7.必修2 第七章 万有引力与宇宙航行-高中物理·2025年高考真题按章分类

【高中物理人教版(2019)】 2025年高考真题-按章分类 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 12个单选题 + 1个多选题 + 0个实验题 + 0个解答题 ---- 学 生 版 ---- 一、单选题 1.(2025高考·全国卷)“天都一号”通导技术试验卫星测距试验的成功，标志着我国在深空轨道精密测量领域取得了技术新突破。“天都一号”在环月椭圆轨道上运行时(　　) A.受月球的引力大小保持不变 B.相对月球的速度大小保持不变 C.离月球越近，其相对月球的速度越大 D.离月球越近，其所受月球的引力越小 2.(2025高考·重庆)“金星凌日”时，从地球上看，金星就像镶嵌在太阳表面的小黑点。在地球上间距为d的两点同时观测，测得金星在太阳表面的小黑点相距为L，如图所示。地球和金星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动，太阳直径远小于金星的轨道半径，则地球和金星绕太阳运动的( ) A.轨道半径之比为 B.周期之比为 C.线速度大小之比为 D.向心加速度大小之比为 3.(2025高考·浙江)2025年4月30日，“神舟十九号载人飞船”返回舱安全着陆，宇航员顺利出舱。在其返回过程中，下列说法正确的是(　　) A.研究返回舱运行轨迹时，可将其视为质点 B.随着返回舱不断靠近地面，地球对其引力逐渐减小 C.返回舱落地前，反推发动机点火减速，宇航员处于失重状态 D.用返回舱的轨迹长度和返回时间，可计算其平均速度的大小 4.(2025高考·四川)某人造地球卫星运行轨道与赤道共面，绕行方向与地球自转方向相同。该卫星持续发射信号，位于赤道的某观测站接收到的信号强度随时间变化的规律如图所示，T为地球自转周期。已知该卫星的运动可视为匀速圆周运动，地球质量为M，万有引力常量为G。则该卫星轨道半径为( ) A. B. C. D. 5.(2025高考·北京)2024年6月，嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示，探测器在圆形轨道1上绕月球飞行，在A点变轨后进入椭圆轨道、为远月点。关于嫦娥六号探测器，下列说法正确的是(　　) A.在轨道2上从A向B运动过程中动能逐渐减小 B.在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大 C.在轨道2上机械能与在轨道1上相等 D.利用引力常量和轨道1的周期，可求出月球的质量 6.(2025高考·湖南)我国研制的“天问二号”探测器，任务是对伴地小行星及彗星交会等进行多目标探测。某同学提出探究方案，通过释放卫星绕小行星进行圆周运动，可测得小行星半径R和质量M。为探测某自转周期为的小行星，卫星先在其同步轨道上运行，测得距离小行星表面高度为h，接下来变轨到小行星表面附近绕其做匀速圆周运动，测得周期为。已知引力常量为G，不考虑其他天体对卫星的引力，可根据以上物理量得到。下列选项正确的是(　　) A.a为为为 B.a为为为 C.a为为为 D.a为为为 7.(2025高考·陕晋青宁卷)我国计划于2028年前后发射“天问三号”火星探测系统，实现火星取样返回。其轨道器将环绕火星做匀速圆周运动，轨道半径约3750km，轨道周期约2h。引力常量G取6.67 × 10－11N⋅m2/kg2，根据以上数据可推算出火星的(  ) A.质量 B.体积 C.逃逸速度 D.自转周期 8.(2025高考·广东)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 9.(2025高考·河南)2024年天文学家报道了他们新发现的一颗类地行星Gliese12b，它绕其母恒星的运动可视为匀速圆周运动。已知Gliese12b轨道半径约为日地距离的，其母恒星质量约为太阳质量的，则Gliese12b绕其母恒星的运动周期约为(　　) A.13天 B.27天 C.64天 D.128天 10.(2025高考·云南)国际编号为192391的小行星绕太阳公转的周期约为5.8年，该小行星与太阳系内八大行星几乎在同一平面内做圆周运动。规定地球绕太阳公转的轨道半径为，八大行星绕太阳的公转轨道半径如下表所示。