2026届高考物理一轮复习讲义：万有引力与航天

 

第五章　万有引力与航天（人教版）

【公式梳理】

物理概念、规律	公式	备注
开普勒第三定律	= K	（1）主要用于轨迹是随圆的天体运动时间的计算 （2）K仅与中心体质量有关（k=CM,C为常数）
万有引力定律	F=	引力常量: G=6.67 x10-11N·m²/kg2
黄金代换式	GM=gR2	(1)g为天体地表的重力加速度 (2)离天体表面高h处的重力加速度gh=
卫星与天体	= = mω2R= m(）2R  = ma	高轨低速长周期
双星问题	= = Mω2R1 = = mω2R2	MR1　＝mR2

【命题趋势】

　　试题设计紧密追踪航天科技前，利用万有引力定律解决天体运动及航天工程中的实际问题。考查同步卫星轨道参数、不同轨道卫星的周期、线速度、向心加速度比较，或分析探测

器加速原理及其动量、能量变化。

 

【近5年高考真题分类】

 

一、  开普勒定律

1、(2025·浙江· 1月选考)地球和哈雷彗星绕太阳运行的轨迹如图所示，彗星从a运行到b、从c运行到d的过程中，与太阳连线扫过的面积分别为S1和S2，且S1>S2。彗星在近日点与太阳中心的距离约为地球公转轨道半径的0.6倍，则彗星（　　）

A．在近日点的速度小于地球的速度

B．从b运行到c的过程中动能先增大后减小

C．从a运行到b的时间大于从c运行到d的时间

D．在近日点加速度约为地球的加速度的0.36倍

2、(2025·广东·高考真题)一颗绕太阳运行的小行星，其轨道近日点和远日点到太阳的距离分别约为地球到太阳距离的5倍和7倍。关于该小行星，下列说法正确的是（　　）

A．公转周期约为6年

B．从远日点到近日点所受太阳引力大小逐渐减小

C．从远日点到近日点线速度大小逐渐减小

D．在近日点加速度大小约为地球公转加速度的

3、(2024·浙江· 6月选考)与地球公转轨道“外切”的小行星甲和“内切”的小行星乙的公转轨道如图所示，假设这些小行星与地球的公转轨道都在同一平面内，地球的公转半径为R，小行星甲的远日点到太阳的距离为R1，小行星乙的近日点到太阳的距离为R2，则（　　）

A．小行星甲在远日点的速度大于近日点的速度

B．小行星乙在远日点的加速度小于地球公转加速度

C．小行星甲与乙的运行周期之比 =

D．甲乙两星从远日点到近日点的时间之比 =

 

4、(2024年安徽高考真题)2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km，周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时(   )

A.周期约为144h

B.近月点的速度大于远月点的速度

C.近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度

D.近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度

 

5、(2024年山东高考真题)“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.

 

6、（2024年全国高考真题）2024年全国高考真题天文学家发现，在太阳系外的一颗红矮星有两颗行星绕其运行，其中行星GJ1002c的轨道近似为圆，轨道半径约为日地距离的0.07倍，周期约为0.06年，则这颗红矮星的质量约为太阳质量的(   )

A.0.001倍 B.0.1倍 C.10倍 D.1000倍

 

7、（2023·浙江6月卷·T9）木星的卫星中，木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为1:2:4。木卫三周期为T，公转轨道半径是月球绕地球轨道半径r的n倍。月球绕地球公转周期为T0，则（    ）

A. 木卫一轨道半径为 B. 木卫二轨道半径为

C. 周期T与T0之比为 n   D. 木星质量与地球质量之比为

8、（2021·全国）科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为1000AU（太阳到地球的距离为1AU）的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为M，可以推测出该黑洞质量约为（　　）

A．4×104M B．4×106M 

C．4×108M D．4×1010M

 

 

9、（2021·全国）2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期约为1.8×105s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105m。已知火星半径约为3.4×106m，火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为（　　）

A．6×105m B．6×106m C．6×107m D．6×108m