二、木衛三做圓周運動的周期之比為1：2：4。木衛二的周期為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T0，下列說法正確的是（）A．T與T0之比為B．木衛一的軌道半徑為C．地球質量與木星質量之比為D．木衛一與木衛三的向心力之比為40．（2024·河北·模擬預測）北斗三號衛星導航系統由24顆中圓地球軌道衛星（MEO）、3顆地球靜止同步軌道衛星（GEO）和3顆傾斜地球同步軌道衛星（IGSO）共30顆衛星組成。已知地球半徑為R，地球表面赤道處重力加速度為，地球同步衛星到地心的距離為kR，中圓地球軌道衛星的周期為同步衛星周期T的一半，如圖所示。下列關于地球靜止同步軌道衛星B傾斜地球同步軌道衛星B與中圓地球軌道衛星C的說法正確的是（）A．地球靜止同步軌道衛星A和傾斜地球同步軌道衛星B均相對赤道表面靜止B．中圓地球軌道衛星C的動能大于傾斜地球同步軌道衛星B的動能C．地球表面赤道處的重力加速度D．某時刻B、C兩衛星相距最近，則再經，兩衛星間距離為41．（2024·河北·模擬預測）太空電梯如圖甲是國產科幻大片《流浪地球2》中人類在地球同步靜止軌道上建造的空間站，人類通過地面和空間站之間的“太空電梯”往返于天地之間。圖乙是人乘坐“太空電梯”時由于隨地球自轉而需要的向心加速度a與到地心距離r的關系圖像，已知為地球半徑，為地球同步衛星軌道的半徑，下列說法正確的是（

）A．地球自轉的角速度B．地球同步衛星的周期C．上升過程中電梯艙對人的支持力保持不變D．從空間站向艙外自由釋放一物體，物體將做自由落體運動42．（2024·河北·模擬預測）中國的航天事業蓬勃發展，“東方紅一號”作為中國航天發展史上第一個里程碑，廣為人知?！皷|方紅一號”繞地球運動的軌道是一個橢圓，若“東方紅一號”的質量為，地球的質量為，“東方紅一號”在遠地點時到地心的距離為其在近地點時到地心的距離的倍。引力常量為，“東方紅一號”在近地點時到地心的距離為，設無窮遠處為勢能零點，引力勢能的表達式為，下列說法正確的是（

）A．“東方紅一號”的機械能為B．“東方紅一號”的機械能為C．“東方紅一號”在近地點的速度與其在遠地點的速度之比為D．“東方紅一號”在近地點的速度與其在遠地點的速度之比為43．（2023·河南鄭州·模擬預測）我國第一顆繞月探測衛星“嫦娥一號”從A點進入地月轉移軌道段后，關閉發動機，在萬有引力作用下，通過P點時受到地球和月球的萬有引力的合力為零，“嫦娥一號”到達月球附近后在B點重新啟動發動機進入環月軌道段，忽略空氣阻力，則下列說法正確的是（）A．“嫦娥一號”在A點進入地月轉移軌道前要向前噴氣減速B．“嫦娥一號”到達B點后需加速才能進入環月軌道C．“嫦娥一號”運動到P點時速度最小D．“嫦娥一號”從A點（不含A點）運動到B點（不含B點）的過程中機械能不守恒44．（2023·河北·三模）科學家目前發現距離地球僅12光年的蒂加登之星b與地球相似指數高達0.95，是迄今為止發現的與地球相似指數最高的星體，蒂加登之星b將成為未來天文學家探尋外星生命跡象的重要對象。已知蒂加登之星b繞恒星蒂加登之星做圓周運動的周期為4.9天，距離為380萬公里，萬有引力常量G=6.67×10?11N?m2/kg2，根據以上數據可估算出恒星蒂加登之星的質量為（）A．1.8×1029kg B．1.8×1027kg C．7.2×1029kg D．7.2×1027kg45．（2023·江蘇南京·模擬預測）屈原在長詩《天問》中發出了“日月安屬？列星安陳？”的曠世之問，這也是中國首次火星探測工程“天問一號”名字的來源。“天問一號”探測器的發射時間要求很苛刻，必須在每次地球與火星會合之前的幾個月、火星相對于太陽的位置領先于地球特定角度的時候出發。火星與地球幾乎在同一平面內沿同一方向繞太陽近似做勻速圓周運動。如圖所示，不考慮火星與地球的自轉，且假設火星和地球的軌道