忽略其它行星对该小行星的引力作用，则该小行星的公转轨道应介于(　　) 行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径 0.39 0.72 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A.金星与地球的公转轨道之间 B.地球与火星的公转轨道之间 C.火星与木星的公转轨道之间 D.天王星与海王星的公转轨道之间 11.(2025高考·湖北)甲、乙两行星绕某恒星做圆周运动，甲的轨道半径比乙的小。忽略两行星之间的万有引力作用，下列说法正确的是(  ) A.甲运动的周期比乙的小 B.甲运动的线速度比乙的小 C.甲运动的角速度比乙的小 D.甲运动的向心加速度比乙的小 12.(2025高考·海南)载人飞船的火箭成功发射升空，载人飞船进入预定轨道后，与空间站完成自主快速交会对接，然后绕地球做匀速圆周运动。已知空间站轨道高度低于地球同步卫星轨道，则下面说法正确的是(　　) A.火箭加速升空失重 B.宇航员在空间站受到的万有引力小于在地表受到万有引力 C.空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度小于地球自转角速度 D.空间站绕地球做匀速圆周运动的加速度小于地球同步卫星的加速度 二、多选题 13.(2025高考·安徽)2025年4月，我国已成功构建国际首个基于DRO(远距离逆行轨道)的地月空间三星星座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道，该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b，卫星的运行周期为T；卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道，周期也为T。月球的质量为M，半径为R，引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力，则(　　) A. B. C. D. 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 ---- 参考答案及解析 ---- 一、单选题 1.C “天都一号”在环月椭圆轨道上运行时与月球的距离不断发生变化，根据可知受月球的引力大小发生变化，离月球越近，其所受月球的引力越大，AD错误。根据开普勒第二定律可知“天都一号”在环月椭圆轨道上运行时相对月球的速度大小改变，近月点速度最大，远月点速度最小，即离月球越近，相对月球的速度越大，B错误，C正确。 2.D 太阳直径远小于金星的轨道半径，太阳直径忽略不计，根据题意结合几何知识可知地球和金星绕太阳运动的轨道半径之比为，A错误。根据万有引力提供向心力有解得，，故可得周期之比为；线速度大小之比为；向心加速度大小之比为，BC错误，D正确 3.A 当物体的大小和形状对所研究的问题影响可忽略时可将其视为质点，研究返回舱的运行轨迹时，其尺寸远小于轨迹长度，形状和结构不影响轨迹分析，可将其视为质点，A正确。地球对返回舱的引力由公式 决定，其中为返回舱到地心的距离，返回舱靠近地面时，减小，引力增大，B错误。反推发动机点火减速时，返回舱的加速度方向向上。根据牛顿第二定律，宇航员受到的支持力大于重力，处于超重状态，而非失重状态，C错误。平均速度的定义是位移与时间的比值，而轨迹长度为路程，轨迹长度与时间的比值是平均速率，而非平均速度的大小，D错误。 4.A 设卫星转动的周期为，根据题意可得可得根据万有引力提供向心力可得代入可得，选A。 5.A 在轨道2上从A向B运动过程中，探测器远离月球，月球对探测器的引力做负功，根据动能定理，动能逐渐减小，A正确。探测器受到万有引力，由解得在轨道2上从A向B运动过程中，r增大，加速度逐渐变小，B错误。探测器在A点从轨道1变轨到轨道2，需要加速，机械能增加，所以探测器在轨道2上机械能大于在轨道1上的机械能，C错误。探测器在轨道1上做圆周运动，根据万有引力提供向心力，得解得利用引力常量G和轨道1的周期T，还需要知道轨道1的半径r，才能求出月球的质量，D错误。 