专题05 万有引力与航天（3大题型）（全国通用）2026年高考物理一模分类汇编

专题05 万有引力定律与航天 3大考点概览 考点01 开普勒行星运动定律 考点02 万有引力定律 考点03 万有引力定律的应用 开普勒行星运动定律 考点1 一、单选题 1．（2026·贵州贵阳·一模）天舟九号货物飞船于2025年7月15日成功发射，保障了神舟二十号和二十一号乘组在轨期间的物资需求。天舟九号发射后，火箭将其送入近地点约200公里、远地点约300公里的椭圆轨道。在天舟九号从近地点向远地点运动的过程中，关于地球对它的万有引力F及其运行速率v，下列说法正确的是（　　） A．F逐渐增大，v逐渐增大 B．F逐渐减小，v逐渐减小 C．F逐渐减小，v逐渐增大 D．F逐渐增大，v逐渐减小 【答案】B 【详解】从近地点到远地点，飞船到地心的距离r增大，根据万有引力定律 可知万有引力F逐渐减小。从近地点向远地点运动时，根据开普勒第二定律可知运行速率v逐渐减小。 故选B。 2．（2026·湖南·一模）如图为卫星的发射过程，发射后先在近地轨道①上做匀速圆周运动，再经过椭圆轨道②后，最终到达预定轨道③上，已知③轨道高度低于同步卫星轨道，下列说法正确的是（　　） A．卫星在轨道①上运行的速度大于地球的第一宇宙速度 B．卫星从轨道②上的P点运动到Q点过程中万有引力做正功 C．卫星在轨道②上P点的速度小于在轨道①上P点的速度 D．卫星在轨道②上的运行周期小于24h 【答案】D 【详解】A．根据 可得，可知卫星在轨道①的轨道半径略大于地球半径，圆轨道①上的运行速度一定小于等于第一宇宙速度，故A错误； B．卫星远离地球的过程需要克服万有引力做功，故B错误； C．从轨道①到轨道②需点火加速，卫星在轨道②上P点的速度大于在轨道①上P点的速度，故C错误； D．根据开普勒第三定律可得，可知卫星在轨道②上的运行周期小于在卫星在轨道③上的运行周期，则卫星在轨道②上的运行周期小于24h，故D正确。 故选D。 3．（2026·山东泰安·一模）如图所示，有两颗绕地球做椭圆运动的卫星1和卫星2，它们轨道的近地点到地球表面的最近距离均为，远地点到地球表面的最近距离分别为、，环绕地球运动的周期之比。已知万有引力常量为，地球表面的重力加速度为，忽略地球的自转，两卫星均可看作质点，则地球质量为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据开普勒第三定律，卫星1和卫星2的周期之比，可求卫星1和卫星2的半长轴之比为 根据几何关系， 联立解得地球的半径 根据密度公式，忽略地球的自转，地球质量满足 解得 故选A。 4．（2026·河北·一模）外太空小行星若有撞击地球风险，人类将主动干预，使得小行星偏离原有的轨道。如图所示，假设某颗小行星绕太阳做圆周运动，轨道半径为r，运动方向如箭头所示。探测器在P处以较大速度撞击小行星并结合为一体。小行星的轨道变为图中虚线椭圆轨道，远日点仍为P，近日点为Q，Q到太阳的距离为r1。下列说法正确的是（　　） A．撞击后小行星绕太阳运行的周期可能不变 B．撞击后小行星经过Q点的速度比撞击前的速度大 C．撞击后小行星最大速度与最小速度之比为 D．探测器可能从后面追上小行星并撞击 【答案】B 【详解】A．由于撞击后轨道的半长轴小于撞击前轨道半径，根据开普勒第三定律可知，撞击后小行星绕太阳运行的周期变小，故A错误； C．撞击后在近日点Q的速度最大，在远日点P的速度最小，根据开普勒第二定律可得，故C错误； D．探测器和小行星撞击后，小行星速度变小，轨迹才会变为图中虚线，设探测器质量为m1，速度为v0，小行星质量为m2，速度为v，撞击后探测器和小行星整体速度变为vʹ，探测器若从后面追上小行星撞击，有 根据动量守恒定律有 可得 不符合实际，故D错误； B．小行星从远日点运动到近日点过程，根据机械能守恒定律可得， 解得 撞击后与撞击前相比，r远不变，r近变小，则v近增大，即撞击后小行星经过Q点的速度比撞击前的速度大，故B正确。 故选B。 5．（2026·山东菏泽·一模）地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预测下次飞近地球将在2061年。若哈雷彗星在近日点和远日点与太阳中心的距离为和。则（　　） A．哈雷彗星的公转周期大约为150年 B．哈雷彗星在近日点与远日点的速度比值 C．哈雷彗星在近日点和远日点的加速度大小之比 D．哈雷彗星通过与地球轨道的交点时的速度小于地球经过该点时的速度 【答案】B 【详解】A．哈雷彗星最近出现1986年，下次2061年，公转周期年，不是150年， 故A错误； B．根据开普勒第二定律（面积定律），取极短时间，哈雷彗星在近日点、远日点扫过面积相等 整理得 即近日点与远日点速度比为，故B正确； C．加速度由万有引力提供，由 得 因此近日点与远日点加速度比 不是，故C错误； D．地球在该点做匀速圆周运动，速度满足 哈雷彗星在交点处，接下来会向远日点（远离太阳）运动，做离心运动，万有引力小于所需向心力： 得 即哈雷彗星速度更大，故D错误。 故选B。 万有引力定律 考点2 一、单选题 1．（2026·广西桂林·一模）在中国航天领域迅猛发展的当下，发射卫星进一步探测火星及周边的小行星带，能为我国深空探测打下基础。若测得某小行星表面的重力加速度大小为地球的，小行星的半径为地球的半径的，地球和小行星均视为质量分布均匀的球体，则地球的密度是该小行星密度的（　　） A． B．5倍 C． D．2倍 【答案】A 【详解】根据 可得 可知地球的密度是该小行星密度的，选项A正确,BCD错误。 故选A。 2．（2026·湖北·一模）天问一号环绕器在一定高度绕火星做匀速圆周运动，其周期为T。已知火星表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，以下分析中正确的是（　　） A．由上述物理量可以估算火星质量 B．由上述物理量可以估算火星密度 C．天问一号的环绕速度小于火星的第一宇宙速度 D．天问一号的向心加速度大于火星表面的重力加速度 【答案】C 【详解】A．根据万有引力公式，可知 且有 若要计算火星的质量M，缺少半径R或环绕器的高度h，故A错误； B．根据密度公式和万有引力公式，有 由于未知，故B错误； C．万有引力充当向心力，有 解得环绕速度 第一宇宙速度相当于时的环绕速度。由于环绕器的轨道半径大于火星半径，所以环绕器的速度要小于第一宇宙速度，故C正确； D．环绕器向心加速度为 火星表面重力加速度为 由于 因此，故D错误。 故选C。 3．（2026·福建泉州·一模）月球绕地球公转的同时也在自转，月球的自转周期恰好与公转周期相同，使得月球始终以同一面朝向地球，这种现象称为“同步自转”。月球公转近似看成半径为r的圆周运动。已知月球半径为R0，地球半径为R，地球极地处的重力加速度大小为g。月球表面各处的重力加速度因自转而不同，其极地与赤道处的重力加速度大小之差为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】在地球极地处，万有引力等于重力 地球对月球的万有引力提供向心力 在月球极地处 在月球赤道处 联立，解得 故选A。 4．（2026·江西九江·一模）我国计划在2028年前后实施两次火星探测任务。某兴趣小组根据下表提供的信息，据此提出了一些说法，其中正确的是（　　） 到太阳的距离 质量 直径 自转周期 地球 L M d T 火星 1.5L 0.11M 0.5d T A．可以计算出太阳质量 B．地球表面重力加速度和火星表面重力加速度大小之比为 C．火星第一宇宙速度和地球第一宇宙速度之比为 D．地球绕太阳的周期和火星绕太阳的周期之比为1 【答案】B 【详解】A．要计算太阳质量，需利用万有引力定律，但题目仅提供行星到太阳的距离，未给出绕太阳运动周期、线速度、角速度、频率、转速这些物理量的其中一个，因此无法计算太阳质量，故A错误； B．计算表面重力加速度，在行星表面，忽略行星自转影响，物体受到的万有引力等于其重力，得 化简得 其中为行星半径，地球半径，火星半径 所以，故B正确； C．第一宇宙速度可看作卫星贴近中心天体表面绕中心天体做圆周运动时的速度，此时圆周运动的半径为中心天体的半径，万有引力充当向心力得 化简得 所以，故C错误； D．根据开普勒第三定律，火星与地球轨道半径之比，则周期之比为，故D错误。 故选B。 5．（2026·广东深圳·一模）在人类星际移民探索中，中国科学家正将目光投向土星的卫星“土卫六”。土卫六绕土星、月球绕地球的运动均可视为匀速圆周运动，土卫六的轨道半径约为月球轨道半径的3倍，公转周期约为月球公转周期的。土星与地球质量之比约为（　　） A．225 B．75 C．5 D．1.8 【答案】B 【详解】卫星绕中心天体做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，则有 解得中心天体质量 可知，土星与地球的质量比值为 根据题意有， 解得 故选B。 6．（2026·河南郑州·一模）2025年8月，我国揽月月面着陆器着陆起飞综合验证试验取得圆满成功。如图，为了在地球上模拟月球重力环境，试验时把着陆器悬挂在重力补偿系统下方，为其提供合适的拉力。已知地球质量是月球的倍、半径是月球的倍，着陆器质量为，地球表面的重力加速度为，则重力补偿系统对着陆器提供的拉力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据 得 月球表面的重力加速度 重力补偿系统对着陆器提供的拉力大小为 解得 故选A。 二、多选题 7．（2026·河南湘豫名校·一模）“蛟龙号”载人潜水器由中国自行设计、自主集成研制工作。蛟龙号载人潜水器的最大下潜深度为，这一数据来源于其2012年在马里亚纳海沟创下的中国载人深潜纪录。某同学设计了一个可以监测“蛟龙号”深潜器下潜深度的装置，在“蛟龙号”深潜器中悬挂一个单摆，通过观测单摆周期的变化来判断“蛟龙号”深潜器下潜深度的变化情况。“蛟龙号”深潜器全程匀速运动，假定地球的密度均匀，已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零。下列判断正确的是（　　） A．若发现单摆摆动变慢，则说明“蛟龙号”深潜器正在上升 B．若发现单摆摆动变慢，则说明“蛟龙号”深潜器正在下潜 C．“蛟龙号”深潜器上升到海面时，单摆的周期最大 D．“蛟龙号”深潜器上升到海面时，单摆的周期最小 【答案】BD 【详解】AB．在海平面处的重力加速度满足 在下潜深度为的重力加速度满足 式中表示下潜深度为以下的地球的质量，表示下潜深度为处的重力加速度，而， 解得 而单摆周期 所以若发现单摆摆动变慢，周期变大，重力加速度变小，说明“蛟龙号”深潜器正在下潜，故A错误，B正确； CD．由以上分析可知，“蛟龙号”深潜器上升到海面时，重力加速度最大，所以单摆的周期最小，故C错误，D正确。 故选BD。 万有引力定律的应用 考点3 一、单选题 1．（2026·江苏南京六合区名校·一模）飞天揽月，奔月取壤，“嫦娥五号”完成了中国航天史上一次壮举。如图所示为“嫦娥五号”着陆月球前部分轨道的简化示意图，Ⅰ是地月转移轨道，Ⅱ、Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ的远月点和近月点。已知圆轨道Ⅳ到月球表面的距离为h，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，不考虑月球的自转。下列关于“嫦娥五号”的说法正确的是（　　） A．由Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道，需在P处向前喷气，由Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道，需在Q处向后喷气 B．在Ⅱ轨道上稳定运行时经过P点的加速度大于经过Q点的加速度 C．在Ⅳ轨道上绕月运行的速度大小为 D．在Ⅲ轨道上的机械能比Ⅳ轨道上的小 【答案】C 【详解】A．由I轨道进入II轨道需在P点处进行减速，应向前喷气，由II轨道进入Ⅲ轨道需在Q处进行减速，应向前喷气，故A错误； B．在Ⅱ轨道上稳定运行时，根据牛顿第二定律可得 解得 而P点的半径更大，所以P点的加速度比Q点的加速度小，故B错误； C．在Ⅳ轨道上时，嫦娥五号做匀速圆周运动，由牛顿第二定律 月球表面的重力加速度为g，则 联立解得在Ⅳ轨道上绕月运行的速度大小为 故C正确； D．由Ⅲ轨道进入Ⅳ轨道需在Q处向前喷气减速，所以嫦娥五号在Ⅲ轨道上的机械能比Ⅳ轨道上大，故D错误。 故选C。 2．（2026·湖北八校·一模）2022年10月25日，中国综合性太阳探测卫星“夸父一号”幸运地拍到了日偏食，该卫星轨道为近极地太阳同步晨昏轨道，可视为圆轨道，轨道高度小于地球静止卫星轨道高度。如图所示，a为“夸父一号”，b为地球静止卫星，c为赤道上随地球一起转动的物体。地球自转周期为T，地球半径为R，赤道上重力加速度为g，引力常量为G，则（　　） A．地球的质量为 B．a、b、c的线速度大小关系为 C．a、b、c的周期大小关系为 D．地球静止卫星距地面高度为 【答案】D 【详解】A．对物体c，根据牛顿第二定律 解得 故A错误； B．根据卫星绕地球做圆周运动时万有引力提供向心力，可知 解得 因为a的轨道半径低于b的轨道半径，则有 静止卫星和赤道上物体的周期相同，由 则有 综合以上有 故B错误； C．由万有引力提供向心力 解得 因为a的轨道半径低于b的轨道半径，则有 即 故C错误； D．设静止卫星距地面的高度为H，则有 解得 故D正确。 故选D。 3．（2026·江苏·一模）神舟二十二号无人应急飞船与空间站对接形成新组合体，在空间站原轨道上绕地球做匀速圆周运动。与对接前相比，对接后新组合体（    ） A．线速度变大 B．周期变大 C．加速度变大 D．动能变大 【答案】D 【详解】ABC．对接后新组合体在空间站原轨道上绕地球做匀速圆周运动，轨道半径不变。根据万有引力提供向心力： 得，，都不变，故ABC错误； D．由上述分析可知对接后新组合体在空间站原轨道上绕地球做匀速圆周运动速度大小不变，但对接后新组合体质量增加，故动能变大，故D正确。 故选D。 4．（2026·重庆·一模）2025年2月28日，太阳系中出现了“七星连珠”天文现象。为了解此类现象的周期，天文爱好者利用人工智能来模拟探究地球系统的“三星连珠”（三星位于地球同侧且共线）。如图所示，卫星a、b绕地球做匀速圆周运动的周期分别为19.2h、18h，地球同步卫星的周期为24h（等于1d），则a、b和同步卫星出现“三星连珠”的周期为（三星轨道在同一平面内且环绕方向相同）（    ） A．6d B．8d C．12d D．20d 【答案】C 【详解】设内侧卫星（a或b）与同步卫星每次相距最近的周期为T，则有 可得 其中a的周期为19.2h，代入解得，a与同步卫星每隔4d相距最近 其中b的周期为18h， 代入解得，b与同步卫星每隔3d相距最近 则 “三星连珠”的最小周期为T1和T2的最小公倍数，即。 故选C。 5．（2026·湖南·一模）如图为卫星的发射过程，发射后先在近地轨道①上做匀速圆周运动，再经过椭圆轨道②后，最终到达预定轨道③上，已知③轨道高度低于同步卫星轨道，下列说法正确的是（　　） A．卫星在轨道①上运行的速度大于地球的第一宇宙速度 B．卫星从轨道②上的P点运动到Q点过程中万有引力做正功 C．卫星在轨道②上P点的速度小于在轨道①上P点的速度 D．卫星在轨道②上的运行周期小于24h 【答案】D 【详解】A．根据 可得，可知卫星在轨道①的轨道半径略大于地球半径，圆轨道①上的运行速度一定小于等于第一宇宙速度，故A错误； B．卫星远离地球的过程需要克服万有引力做功，故B错误； C．从轨道①到轨道②需点火加速，卫星在轨道②上P点的速度大于在轨道①上P点的速度，故C错误； D．根据开普勒第三定律可得，可知卫星在轨道②上的运行周期小于在卫星在轨道③上的运行周期，则卫星在轨道②上的运行周期小于24h，故D正确。 故选D。 6．（2026·山东济南·一模）如图所示，嫦娥六号卫星在登月过程中，通过近月制动后进入“停泊轨道”运行一段时间，“停泊轨道”是一条近月点处离月球表面约200km、远月点处离月球表面约2200km的椭圆轨道。假设卫星只在月球引力的作用下在该轨道上运行，下列说法正确的是（    ） A．卫星在近月点的速度小于在远月点的速度 B．卫星在近月点的加速度小于在远月点的加速度 C．卫星从近月点到远月点的过程中机械能不断增加 D．卫星在该轨道的运行周期与卫星在离月球表面约1200km处圆轨道的运行周期相等 【答案】D 【详解】A．卫星从近月点向远月点运动时，需要克服万有引力做功，卫星的动能减小，因此卫星在近月点的速度大于远月点的速度，故A错误； B．万有引力提供卫星圆周运动的向心力，则有 解得 由于卫星在近月点的距离小于远月点的距离，因此卫星在近月点的加速度大于在远月点的加速度，故B错误； C．卫星从近月点向远月点运动的过程中，只有万有引力做功，卫星的机械能守恒，故C错误； D．设月球的半径为,卫星在该轨道运行时，其轨道半长轴为 结合题意可知，卫星在离月球表面约1200km处圆周运动时的轨道半径为 根据开普勒第三定律可知，卫星在该轨道的运行周期与卫星在离月球表面约1200km处圆轨道的运行周期相等，故D正确。 故选D。 7．（2026·云南昆明·一模）如图为嫦娥三号登月轨迹示意图。图中M点为环地球运行的近地点，N点为环月球运行的近月点。为环月球运行的圆轨道，为环月球运行的椭圆轨道，下列说法中正确的是（　　） A．嫦娥三号在环地球轨道上的运行速度一定大于 B．嫦娥三号的发射速度必须大于 C．设嫦娥三号在圆轨道上经过N点时的加速度为，在椭圆轨道上经过N点时的加速度为，则 D．嫦娥三号从椭圆轨道进入圆轨道时，必须在N点减速 【答案】D 【详解】A．第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的最大速度，嫦娥三号在环地球轨道上的运行速度小于或等于，故A错误； B．地球的第二宇宙速度是，达到此值时，卫星将脱离地球的束缚，绕太阳运动，故嫦娥三号在环地球轨道上的运行速度不可能大于，故B错误； C．根据万有引力和牛顿第二定律得 有 由此可知，故C错误； D．嫦娥三号从椭圆轨道进入圆轨道时，做近心运动，必须在点减速，故D正确。 故选D。 8．（2026·湖南·一模）国际空间站将在2030年左右退役，届时中国天宫空间站将成为世界上唯一的空间站，继续承载着人类的太空梦想。天宫空间站在距地面约400km高的近圆轨道上运行，大约每90min绕地球运动一周。下列关于天宫空间站说法正确的是（　　） A．空间站运行的角速度小于地球自转的角速度 B．空间站的运行速度小于同步卫星的运行速度 C．在空间站内进行科学实验时托盘天平可正常使用 D．空间站内的航天员在24小时内大约可以观测到16次日出和日落 【答案】D 【详解】A．地球自转周期为24 h（86400 s），角速度 空间站运行周期为5400 s，角速度 比较得 ，故空间站角速度大于地球自转角速度，A错误。 B．同步卫星轨道高度约36000 km，周期24 h。由万有引力提供向心力，可得，因，故，即空间站速度大于同步卫星速度，B错误。 C．空间站处于失重状态（重力提供向心力，内部为微重力环境），托盘天平依赖重力平衡测量质量，在失重条件下无法正常工作，故C错误。 D．空间站运行周期为90 min，24h（1440 min）内绕地球圈数。每绕地球一圈，航天员经历一次日出和一次日落（因轨道运动穿越昼夜区域），故24 h内可观测到约16次日出和16次日落，D正确。 故选D。 9．（2026·安徽合肥·一模）2025年11月1日4时58分，在轨执行任务的神舟二十号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟二十一号航天员乘组入驻中国空间站，这是中国航天史上第7次“太空会师”。空间站的运动可视为匀速圆周运动，其运动周期为T，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，忽略地球自转的影响，则空间站距地球表面的高度为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】万有引力提供向心力有 忽略地球自转有 解得 故选D。 10．（2026·山东济宁·一模）2025年7月15日，天舟九号货运飞船成功对接空间站天和核心舱，交会对接的示意图如图所示，飞船首先进入预定圆轨道I，之后经椭圆轨道II与在圆轨道II运行的空间站在点完成交会对接，对接后空间站仍在圆轨道II运行。已知轨道I、III的半径分别为、，轨道I、II相切于点，轨道II、III相切于点。下列说法正确的是（　　） A．飞船在轨道I上的周期小于在轨道II上的周期 B．飞船在轨道I上的机械能大于在轨道II上的机械能 C．飞船与空间站完成对接后，空间站的运行加速度变小 D．飞船在轨道II上运行时，在、两点的速度之比为 【答案】A 【详解】A．由开普勒第三定律可得，轨道I半径小于轨道II的半长轴，故飞船在轨道I上的周期小于在轨道II上的周期，故A正确； B．飞船从轨道I变轨到轨道II需加速，机械能增大，故B错误； C．对接后空间站质量增大但轨道不变，根据 可得加速度不变，故C错误； D．由开普勒第二定律可得 得 ，故D错误。 故选A。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 万有引力定律与航天 3大考点概览 考点01 开普勒行星运动定律 考点02 万有引力定律 考点03 万有引力定律的应用 开普勒行星运动定律 考点1 一、单选题 1．（2026·贵州贵阳·一模）天舟九号货物飞船于2025年7月15日成功发射，保障了神舟二十号和二十一号乘组在轨期间的物资需求。天舟九号发射后，火箭将其送入近地点约200公里、远地点约300公里的椭圆轨道。在天舟九号从近地点向远地点运动的过程中，关于地球对它的万有引力F及其运行速率v，下列说法正确的是（　　） A．F逐渐增大，v逐渐增大 B．F逐渐减小，v逐渐减小 C．F逐渐减小，v逐渐增大 D．F逐渐增大，v逐渐减小 2．（2026·湖南·一模）如图为卫星的发射过程，发射后先在近地轨道①上做匀速圆周运动，再经过椭圆轨道②后，最终到达预定轨道③上，已知③轨道高度低于同步卫星轨道，下列说法正确的是（　　） A．卫星在轨道①上运行的速度大于地球的第一宇宙速度 B．卫星从轨道②上的P点运动到Q点过程中万有引力做正功 C．卫星在轨道②上P点的速度小于在轨道①上P点的速度 D．卫星在轨道②上的运行周期小于24h 3．（2026·山东泰安·一模）如图所示，有两颗绕地球做椭圆运动的卫星1和卫星2，它们轨道的近地点到地球表面的最近距离均为，远地点到地球表面的最近距离分别为、，环绕地球运动的周期之比。已知万有引力常量为，地球表面的重力加速度为，忽略地球的自转，两卫星均可看作质点，则地球质量为（　　） A． B． C． D． 4．（2026·河北·一模）外太空小行星若有撞击地球风险，人类将主动干预，使得小行星偏离原有的轨道。如图所示，假设某颗小行星绕太阳做圆周运动，轨道半径为r，运动方向如箭头所示。探测器在P处以较大速度撞击小行星并结合为一体。小行星的轨道变为图中虚线椭圆轨道，远日点仍为P，近日点为Q，Q到太阳的距离为r1。下列说法正确的是（　　） A．撞击后小行星绕太阳运行的周期可能不变 B．撞击后小行星经过Q点的速度比撞击前的速度大 C．撞击后小行星最大速度与最小速度之比为 D．探测器可能从后面追上小行星并撞击 5．（2026·山东菏泽·一模）地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预测下次飞近地球将在2061年。若哈雷彗星在近日点和远日点与太阳中心的距离为和。则（　　） A．哈雷彗星的公转周期大约为150年 B．哈雷彗星在近日点与远日点的速度比值 C．哈雷彗星在近日点和远日点的加速度大小之比 D．哈雷彗星通过与地球轨道的交点时的速度小于地球经过该点时的速度 万有引力定律 考点2 一、单选题 1．（2026·广西桂林·一模）在中国航天领域迅猛发展的当下，发射卫星进一步探测火星及周边的小行星带，能为我国深空探测打下基础。若测得某小行星表面的重力加速度大小为地球的，小行星的半径为地球的半径的，地球和小行星均视为质量分布均匀的球体，则地球的密度是该小行星密度的（　　） A． B．5倍 C． D．2倍 2．（2026·湖北·一模）天问一号环绕器在一定高度绕火星做匀速圆周运动，其周期为T。已知火星表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，以下分析中正确的是（　　） A．由上述物理量可以估算火星质量 B．由上述物理量可以估算火星密度 C．天问一号的环绕速度小于火星的第一宇宙速度 D．天问一号的向心加速度大于火星表面的重力加速度 3．（2026·福建泉州·一模）月球绕地球公转的同时也在自转，月球的自转周期恰好与公转周期相同，使得月球始终以同一面朝向地球，这种现象称为“同步自转”。