2020年高考物理考点练习5.pdf

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（必修部分）
第五部分万有引力定律和航天
专题5.19月球探测（提高篇）

一．选择题

1．（2019安徽合肥二模）¨嫦娥四号”在月球背面软着陆和巡视探测，创造了人类探月的历史。为了实现

“嫦娥四号”与地面间的太空通讯，我国于2018年5月发射了中继卫星“鹊桥”，它是运行于地月拉格

朗日L点的通信卫星，L点位于地球和月球连线的延长线上。若某飞行器位于L点，可以在几乎不消耗
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燃料的情况下与月球同步绕地球做匀速圆周运动，如图所示。已知地球质量是月球质量的k倍，飞行器

质量远小于月球质量，地球与月球中心距离是L点与月球中心距离的n倍。下列说法正确的是（）
2

A．飞行器的加速度大于月球的加速度B．飞行器的运行周期大于月球的运行周期

n3(n1)2
C．飞行器所需的向心力由地球对其引力提供D．k与n满足k=
3n23n1

【参考答案】AD

【命题意图】此题以运行于地月拉格朗日L点的通信卫星——中继卫星“鹊桥”为情景，考查万有引力定
2
律及其相关知识点。

【解题思路】根据题述，位于L点的飞行器与月球同步绕地球做匀速圆周运动，二者围绕地球做圆周运动
2

的角速度ω相同，周期相同，由于飞行器围绕地球运动的轨道半径r大于月球，由a=ω2r可知，飞行器的

加速度大于月球的加速度，选项A正确B错误；飞行器围绕地球圆周运动所需的向心力由地球对其引力和

月球对其引力的合力提供，选项C错误；设月球质量为M，飞行器质量为m，L点与月球中心距离为r，月
2

kM2kMm
球绕地球做匀速圆周运动，G=Mω2nr，位于L点的飞行器绕地球做匀速圆周运动，G+
2
nr2n12r2

Mmn3(n1)2
G=mω2(n+1)r，联立解得k与n满足k=，选项D正确。
r23n23n1

【易错警示】解答此题常见错误主要有：一是对题述情景理解不到位；二是不能正确运用万有引力提供向

心力列方程解得结果。

2.（2019年1月云南昆明复习诊断测试）2018年12月8日，中国长征三号运载火箭把“嫦娥四号”探测

器送入地月转移轨道，踏上了奔赴月球的征程，“嫦娥四号”将经过多次变轨，预计2019年初降落在月

球背面。如图所示为某次变轨时的示意图，轨道Ⅰ为绕月运行的椭圆轨道，轨道II为绕月运行的圆轨道，

两轨道相切于P点，下列说法正确的是（）

A.“嫦娥四号”在轨道I上经过Q点时的速度小于在轨道I上经过P点时的速度

B.“嫦娥四号”在轨道I上经过P点时的速度小于在轨道Ⅱ上经过P点时的速度

C.“嫦娥四号”在轨道1上经过P点时的加速度等子在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度

D.若已知“嫦娥四号”绕月圆轨道Ⅱ的半径、运动周期和引力常量，可算出月球的密度

【参考答案】AC

【命题意图】本题考查万有引力定律、宇宙探测及其相关知识点的理解和运用。

【解题思路】“嫦娥四号”围绕月球在椭圆轨道上运动，机械能守恒，在近月点引力势能较小，动能较大，

速度较大，所以“嫦娥四号”在轨道I上经过Q点时的速度小于在轨道I上经过P点时的速度，选项A正

确；“嫦娥四号”在轨道I上经过P点时需要减速才能转移到轨道II上做匀速圆周运动，所以“嫦娥四号”

在轨道I上经过P点时的速度大于在轨道II上经过P点时的速度，选项B错误；根据万有引力定律，“嫦

娥四号”经过同一点所受万有引力相等，根据牛顿运动定律可知，“嫦娥四号”在轨道I上经过P点时的

Mm242r3
加速度等于在轨道II上经过P点时的加速度，选项C正确；由G=mr()2，解得M=,若已知
r2TGT2

“嫦娥四号”围绕月球运动圆轨道II的半径r，运动周期T和引力常量G，可以得出月球的质量M。由于不

知道月球半径R，不能得出月球的密度，选项D错误。

【方法归纳】卫星问题，一般利用万有引力等于向心力列出相关方程，分析解答。

3．（2019湖北百所名校大联考）嫦娥四号于2019年1月3日在月球背面着陆，嫦娥五号也讨划在今年发射。

如果嫦娥五号经过若干次轨道调整后，先在距离月球表面h的高度处绕月球做匀速圆周运动，然后开启

反冲发动机，嫦娥五号着陆器暂时处于悬停状态，最后实现软着陆，自动完成月面样品采集，并从月球

起飞，返回地球。月球的半径为R且小于地球的半径，月球表面的重力加速度为g且小于地球表面的重
0
力加速度，引力常量为G。不考虑月球的自转，则下列说法正确的是（）

A.嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度

3g
B.月球的平均密度0
4GR

ttRg
C.嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的t时间内，绕月球运转圈数n0
T2(Rh