6.A 根据题意，卫星在同步轨道和表面附近轨道运行时轨道半径分别为设小行星和卫星的质量分别为由开普勒第三定律有解得卫星绕小行星表面附近做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有解得对应结果可得a为为为，选A。 7.A 轨道器绕火星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，可得题中已知的物理量有轨道半径r，轨道周期T，引力常量G，可推算出火星的质量，A正确。若想推算火星的体积和逃逸速度，则还需要知道火星的半径r，BC错误。根据上述分析可知，不能通过所提供物理量推算出火星的自转周期，D错误。 8.D 根据题意，设地球与太阳间距离为，则小行星公转轨道的半长轴为由开普勒第三定律有解得年A错误。从远日点到近日点，小行星与太阳间距离减小，由万有引力定律可知，小行星受太阳引力增大，B错误。由开普勒第二定律可知，从远日点到近日点，小行星线速度逐渐增大，C错误。由牛顿第二定律有解得可知即小行星在近日点的加速度是地球公转加速度的，D正确。 9.A 地球绕太阳运行的周期约为365天，根据万有引力提供向心力得已知，，同理得整理得代入数据得，选A。 10.C 根据开普勒第三定律可知 其中，，代入解得故可知该小行星的公转轨道应介于火星与木星的公转轨道之间，选C。 11.A 根据卫星做圆周运动的向心力等于万有引力可知可得，，，因，可知卫星甲、乙运动的周期线速度关系角速度关系向心加速度关系，选A。 12.B 火箭加速升空过程，加速度方向竖直向上，则处于超重状态，A错误。根据，宇航员与地球的质量不变，宇航员在空间站离地心更远，则受到的万有引力小于在地表受到万有引力，B正确。根据可得，可知空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度大于同步卫星的角速度，即大于地球自转角速度，C错误。根据可得，可知空间站绕地球做匀速圆周运动的加速度大于地球同步卫星的加速度，D错误。 二、多选题 13.BC 对于题述环月椭圆轨道和环月圆轨道，根据开普勒第三定律有可得A错误，B正确。对于环月圆轨道，根据万有引力提供向心力可得可得，C正确，D错误。 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $ 【高中物理人教版(2019)】 2025年高考真题-按章分类 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 12个单选题 + 1个多选题 + 0个实验题 + 0个解答题 ---- 教 师 版 ---- 一、单选题 1.(2025高考·全国卷)“天都一号”通导技术试验卫星测距试验的成功，标志着我国在深空轨道精密测量领域取得了技术新突破。“天都一号”在环月椭圆轨道上运行时(　　) A.受月球的引力大小保持不变 B.相对月球的速度大小保持不变 C.离月球越近，其相对月球的速度越大 D.离月球越近，其所受月球的引力越小 1.C “天都一号”在环月椭圆轨道上运行时与月球的距离不断发生变化，根据可知受月球的引力大小发生变化，离月球越近，其所受月球的引力越大，AD错误。根据开普勒第二定律可知“天都一号”在环月椭圆轨道上运行时相对月球的速度大小改变，近月点速度最大，远月点速度最小，即离月球越近，相对月球的速度越大，B错误，C正确。 2.(2025高考·重庆)“金星凌日”时，从地球上看，金星就像镶嵌在太阳表面的小黑点。在地球上间距为d的两点同时观测，测得金星在太阳表面的小黑点相距为L，如图所示。地球和金星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动，太阳直径远小于金星的轨道半径，则地球和金星绕太阳运动的( ) A.轨道半径之比为 B.周期之比为 C.线速度大小之比为 D.向心加速度大小之比为 2.D 太阳直径远小于金星的轨道半径，太阳直径忽略不计，根据题意结合几何知识可知地球和金星绕太阳运动的轨道半径之比为，A错误。根据万有引力提供向心力有解得，，故可得周期之比为；线速度大小之比为；向心加速度大小之比为，BC错误，D正确 3.(2025高考·浙江)2025年4月30日，“神舟十九号载人飞船”返回舱安全着陆，宇航员顺利出舱。在其返回过程中，下列说法正确的是(　　) A.研究返回舱运行轨迹时，可将其视为质点 B.随着返回舱不断靠近地面，地球对其引力逐渐减小 C.返回舱落地前，反推发动机点火减速，宇航员处于失重状态 D.用返回舱的轨迹长度和返回时间，可计算其平均速度的大小 3.A 当物体的大小和形状对所研究的问题影响可忽略时可将其视为质点，研究返回舱的运行轨迹时，其尺寸远小于轨迹长度，形状和结构不影响轨迹分析，可将其视为质点，A正确。地球对返回舱的引力由公式 决定，其中为返回舱到地心的距离，返回舱靠近地面时，减小，引力增大，B错误。反推发动机点火减速时，返回舱的加速度方向向上。根据牛顿第二定律，宇航员受到的支持力大于重力，处于超重状态，而非失重状态，C错误。平均速度的定义是位移与时间的比值，而轨迹长度为路程，轨迹长度与时间的比值是平均速率，而非平均速度的大小，D错误。 4.(2025高考·四川)某人造地球卫星运行轨道与赤道共面，绕行方向与地球自转方向相同。该卫星持续发射信号，位于赤道的某观测站接收到的信号强度随时间变化的规律如图所示，T为地球自转周期。已知该卫星的运动可视为匀速圆周运动，地球质量为M，万有引力常量为G。则该卫星轨道半径为( ) A. B. C. D. 4.A 设卫星转动的周期为，根据题意可得可得根据万有引力提供向心力可得代入可得，选A。 5.(2025高考·北京)2024年6月，嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示，探测器在圆形轨道1上绕月球飞行，在A点变轨后进入椭圆轨道、为远月点。关于嫦娥六号探测器，下列说法正确的是(　　) A.在轨道2上从A向B运动过程中动能逐渐减小 B.在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大 C.在轨道2上机械能与在轨道1上相等 D.利用引力常量和轨道1的周期，可求出月球的质量 5.A 在轨道2上从A向B运动过程中，探测器远离月球，月球对探测器的引力做负功，根据动能定理，动能逐渐减小，A正确。探测器受到万有引力，由解得在轨道2上从A向B运动过程中，r增大，加速度逐渐变小，B错误。探测器在A点从轨道1变轨到轨道2，需要加速，机械能增加，所以探测器在轨道2上机械能大于在轨道1上的机械能，C错误。探测器在轨道1上做圆周运动，根据万有引力提供向心力，得解得利用引力常量G和轨道1的周期T，还需要知道轨道1的半径r，才能求出月球的质量，D错误。 6.(2025高考·湖南)我国研制的“天问二号”探测器，任务是对伴地小行星及彗星交会等进行多目标探测。某同学提出探究方案，通过释放卫星绕小行星进行圆周运动，可测得小行星半径R和质量M。为探测某自转周期为的小行星，卫星先在其同步轨道上运行，测得距离小行星表面高度为h，接下来变轨到小行星表面附近绕其做匀速圆周运动，测得周期为。已知引力常量为G，不考虑其他天体对卫星的引力，可根据以上物理量得到。下列选项正确的是(　　) A.a为为为 B.a为为为 C.a为为为 D.a为为为 6.A 根据题意，卫星在同步轨道和表面附近轨道运行时轨道半径分别为设小行星和卫星的质量分别为由开普勒第三定律有解得卫星绕小行星表面附近做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有解得对应结果可得a为为为，选A。 7.(2025高考·陕晋青宁卷)我国计划于2028年前后发射“天问三号”火星探测系统，实现火星取样返回。其轨道器将环绕火星做匀速圆周运动，轨道半径约3750km，轨道周期约2h。引力常量G取6.67 × 10－11N⋅m2/kg2，根据以上数据可推算出火星的(  ) A.质量 B.体积 C.逃逸速度 D.自转周期 7.A 轨道器绕火星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，可得题中已知的物理量有轨道半径r，轨道周期T，引力常量G，可推算出火星的质量，A正确。若想推算火星的体积和逃逸速度，则还需要知道火星的半径r，BC错误。根据上述分析可知，不能通过所提供物理量推算出火星的自转周期，D错误。 8.(2025高考·广东)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 8.D 根据题意，设地球与太阳间距离为，则小行星公转轨道的半长轴为由开普勒第三定律有解得年A错误。从远日点到近日点，小行星与太阳间距离减小，由万有引力定律可知，小行星受太阳引力增大，B错误。由开普勒第二定律可知，从远日点到近日点，小行星线速度逐渐增大，C错误。由牛顿第二定律有解得可知即小行星在近日点的加速度是地球公转加速度的，D正确。 9.(2025高考·河南)2024年天文学家报道了他们新发现的一颗类地行星Gliese12b，它绕其母恒星的运动可视为匀速圆周运动。已知Gliese12b轨道半径约为日地距离的，其母恒星质量约为太阳质量的，则Gliese12b绕其母恒星的运动周期约为(　　) A.13天 B.27天 C.64天 D.128天 9.A 地球绕太阳运行的周期约为365天，根据万有引力提供向心力得已知，，同理得整理得代入数据得，选A。 10.(2025高考·云南)国际编号为192391的小行星绕太阳公转的周期约为5.8年，该小行星与太阳系内八大行星几乎在同一平面内做圆周运动。规定地球绕太阳公转的轨道半径为，八大行星绕太阳的公转轨道半径如下表所示。忽略其它行星对该小行星的引力作用，则该小行星的公转轨道应介于(　　) 行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径 0.39 0.72 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A.金星与地球的公转轨道之间 B.地球与火星的公转轨道之间 C.火星与木星的公转轨道之间 D.天王星与海王星的公转轨道之间 10.C 根据开普勒第三定律可知 其中，，代入解得故可知该小行星的公转轨道应介于火星与木星的公转轨道之间，选C。 11.(2025高考·湖北)甲、乙两行星绕某恒星做圆周运动，甲的轨道半径比乙的小。忽略两行星之间的万有引力作用，下列说法正确的是(  ) A.甲运动的周期比乙的小 B.甲运动的线速度比乙的小 C.甲运动的角速度比乙的小 D.甲运动的向心加速度比乙的小 11.A 根据卫星做圆周运动的向心力等于万有引力可知可得，，，因，可知卫星甲、乙运动的周期线速度关系角速度关系向心加速度关系，选A。 12.(2025高考·海南)载人飞船的火箭成功发射升空，载人飞船进入预定轨道后，与空间站完成自主快速交会对接，然后绕地球做匀速圆周运动。已知空间站轨道高度低于地球同步卫星轨道，则下面说法正确的是(　　) A.火箭加速升空失重 B.宇航员在空间站受到的万有引力小于在地表受到万有引力 C.空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度小于地球自转角速度 D.空间站绕地球做匀速圆周运动的加速度小于地球同步卫星的加速度 12.B 火箭加速升空过程，加速度方向竖直向上，则处于超重状态，A错误。根据，宇航员与地球的质量不变，宇航员在空间站离地心更远，则受到的万有引力小于在地表受到万有引力，B正确。根据可得，可知空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度大于同步卫星的角速度，即大于地球自转角速度，C错误。根据可得，可知空间站绕地球做匀速圆周运动的加速度大于地球同步卫星的加速度，D错误。 二、多选题 13.(2025高考·安徽)2025年4月，我国已成功构建国际首个基于DRO(远距离逆行轨道)的地月空间三星星座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道，该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b，卫星的运行周期为T；卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道，周期也为T。月球的质量为M，半径为R，引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力，则(　　) A. B. C. D. 13.BC 对于题述环月椭圆轨道和环月圆轨道，根据开普勒第三定律有可得A错误，B正确。对于环月圆轨道，根据万有引力提供向心力可得可得，C正确，D错误。 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $