二、物理科技创新（1）天体(高考真题分类汇编）——三年（2021-2023）高考物理真题精编专辑（共七份）

二、物理科技创新（1）天体——三年（2021-2023）高考物理创新真题精编 1. 【 2023 新课标卷 】 2023 年 5 月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约 5800 kg 的物资进入距离地面约 400 km （小于地球同步卫星与地面的距离）的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动。对接后，这批物资 ( ) A. 质量比静止在地面上时小 B. 所受合力比静止在地面上时小 C. 所受地球引力比静止在地面上时大 D. 做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大 2. 【 2023 全国乙卷 】 2022 年 10 月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在 1 分钟内释放的能量量级为 ，假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为（光速为 ） ( ) A . B. C. D. 3. 【 2023 辽宁卷 】 在地球上观察，月球和太阳的角直径（直径对应的张角）近似相等，如图所示。若月球绕地球运动的周期为 ，地球绕太阳运动的周期为 ，地球半径是月球半径的 k 倍，则地球与太阳的平均密度之比约为 ( ) A. B. C. D. 4. 【 2023 江苏卷 】 设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道。该卫星与月球相比，一定相等的是 ( ) A. 质量 B. 向心力大小 C. 向心加速度大小 D. 受到地球的万有引力大小 5. 【 2022 全国乙卷 】 2022 年 3 月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约 400 km 的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地 漂浮，这表明他们 ( ) A. 所受地球引力的大小近似为零 B. 所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零 C. 所受地球引力的大小与其随飞船运动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随飞船运动所需向心力的大小 6. 【 2022 山东卷 】“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 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. 7. 【 2023 浙江卷 1 月 】 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 .0 1 .5 5 .2 9 .5 1 9 3 0 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 答案以及解析 1. 答案： D 解析：质量是物体的一个基本属性，由物体本身决定，与其所处位置、状态均无关， A 错误；物资所受地球引力的大小 ，物资静止在地面时到地心的距离为地球半径，物资与空间站对接后，到地心的距离大于地球半径，故其所受地球引力比静止在地面上时小， C 错误；空间站轨道半径小于地球同步卫星轨道半径，由开普勒第三定律可知，物资做圆周运动的周期小于地球同步卫星的周期，所以物资做圆周运动的角速度一定大于地球自转角速度， D 正确；物资所受合力即为其做圆周运动的向心力，由向心力公式 可知，对接后物资所受合外力比静止在地面上时的大， B 错误。 2. 答案： C 解析：由题意可知，伽马射线暴每分钟释放的能 量量级为 ，则其每秒钟释放的能量量级为 ，根据爱因斯坦质能方程 可知，每秒钟平均减少的质量量级为 ， C 正确 。 3. 答案： D 解析： 4. 答案： C 解析： 5. 答案： C 解析： 航天员在“天宫二号”空间站中可以自由漂浮，是由于航天员在“天宫二号”空间站中处于完全失重状态，飞船对航天员的作用力近似为零，所受地球引力大小不为零，选项 AB 错误；航天员所受地球引力提供航天员随空间站运动的向心力，即航天员所受地球引力的大小与航天员随空间站运动所需向心力的大小近似相等，选项 C 正确；由万有引力定律可知，航天员在地球表面所受地球引力的大小大于航天员在空间站中所受地球引力的大小，所以在地球表面上所受引力的大小大于航天员随空间站运动所需向心力的大小，选项 D 错误。 6. 答案： C 解析： 依题意可知卫星的绕 行周期 ，对卫星，根据牛顿第二定律可得 ，对地球表面的物体由牛顿第二定律可得 ，联立解得 ， C 正确。 7. 答案： B 解析：