月球公转近似看成半径为r的圆周运动。已知月球半径为R0，地球半径为R，地球极地处的重力加速度大小为g。月球表面各处的重力加速度因自转而不同，其极地与赤道处的重力加速度大小之差为（　　） A． B． C． D． 4．（2026·江西九江·一模）我国计划在2028年前后实施两次火星探测任务。某兴趣小组根据下表提供的信息，据此提出了一些说法，其中正确的是（　　） 到太阳的距离 质量 直径 自转周期 地球 L M d T 火星 1.5L 0.11M 0.5d T A．可以计算出太阳质量 B．地球表面重力加速度和火星表面重力加速度大小之比为 C．火星第一宇宙速度和地球第一宇宙速度之比为 D．地球绕太阳的周期和火星绕太阳的周期之比为1 5．（2026·广东深圳·一模）在人类星际移民探索中，中国科学家正将目光投向土星的卫星“土卫六”。土卫六绕土星、月球绕地球的运动均可视为匀速圆周运动，土卫六的轨道半径约为月球轨道半径的3倍，公转周期约为月球公转周期的。土星与地球质量之比约为（　　） A．225 B．75 C．5 D．1.8 6．（2026·河南郑州·一模）2025年8月，我国揽月月面着陆器着陆起飞综合验证试验取得圆满成功。如图，为了在地球上模拟月球重力环境，试验时把着陆器悬挂在重力补偿系统下方，为其提供合适的拉力。已知地球质量是月球的倍、半径是月球的倍，着陆器质量为，地球表面的重力加速度为，则重力补偿系统对着陆器提供的拉力大小为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 7．（2026·河南湘豫名校·一模）“蛟龙号”载人潜水器由中国自行设计、自主集成研制工作。蛟龙号载人潜水器的最大下潜深度为，这一数据来源于其2012年在马里亚纳海沟创下的中国载人深潜纪录。某同学设计了一个可以监测“蛟龙号”深潜器下潜深度的装置，在“蛟龙号”深潜器中悬挂一个单摆，通过观测单摆周期的变化来判断“蛟龙号”深潜器下潜深度的变化情况。“蛟龙号”深潜器全程匀速运动，假定地球的密度均匀，已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零。下列判断正确的是（　　） A．若发现单摆摆动变慢，则说明“蛟龙号”深潜器正在上升 B．若发现单摆摆动变慢，则说明“蛟龙号”深潜器正在下潜 C．“蛟龙号”深潜器上升到海面时，单摆的周期最大 D．“蛟龙号”深潜器上升到海面时，单摆的周期最小 万有引力定律的应用 考点3 一、单选题 1．（2026·江苏南京六合区名校·一模）飞天揽月，奔月取壤，“嫦娥五号”完成了中国航天史上一次壮举。如图所示为“嫦娥五号”着陆月球前部分轨道的简化示意图，Ⅰ是地月转移轨道，Ⅱ、Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ的远月点和近月点。已知圆轨道Ⅳ到月球表面的距离为h，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，不考虑月球的自转。下列关于“嫦娥五号”的说法正确的是（　　） A．由Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道，需在P处向前喷气，由Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道，需在Q处向后喷气 B．在Ⅱ轨道上稳定运行时经过P点的加速度大于经过Q点的加速度 C．在Ⅳ轨道上绕月运行的速度大小为 D．在Ⅲ轨道上的机械能比Ⅳ轨道上的小 2．（2026·湖北八校·一模）2022年10月25日，中国综合性太阳探测卫星“夸父一号”幸运地拍到了日偏食，该卫星轨道为近极地太阳同步晨昏轨道，可视为圆轨道，轨道高度小于地球静止卫星轨道高度。如图所示，a为“夸父一号”，b为地球静止卫星，c为赤道上随地球一起转动的物体。地球自转周期为T，地球半径为R，赤道上重力加速度为g，引力常量为G，则（　　） A．地球的质量为 B．a、b、c的线速度大小关系为 C．a、b、c的周期大小关系为 D．地球静止卫星距地面高度为 3．（2026·江苏·一模）神舟二十二号无人应急飞船与空间站对接形成新组合体，在空间站原轨道上绕地球做匀速圆周运动。与对接前相比，对接后新组合体（    ） A．线速度变大 B．周期变大 C．加速度变大 D．动能变大 4．（2026·重庆·一模）2025年2月28日，太阳系中出现了“七星连珠”天文现象。为了解此类现象的周期，天文爱好者利用人工智能来模拟探究地球系统的“三星连珠”（三星位于地球同侧且共线）。如图所示，卫星a、b绕地球做匀速圆周运动的周期分别为19.2h、18h，地球同步卫星的周期为24h（等于1d），则a、b和同步卫星出现“三星连珠”的周期为（三星轨道在同一平面内且环绕方向相同）（    ） A．6d B．8d C．12d D．20d 5．（2026·湖南·一模）如图为卫星的发射过程，发射后先在近地轨道①上做匀速圆周运动，再经过椭圆轨道②后，最终到达预定轨道③上，已知③轨道高度低于同步卫星轨道，下列说法正确的是（　　） A．卫星在轨道①上运行的速度大于地球的第一宇宙速度 B．卫星从轨道②上的P点运动到Q点过程中万有引力做正功 C．卫星在轨道②上P点的速度小于在轨道①上P点的速度 D．卫星在轨道②上的运行周期小于24h 6．（2026·山东济南·一模）如图所示，嫦娥六号卫星在登月过程中，通过近月制动后进入“停泊轨道”运行一段时间，“停泊轨道”是一条近月点处离月球表面约200km、远月点处离月球表面约2200km的椭圆轨道。假设卫星只在月球引力的作用下在该轨道上运行，下列说法正确的是（    ） A．卫星在近月点的速度小于在远月点的速度 B．卫星在近月点的加速度小于在远月点的加速度 C．卫星从近月点到远月点的过程中机械能不断增加 D．卫星在该轨道的运行周期与卫星在离月球表面约1200km处圆轨道的运行周期相等 7．（2026·云南昆明·一模）如图为嫦娥三号登月轨迹示意图。图中M点为环地球运行的近地点，N点为环月球运行的近月点。为环月球运行的圆轨道，为环月球运行的椭圆轨道，下列说法中正确的是（　　） A．嫦娥三号在环地球轨道上的运行速度一定大于 B．嫦娥三号的发射速度必须大于 C．设嫦娥三号在圆轨道上经过N点时的加速度为，在椭圆轨道上经过N点时的加速度为，则 D．嫦娥三号从椭圆轨道进入圆轨道时，必须在N点减速 8．（2026·湖南·一模）国际空间站将在2030年左右退役，届时中国天宫空间站将成为世界上唯一的空间站，继续承载着人类的太空梦想。天宫空间站在距地面约400km高的近圆轨道上运行，大约每90min绕地球运动一周。下列关于天宫空间站说法正确的是（　　） A．空间站运行的角速度小于地球自转的角速度 B．空间站的运行速度小于同步卫星的运行速度 C．在空间站内进行科学实验时托盘天平可正常使用 D．空间站内的航天员在24小时内大约可以观测到16次日出和日落 9．（2026·安徽合肥·一模）2025年11月1日4时58分，在轨执行任务的神舟二十号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟二十一号航天员乘组入驻中国空间站，这是中国航天史上第7次“太空会师”。空间站的运动可视为匀速圆周运动，其运动周期为T，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，忽略地球自转的影响，则空间站距地球表面的高度为（　　） A． B． C． D． 10．（2026·山东济宁·一模）2025年7月15日，天舟九号货运飞船成功对接空间站天和核心舱，交会对接的示意图如图所示，飞船首先进入预定圆轨道I，之后经椭圆轨道II与在圆轨道II运行的空间站在点完成交会对接，对接后空间站仍在圆轨道II运行。已知轨道I、III的半径分别为、，轨道I、II相切于点，轨道II、III相切于点。下列说法正确的是（　　） A．飞船在轨道I上的周期小于在轨道II上的周期 B．飞船在轨道I上的机械能大于在轨道II上的机械能 C．飞船与空间站完成对接后，空间站的运行加速度变小 D．飞船在轨道II上运行时，在、两点的速度之比为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $