抢分猜押06 选择题：万有引力与宇宙航行（天津专用）2026年高考物理终极冲刺讲练测

抢分猜押06 选择题：万有引力与宇宙航行 (天津专用） 重难解读 天津高考该模块以选择题为主，侧重公式推导与情景应用。核心考中心天体质量/密度、卫星变轨、宇宙速度、同步卫星四大考点。难点：变轨问题（加速离心、减速近心）、轨道半径与线速度/角速度/周期的关系（越远越慢、周期越长）。易错：混淆中心天体与环绕天体质量、忽略星球自转影响、变轨前后速度/能量判断。备考关键：牢记黄金代换公式，画轨道图分析受力，抓“万有引力提供向心力”核心逻辑。 命题预测 2026天津高考仍以选择题命题，聚焦卫星变轨、中心天体参数、同步卫星三大热点。重点考查：万有引力提供向心力、黄金代换、轨道半径与物理量的关系。高频难点：变轨时速度、加速度、机械能变化。 命题贴近航天热点，重基础模型，计算简单，侧重逻辑判断。 考点1 开普勒定律 1．（2026·天津河西·一模）中国在深空探测领域的技术已进入世界先进行列。如图所示，探测器在靠近某行星的过程中，先后在环绕行星的圆形轨道Ⅲ、椭圆轨道Ⅱ和圆形轨道Ⅰ上运行。已知轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于、两点，轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为和，探测器在轨道Ⅰ上运行的周期为，则探测器（　　） A．在轨道Ⅱ上从点运行到点历时 B．在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的线速度大小之比为 C．在轨道Ⅲ上运行时的机械能大于其在轨道Ⅰ上运行时的机械能 D．在轨道Ⅱ上经过点时的加速度大于其在轨道Ⅰ上经过点时的加速度 【答案】BC 【详解】A．椭圆轨道Ⅱ的半长轴为 由开普勒第三定律可知，探测器在轨道Ⅱ上运行的周期满足 可知 探测器在轨道Ⅱ上从点运行到点历时，故A错误； B．根据万有引力定律可知，探测器在轨道Ⅰ上运行的线速度大小满足 探测器在轨道Ⅲ上运行的线速度大小满足 两式联立可知，故B正确； C．探测器从轨道Ⅲ到轨道Ⅱ，需要在B点减速，动能减小，机械能减小；探测器在轨道Ⅱ上运行过程中机械能守恒；探测器从轨道Ⅱ到轨道Ⅰ，需要在A点减速，动能减小，机械能减小，所以探测器在轨道Ⅲ上运行时的机械能大于其在轨道Ⅰ上运行时的机械能，故C正确； D．根据牛顿第二定律可知探测器在点时的加速度满足 因此轨道Ⅱ上经过点时的加速度等于其在轨道Ⅰ上经过点时的加速度，故D错误。 故选BC。 2．（2025·天津·一模）发射载人飞船和空间站对接的简化示意图如图所示，先把飞船发射到近地圆轨道I，继而调整角度和高度，经过多次变轨不断逼近空间站轨道，当两轨道很接近时再从空间站下方、后方缓慢变轨接近。II是绕地球运行的椭圆轨道，III是绕地球运行、很接近空间站轨道的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道II的近地点和远地点。已知万有引力常量为G，地球半径为R，飞船在轨道I、II、III上运动的周期分别为。下列说法正确的是（　　） A． B．地球的质量为 C．飞船在II轨道时，P点比Q点的速度小 D．飞船需要适当加速才能与空间站进行对接 【答案】BD 【详解】A．由开普勒第三定律，可知 故A错误； B．飞船在轨道I上，万有引力提供向心力 解得地球的质量为故B正确； C．飞船在II轨道时从P到Q运行时万有引力做负功，速度变小，P点比Q点的速度大，故C错误； D．飞船需要适当加速做离心运动，才能与空间站进行对接，故D正确。 故选BD。 3．（2026·天津滨海新·模拟预测）如图所示，Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为；Ⅱ为地球赤道上方的近地卫星，两卫星运转方向相同。已知地球的自转周期为，万有引力常量为，根据题中条件，可求出（　　） A．卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为 B．卫星Ⅱ的周期为 C．地球的平均密度为 D．卫星Ⅱ可以连续直接接收到卫星Ⅰ发出的电磁波信号的时间为 【答案】CD 【详解】根据题意，由几何关系可知，卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的轨道半径分别为， A．由万有引力提供向心力有解得 可知，卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为故A错误； B．根据题意，由开普勒第三定律有其中 解得故B错误； C．根据题意，有万有引力提供向心力有解得 又有可得故C正确； D．根据公式可得，卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的角速度分别为， 设卫星Ⅱ可以连续直接接收到卫星Ⅰ发出的电磁波信号的时间为，则有 解得故D正确。 故选CD。 4．（2026·天津西青·模拟预测）如图所示，设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g0，卫星在半径为R的近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为4R的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动。设整个过程中卫星质量保持不变，则（　　） A．卫星在轨道Ⅱ上处于受力平衡状态 B．卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的周期之比为1:8 C．卫星在轨道Ⅲ的运行速率大于 D．卫星在轨道Ⅰ上的机械能大于轨道Ⅱ上的机械能 【答案】B 【详解】A．卫星在轨道Ⅱ上时，合外力等于其所受万有引力，加速度不等于0，此时卫星处于受力不平衡状态，故A错误； B．根据开普勒第三定律有 解得，故B正确； C．根据， 解得 即卫星在轨道Ⅲ的运行速率小于，故C错误； D．轨道Ⅰ相对于轨道Ⅱ是低轨道，由低轨道变轨到高轨道，需要在切点位置加速，可知，卫星在轨道Ⅰ上的机械能小于轨道Ⅱ上的机械能，故D错误。 故选B。 5．（2026·天津南开·模拟预测）2025年8月9日凌晨0点31分，捷龙三号遥六运载火箭搭乘“东方航天港”号发射船在山东日照近海海域点火升空。此次发射采用一箭十一星的方式将吉利星座04组卫星送入600公里高度、倾角为的LEO轨道，发射任务取得圆满成功。若该卫星绕地球做圆周运动，运动周期小于地球自转周期，则该卫星（　　） A．轨道半径大于“静止”在赤道上空的地球同步卫星的轨道半径 B．轨道半径小于“静止”在赤道上空的地球同步卫星的轨道半径 C．发射速度小于第一宇宙速度 D．在轨道圆周运动速度大于第一宇宙速度 【答案】B 【详解】AB．由开普勒第三定律可知，周期越小，轨道半径越小。同步卫星周期等于地球自转周期（24小时），该卫星周期小于地球同步卫星周期，故轨道半径小于同步卫星，故B正确，A错误； CD．第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度，也是卫星环绕地球匀速圆周运动的最大速度，因此该卫星发射速度大于第一宇宙速度，在轨道圆周运动速度小于第一宇宙速度，故CD错误。 故选B。 6．（2025·天津·二模）2025年4月24日17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟二十号载人飞船与火箭成功分离，进入轨道高度约为300千米、倾角41.5度的圆轨道。之后经过变轨，于2025年4月24日23时49分与轨道高度约为400km的空间站成功对接。关于神舟二十号和空间站，下列说法正确的有（　　） A．变轨前，神舟二十号的运行速度小于空间站 B．变轨前，神舟二十号和空间站各自与地心连线在相等时间内扫过的面积相等 C．变轨后，神舟二十号的机械能一定小于变轨前的机械能 D．变轨后，神舟二十号的运行周期一定大于变轨前的运行周期 【答案】D 【详解】A．根据 卫星运行速度公式为 其中r为轨道半径（地球半径+轨道高度）。变轨前，神舟二十号轨道高度（300km）低于空间站（400km），故其轨道半径更小，运行速度更大，故A错误； B．开普勒第二定律指出，同一轨道上的卫星在相等时间内扫过的面积相等。但神舟二十号与空间站轨道不同，扫过的面积不相等，故B错误； C．从低轨道（300km）变轨至高轨道（400km）需两次加速，机械能增加。因此变轨后机械能应大于变轨前，故C错误； D．根据开普勒第三定律T2∝r3，轨道半径越大，周期越长。变轨后轨道半径增大，周期必然增大，故D正确。 故选D。 7．（2025·天津南开·二模）2024年7月19日，我国成功发射高分十一号05卫星。如图所示，高分十一号05卫星和另一颗卫星a分别沿圆轨道和椭圆轨道绕地球运行，圆轨道半径为R，椭圆轨道的近地点和远地点间的距离为2R，两轨道位于同一平面内，且A点为两轨道的一个交点，某时刻两卫星和地球在同一条直线上，线速度方向如图所示。只考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是（　　） A．高分十一号05卫星和卫星a分别运动到A点时的加速度不同 B．两卫星绕地球运行的周期相等 C．图示位置时，两卫星的线速度大小关系为 D．高分十一号05卫星的线速度大于地球的第一宇宙速度 【答案】B 【详解】A．根据牛顿第二定律可得 可得 可知高分十一号05 卫星和卫星a分别运动到A 点时的加速度相同，故A错误； B．根据开普勒第三定律，由于圆轨道的半径等于椭圆轨道的半长轴，所以两卫星绕地球运行的周期相等，故B正确； C．设沿椭圆轨道运行卫星在远地点变轨成绕地球做匀速圆周运动，则需要在变轨处点火加速，可知小于变轨后圆轨道的运行速度；卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力可得 可得 可知，则两卫星在图示位置的速度，故C错误； D．地球的第一宇宙速度等于近地卫星的运行速度，根据可知，高分十一号05卫星的线速度小于地球的第一宇宙速度，故D错误。 故选B。 8．（2025·天津滨海新·三模）我国现有多款手机支持天通卫星通讯。“天通”卫星发射过程如图：先用火箭将卫星送上椭圆轨道1，P、Q是远地点和近地点，随后变轨，至圆轨道2，再变轨至同步轨道3。轨道1、2相切于P点，轨道2、3相交于M、N两点。忽略卫星质量变化，下列说法正确的是（　　） A．卫星在轨道2和轨道3上的机械能E2=E3 B．卫星在轨道1和轨道2上的周期T1>T2 C．由轨道1变至轨道2，卫星在P点向前喷气 D．卫星在轨道1上P点的线速度大于在轨道3上的线速度 【答案】A 【详解】A．因为轨道2、3都是圆心相同的圆轨道，且能够相交于M、N点，所以圆轨道2、3半径相同势能相同，根据 卫星在轨道2、3的速度相同动能相同，故机械能相同E2=E3，故A正确； B．卫星在轨道2、3的半径相同且都大于轨道1的半长轴，根据开普勒第三定律可知T3＝T2＞T1，故B错误； C．由轨道1变至轨道2，由近心运动变至圆周运动，故需增加速度，卫星在P点向后喷气获得向前的反推力实现加速，故C错误。 D．卫星在轨道1上P点加速变轨到轨道2，线速度小于在轨道2上P点的线速度，故小于轨道3上的线速度，故D错误。 故选 D。 9．（2025·天津河西·一模）“北斗卫星导航系统”由多颗地球同步卫星和中圆地球轨道卫星（运行半径小于地球同步卫星轨道半径）组成。若将地球看作是质量均匀分布的球体，地球半径与地球同步卫星的轨道半径之比为k，则下列说法正确的是（　　） A．某颗卫星加速后可以追上前面在同一轨道上同向运行的另一颗卫星 B．为了保证北京的导航需求，一定有一颗地球同步卫星静止在北京上空 C．地球同步卫星运行的周期大于中圆地球轨道卫星的周期 D．地球北极重力加速度的大小与赤道重力加速度的大小之比为 【答案】C 【详解】A．在同一轨道上同向运行的卫星加速时将做离心运动，会脱离圆轨道运行，不可能追上前面的卫星，故A错误； B．根据万有引力提供向心力，地球同步卫星只能在赤道平面上空运行，无法静止在北京上空，故B错误； C．由于中圆地球轨道卫星运行半径小于地球同步卫星轨道半径，根据开普勒第三定律可知地球同步卫星运行的周期大于中圆地球轨道卫星的周期，故C正确； D．在北极有 在赤道有 对地球同步卫星有 联立可得 故D错误。 故选C。 10．（2025·天津·一模）我国发射的天问一号探测器经霍曼转移轨道到达火星附近后被火星捕获，经过系列变轨后逐渐靠近火星，如图所示，Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为其中的两个轨道。图中阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积，下列说法正确的是（　　） A．两阴影部分的面积相等 B．探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的加速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的加速度 C．探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度 D．探测器在Ⅰ轨道运行的周期小于在Ⅱ轨道运行的周期 【答案】C 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，卫星绕同一中心天体运动时，在同一轨道上相等时间内，卫星与中心天体连线扫过的面积相等，图中两个阴影部分是不同轨道上连线扫过的面积，则两阴影部分的面积不相等，故A错误； B．根据牛顿第二定律有 解得 可知，探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的加速度等于在Ⅰ轨道上通过P点时的加速度，故B错误； C．Ⅱ轨道相对于Ⅰ轨道是低轨道，由低轨道变轨到高轨道需要再切点位置加速，可知，探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度，故C正确； D．探测器在Ⅰ轨道运行的半长轴大于在Ⅱ轨道运行的半长轴，根据开普勒第三定律可知，探测器在Ⅰ轨道运行的周期大于在Ⅱ轨道运行的周期，故D错误。 故选C。 考点2 万有引力定律 1．（2025·天津红桥·二模）有天文爱好者利用该天文台观测发现，水星半径约为地球的，已知水星平均密度与地球平均密度相近，则近水星卫星与地球近地卫星线速度之比为（　　） A．64:9 B．8:3 C．3:8 D．9:64 【答案】C 【详解】卫星在行星表面绕行星做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力得 解得 又因为 解得 近水星卫星与地球近地卫星线速度之比为 故选C。 2．（2025·天津·一模）近似计算地月系统时可以认为月球绕着地球做匀速圆周运动，如图甲所示，月球绕地球运动的周期为。为了更精准测量地月系统，认为地月系统是一个双星系统，如图乙所示，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做匀速圆周运动，月球绕O点运动的周期为。若地球、月球质量分别为m地、m月，两球心相距为r，地球半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，地球的密度可表示为 B．图甲中月球绕地球运动的周期等于图乙中月球绕O点运动的周期 C．图乙中地月双星轨道中O点到地心距离为 D．图乙中地月双星转动的角速度与地月质量之和成正比 【答案】C 【详解】A．图甲中，根据万有引力提供向心力 设地球的半径为R，地球的体积为 图甲中，地球密度为 故A错误； BCD．根据万有引力提供向心力 解得图甲中月球绕地球运动的周期为 地月系统是一个双星系统，设地月双星轨道中O点到地心距离为，地月双星轨道中O点到月球圆心距离为，则 可得 且 解得、、 则 可知图甲月球绕地球运动的周期大于图（b）中月球绕O点运动的周期，故BD错误，C正确。 故选C。 3．（2025·天津·二模）2030年中国计划实现载人登月，到时我国宇航员可以在月球上进行一系列的物理实验。例如：在月球表面附近以初速度v₀竖直向上抛出一小球，测得其上升的最大高度为h，已知月球半径为R，引力常量为G，不考虑月球自转影响和其他星体对其影响，忽略一切阻力，下列说法不正确的是（　　） A．月球表面重力加速度的大小为 B．月球的质量为 C．在月球上发射卫星的最小发射速度大小为 D．若一颗卫星在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的周期为T，则月球的密度为 【答案】B 【详解】A．根据 可得月球表面重力加速度的大小为 选项A正确，不符合题意； B．根据 月球的质量为 选项B错误，符合题意； C．根据 可得在月球上发射卫星的最小发射速度大小为 选项C正确，不符合题意； D．若一颗卫星在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的周期为T，则根据， 可得月球的密度为 选项D正确，不符合题意。 故选B。 4．（2025·天津和平·二模）2025年1月10日，由中国团队开发的DeepSeek人工智能软件一经发布，火爆全球。资深天文爱好者小明同学用该软件搜索“火星与地球的重要参数比较”，得到如图所示的信息。已知火星、地球都是绕太阳公转的行星，忽略天体自转对重力的影响，根据表格中的数据，则下列分析正确的是（　　） 火星 地球 直径/km 质量/kg 与太阳的平均距离/km A．火星的公转周期比地球的公转周期小 B．轨道半径相等的火星卫星和地球卫星线速度大小相等 C．火星表面附近的重力加速度小于地球表面重力加速度 D．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度 【答案】C 【详解】A．行星绕太阳做匀速圆周运动时，有 可得 由表格数据可知火星的轨道半径较大，所以火星的公转周期比地球的公转周期大，故A错误； B．卫星绕行星做匀速圆周运动时，有 可得 对于轨道半径相等的火星卫星和地球卫星，由表格数据可知火星的质量较小，所以轨道半径相等的火星卫星和地球卫星线速度大小不相等，故B错误； C．在行星表面处，有 可得行星表面重力加速度为 则火星表面附近的重力加速度与地球表面重力加速度之比为 故C正确； D．行星的第一宇宙速度等于表面轨道卫星的运行速度，则有 可得 则火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为 故D错误。 故选C。 5．（2025·天津·一模）太阳系中，如图所示可以认为金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动。已知金星的半径是火星半径的n倍，金星的质量为火星质量的K倍。若忽略行星的自转，说法正确的是（　　） A．金星绕太阳运动的周期比火星大 B．金星的第一宇宙速度是火星的倍 C．金星表面的重力加速度是火星的倍 D．金星绕太阳的向心加速度小于火星绕太阳的向心加速度 【答案】B 【详解】A．根据开普勒第三定律可知，轨道半径越大，则周期越长，所以金星绕太阳运动的周期比火星小，故A错误； B．根据万有引力提供向心力 可得 由于金星的半径是火星半径的n倍，金星的质量为火星质量的K倍，则金星的第一宇宙速度是火星的倍，故B正确； C．根据万有引力与重力的关系可得 所以 所以金星表面的重力加速度是火星的倍，故C错误； D．根据万有引力提供向心力可得 所以 由于金星的轨道半径较小，所以金星绕太阳的向心加速度大于火星绕太阳的向心加速度，故D错误。 故选B。 6．（2025·天津滨海新·三模）下列选项中的科学理论或实践，属于同一位科学家所做贡献的是（　　） A．“提出光电效应方程”和“提出质能方程” B．“统一电磁场理论”和“实验发现电磁波存在” C．“发现万有引力定律”和“测出万有引力常量G” D．用“轰击获得质子”和“轰击获得” 【答案】A 【详解】A．爱因斯坦“提出光电效应方程”和“提出质能方程”，故A正确； B．麦克斯韦提出了“统一电磁场理论”，赫兹利用“实验发现电磁波存在”，故B错误； C．牛顿“发现万有引力定律”，卡文迪什利用扭秤实验“测出万有引力常量G”，故C错误； D．卢瑟福利用“轰击获得质子”，查德威克利用“轰击获得”，故D错误。 故选A。 7．（2025·天津和平·三模）2023年11月16日，长征二号丙运载火箭在酒泉成功发射了新一代海洋水色观察卫星海洋三号01星，海洋三号01星具有高度的科研价值和应用价值，代表着我国海洋水色系统卫星正式升级到第二代观测体系。若已知卫星运动轨道可看成圆轨道，运动周期为T，卫星离地面的飞行高度为h，地球半径为R，地球北极位置的重力加速度为g，引力常量为G。则下列说法正确的是（　　） A．海洋三号01星的发射速度大于 B．由题中已知的数据可得出地球的密度为 C．该卫星在预定轨道无动力独立飞行时绕地球一周所需时间为 D．该卫星在预定轨道无动力独立飞行时的速度大小可能为 【答案】C 【详解】A．是地球的第二宇宙速度，是物体摆脱地球的束缚进入环绕太阳运行轨道的最小发射速度，由于海洋三号01星依然绕地球运行，没有脱离地球的束缚，则海洋三号01星的发射速度小于，故A错误； B．地球北极位置的重力加速度为g，引力常量为G，则有万有引力等于重力 解得则有地球的密度故B错误； C．该卫星在预定轨道无动力独立飞行时，由万有引力提供向心力，则有 在地球北极位置，万有引力等于重力，则有解得故C正确； D．卫星绕地球做圆周运动时，由万有引力提供向心力，则有 解得 海洋三号卫星的轨道大于地球的半径，故其运行速度小于近地卫星的环绕速度，即小于地球的第一宇宙速度，所以其在预定轨道无动力飞行时的速度不可能达到，故D错误。 故选C。 8．（2025·天津滨海新·三模）北京时间2024年4月25日20时59分搭载神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十八号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。设神舟十八号飞船做匀速圆周运动，离地高度为，绕地圈的时间为，引力常量为，地球半径为，则（　　） A．卫星的角速度大小为 B．卫星的线速度大小为 C．地球的质量为 D．地球表面重力加速度大小为 【答案】B 【详解】A．卫星的角速度大小为又联立，解得故A错误； B．卫星的线速度大小为 故B正确； C．根据解得地球的质量为故C错误； D．由联立，解得故D错误。 故选B。 9．（2026·天津滨海新·模拟预测）北京时间2024年4月26日，神舟十八号载人飞船升空6.5小时后采用自主快速交会对接模式，对接于中国空间站天和核心舱径向对接口。当天05时04分，在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组顺利打开舱门，迎接神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”。若神舟十八号载人飞船绕地球的运动看作匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，引力常量为G，则（　　） A．神舟十八号载人飞船的运行速度大于7.9 km/s B．地球的质量为 C．地球表面重力加速度为 D．若离地高度增大为2h，神舟十八号载人飞船运行周期将会减小 【答案】C 【详解】A．第一宇宙速度7.9 km/s，是最大的环绕速度，是围绕地球表面运行时的线速度，而神舟十五号载人飞船不是绕地球表面运行，故神舟十五号的运行速度小于7.9 km/s，故A错误； B．根据 可得地球的质量为 故B错误； C．根据可得地球表面重力加速度为故C正确； D．根据开普勒第三定律可知，若离地高度增大为2h，神舟十五号载人飞船运行周期将会变大，故D错误。 故选C。 10．（2025·天津河东·二模）2024年2月9日农历除夕，神舟十七号3名航天员在中国空间站里贴春联、挂灯笼、系中国结，并通过视频向祖国和人民送上新春祝福。已知空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．空间站的运行速度大于第一宇宙速度 B．根据题中所给物理量无法计算出地球的密度 C．空间站离地面的高度为 D．春联和中国结处于完全失重状态，不受任何力的作用 【答案】C 【详解】A．根据万有引力提供向心力 可得 可知当卫星贴近地球表面运动时的速度最大即为第一宇宙速度，可知空间站的运行速度小于第一宇宙速度，故A错误； B．物体在地面表面受到的万有引力等于重力，则有可得又 联立可得地球的密度为故B错误； C．空间站绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 可得故C正确； D．春联和中国结处于完全失重状态，受到地球的万有引力提供绕地球转动所需的向心力，故D错误。 故选C。 考点3 宇宙航行 1．（2026·天津·二模）2026年2月12日，我国太原卫星发射中心在广东阳江附近海域使用捷龙三号运载火箭，成功将7颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。其中“港中大一号”卫星系全球首颗面向城市可持续发展的AI大模型卫星，具备强大的智能感知与数据处理能力。“港中大一号”卫星在轨高度520千米。其做匀速圆周运动时（　　） A．速度小于第一宇宙速度 B．向心加速度大于9.8m/s2 C．周期小于近地卫星的周期 D．角速度小于地球自转的角速度 【答案】A 【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动万有引力提供向心力 可得。 第一宇宙速度是近地轨道（）的环绕速度。“港中大一号”卫星轨道半径 ，因此 小于第一宇宙速度，故A正确； B．万有引力提供向心力 可得 地球表面重力加速度 “港中大一号”卫星轨道半径，向心加速度小于，故B错误； C．万有引力提供向心力 可得 “港中大一号”卫星轨道半径，故，故C错误; D．“港中大一号”卫星轨道卫星周期小于地球自转周期，故角速度大于地球自转角速度，故D错误。 故选A。 2．（2025·天津和平·模拟预测）某行星有两颗卫星的轨道半径之比约为1∶2。根据以上信息可知这两颗卫星的（    ） A．线速度大小之比约为1∶2 B．周期之比约为1∶4 C．向心加速度大小之比约为4∶1 D．向心力大小之比约为4∶1 【答案】C 【详解】A．卫星绕行星运动时，由万有引力提供向心力，则有 解得 可得两颗卫星的线速度大小之比，故A错误； B．卫星绕行星运动时，由万有引力提供向心力，则有 解得 可得两颗卫星的周期之比，故B错误； C．卫星绕行星运动时，由万有引力提供向心力，则有 解得 可得两颗卫星的向心加速度大小之比，故C正确； D．卫星绕行星运动时，由万有引力提供向心力，则有 因两卫星的质量关系不确定，不能比较向心力大小，故D错误。 故选C。 3．（2025·天津和平·三模）2023年5月30日，神舟十六号载人飞船进入距离地面约（小于地球同步卫星与地面的距离）的轨道，成功对接于空间站天和核心舱径向端口，将新一批宇航员送往空间站，对接后组合体近似绕地球做匀速圆周运动。关于空间站里的航天员，下列说法正确的是（　　） A．他的速度比地球第一宇宙速度大 B．他的加速度比地球表面的重力加速度大 C．他受到地球的引力比他静止在地面上时受到的引力大 D．他受到的合力比他静止在地面上时受到的合力大 【答案】D 【详解】A．地球的第一宇宙速度是圆周轨道半径等于地球半径的最大的圆周环绕速度，故他的速度比地球第一宇宙速度小，故A错误； B．根据万有引力提供向心力得 解得空间站里的航天员的加速度大小为 根据万有引力等于重力得 解得地球表面的重力加速度大小为 因空间站的轨道半径r大于地球的半径R，故航天员的加速度比地球表面的重力加速度小，故B错误； C．根据万有引力定律 因空间站里的航天员距离地心较远，故他受到地球的引力比他静止在地面上时受到的引力小，故C错误； D．根据万有引力提供向心力得 可得 由于空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，所以空间站做圆周运动的角速度大于地球同步卫星的角速度，而同步卫星的角速度等于地球自转角速度，则空间站做圆周运动的角速度大于地球自转角速度。在空间站中宇航员受到的合力等于圆周运动所需的向心力，宇航员静止在地面上时受到的合力等于随地球自转所需的向心力，根据向心力Fn=mω2r可知他受到的合力比他静止在地面上时受到的合力大，故D正确。 故选D。 4．（2025·天津河北·二模）2025年我国已经完成了1500颗卫星的组网，北斗系统升级完成，性能实现了质的飞跃。关于地球静止轨道卫星（同步卫星），下列说法正确的是（　　） A．入轨后可以位于北京正上方 B．入轨后的速度大于第一宇宙速度 C．发射速度大于第二宇宙速度 D．若发射到近地圆轨道所需能量较少 【答案】D 【详解】A．同步卫星只能位于赤道正上方，所以入轨后不可以位于北京正上方，故A错误； B．第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以同步卫星入轨后的速度小于第一宇宙速度，故B错误； C．同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故C错误； D．若发射到近地圆轨道，所需发射速度较小，所需能量较小，故D正确。 故选D。 5．（2025·天津河西·二模）太空电梯是一种设想中的交通工具，能够将人员和货物从地球表面直接运送到太空。如图是太空电梯的示意图，超级缆绳将地球赤道上的固定基地、同步空间站和配重空间站连接在一起，使它们随地球同步旋转；电梯轿厢可以沿着超级缆绳往返于空间站和基地之间。已知配重空间站的轨道比静止卫星的轨道更高。此时电梯轿厢正停在处。下列说法正确的是（　　） A．轿厢中的货物处于平衡状态 B．与天津广播电视塔相比，同步空间站绕地球运动的线速度更小 C．超级缆绳上各点的加速度与该点到地球球心的距离的平方成反比 D．若从配重空间站脱落一个小物块，该物块脱落后做离心运动 【答案】D 【详解】A．轿厢停在P处，则轿厢相对于地球表面是静止的，即轿厢及其中的货物随地球同步旋转，则轿厢中的货物所受合力提供货物做圆周运动的向心力，轿厢中的货物不是平衡状态，故A错误； B．同步空间站位于地球同步轨道上，天津广播电视塔与同步空间站具有共同的角速度，同步空间站轨道高度远高于天津广播电视塔，根据线速度公式 ，由于同步空间站的轨道半径更大，则其线速度也更大，故B错误； C．根据向心加速度公式 ，则加速度与轨道半径成正比，即超级缆绳上各点的加速度与该点到地球球心的距离成正比，故C错误； D．配重空间站的轨道比静止卫星的轨道更高，则其轨道绕转速度小于地球同步轨道的绕转速度，而此时配重空间站随地球同步旋转，其速度大于其所在轨道的绕转速度，如果物块从配重空间站脱落，因此会做离心运动，故D正确； 故选D。 6．（2025·天津和平·一模）天宫空间站是继国际空间站之后，人类正在轨运行的第二座空间站，天舟货运飞船被人们称为太空快递，它往返于天宫空间站和地球之间，定期向天宫空间站运送物资。其轨道示意图如图中虚线所示，下列说法正确的是（　　） A．天舟飞船在A点的运行速度等于7.9km/s B．天舟飞船在B点时，与天宫号受到地球引力大小相等 C．天舟飞船运动的周期比天宫号运动的周期小 D．天舟飞船在运动到B点时需减速才能和天宫号进行对接 【答案】C 【详解】A．天舟飞船在近地轨道运行时，运行速度等于7.9km/s，从近地轨道进入椭圆轨道，在A点需要加速，所以天舟飞船在A点的运行速度大于7.9km/s，故A错误； B．由于二者的质量关系未知，无法比较万有引力大小，故B错误； C．根据开普勒第三定律可知，天舟飞船轨道半长轴小于天宫号运动半径，则天舟飞船运动的周期比天宫号运动的周期小，故C正确； D．天舟飞船在运动到B点时的速度小于在圆形轨道上的天宫空间站的速度，因此天舟需加速才能和天宫号进行对接，故D错误。 故选C。 7．（2025·天津南开·一模）“二月二，龙抬头”是中国民间传统节日。每岁仲轿卯月之初、“龙角虽”犹从东方地平线上升起，故称“龙抬头”。0点后朝东北方天空看去，有两颗究见“角宿一”和“角宿二”，就是龙角星。该龙角星可视为双星系统，它们在相互间的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动。若“角宿一”的质量为m1、“角宿二”的质量为m2，它们中心之间的距离为L，公转周期为T，万有引力常量G。忽略自转的影响，则下列说法正确的是（　　） A．“角宿一”的轨道半径为 B．“角宿一”和“角宿二”的向心加速度之比为m1：m2 C．“角宿一”和“角宿二”的线速度之比为m1：m2 D．“角宿一”和“角宿二”做圆周运动的向心力之比为m1：m2 【答案】A 【详解】ABD．双星系统，角速度、周期相同，且彼此间的引力提供其向心力，则有 因为 联立解得“角宿一”的轨道半径 “角宿一”和“角宿二”的向心加速度之比为 “角宿一”和“角宿二”做圆周运动的向心力之比为 故A正确，BD错误； 联立解得 C．根据以上分析可有 根据线速度 联立以上,解得“角宿一”和“角宿二”的线速度之比为 故C错误。 故选A。 8．（2025·天津蓟州·三模）据中国载人航天工程办公室消息，“神舟十六号”载人飞船入轨后，于2023年5月30日16时29分成功对接于“空间站”天和核心舱径向端口，“神舟十六号”成功对接“空间站”，在对接之前的某段时间内，“神舟十六号”和“空间站”分别在圆形轨道Ⅰ和Ⅱ上做匀速圆周运动（如图所示），已知对接后组合体可看作绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距地面高度为h，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．对接前“神舟十六号”的运行周期大于“空间站”的运行周期 B．“神舟十六号”与“空间站”对接后，“空间站”质量增大，加速度减小 C．“神舟十六号”需要通过加速才能和“空间站”实现对接 D．组合体的运行速度为 【答案】C 【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 解得对接前“神舟十六号”处于低轨道，轨道半径小，则对接前“神舟十六号”运行周期小于“空间站”的运行周期，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 解得 “神舟十六号”与“空间站”对接后，“空间站”轨道半径一定，其加速度不变，故B错误； C．“神舟十六号”在低轨道需要通过加速才能变轨到高轨道和“空间站”实现对接，故C正确； D．对于组合体有在地球表面有解得 即组合体的运行速度为，故D错误。 故选C。 9．（2024·天津蓟州·模拟预测）2023年10月，搭载“神舟十七号”载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射．如图所示，其发射过程简化如下：飞船先由“长征”运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，通过变轨进入预定圆轨道．则（    ） A．飞船在B点需要通过减速从椭圆轨道进入预定圆轨道 B．飞船在椭圆轨道上运行时，在A点的速度比B点的大 C．飞船在椭圆轨道上运行时，在A点的机械能比B点的大 D．飞船在椭圆轨道上运行时，在A点的加速度比B点的小 【答案】B 【详解】A．飞船在B点需要通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道，故A错误； B．根据开普勒第二定律可知，椭圆轨道上远地点速度小于近地点速度大小，则飞船在椭圆轨道上运行时，在A点的速度比B点的大，故B正确； C．飞船在椭圆轨道上运行时，机械能守恒，所以在A点的机械能等于B点的机械能，故C错误； D．根据 可得飞船在椭圆轨道上运行时，在A点的加速度比B点的大，故D错误。 故选B。 10．（2025·天津滨海新·三模）国际天文学联合会于2024年2月23日宣布新发现了2颗海王星的卫星，并将它们分别命名为S/2002 N5和S/2021 N1，至此海王星的卫星已增至28颗。这两颗卫星在近似圆轨道上绕海王星一周的时间分别约为9年和27年，以下由此推断出的结论中不正确的是（　　） A．S/2002 N5运行的线速度比S/2021 N1大 B．S/2002 N5的向心加速度比S/2021 N1大 C．S/2002 N5受海王星的引力比S/2021 N1大 D．S/2002 N5与S/2021 N1的轨道半径之比为 【答案】C 【详解】A. 万有引力提供圆周运动向心力 由此可知，周期大的卫星，轨道半径大，线速度小，所以S/2002 N5运行的线速度比S/2021 N1大，故A正确； B. 由向心加速度公式， 卫星轨道半径大的，向心加速度小，所以S/2002 N5的向心加速度比S/2021 N1大，故B正确； C. 由万有引力公式 卫星受到海王星的引力与卫星质量有关，所以此两颗卫星受海王星的引力无法比较。故C错误； D. 万有引力提供圆周运动向心力， 所以S/2002 N5与S/2021 N1的轨道半径之比为，故D正确。 故选C。 1．（2026·天津河东·一模）2025年7月30日15时49分，我国利用运载火箭长征八号成功发射互联网低轨06组卫星，卫星发射成功后关闭动力系统，由于空气阻力的影响，导致卫星轨道逐渐变化，下列说法正确的是（    ） A．卫星的轨道高度逐渐增大 B．卫星的加速度逐渐增大 C．卫星的周期逐渐增大 D．卫星的机械能逐渐减小 【答案】BD 【详解】A．卫星受空气阻力作用，速度减小，万有引力大于卫星做圆周运动需要的向心力，卫星做近心运动，轨道高度逐渐降低，故A错误； B．根据万有引力提供向心力，得加速度，轨道半径减小，因此加速度逐渐增大，故B正确； C．根据，得周期，轨道半径减小，因此周期逐渐减小，故C错误； D．空气阻力始终对卫星做负功，因此卫星的机械能逐渐减小，故D正确。 故选BD。 2．（2025·天津北辰·三模）国家深空探测实验室预计在2030年前后实现载人登月并建设月球基地，为此成功发射了天都一号环月卫星负责通信和导航。如图所示，天都一号在地月转移轨道点实施“刹车”制动，成功进入环月圆形轨道。已知环月轨道离月面高度为，月球质量为，月球半径为，引力常量为。则（　　） A．卫星在环月轨道运行时向心加速度小于月球表面的重力加速度 B．环月圆形轨道上卫星的线速度大小为 C．环月圆形轨道上卫星的运行周期为 D．进入环月圆形轨道前卫星在处的速度大小等于 【答案】AC 【详解】A．由环月轨道运行时的向心加速度关系和月球表面的重力加速度关系 所以有，故A正确； B．由 有，故B错误； C．由 有，故C正确； D．因为进入环月圆形轨道前卫星需要在A处减速，故速度大小应大于,故D错误。 故选AC。 3．（2025·天津河东·二模）2022年11月3日9时32分，梦天实验舱顺利完成转位，标志着中国空间站“T”字型基本结构在轨组装完成，如图所示。已知空间站离地面的高度为，这个高度低于地球同步卫星的高度。地球的半径为，地球的质量为，万有引力常量为。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A．空间站的线速度大小为 B．空间站的向心加速度大小为 C．空间站的运行周期大于24小时 D．空间站的角速度为 【答案】AD 【详解】ABD．空间站绕地心做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 解得，， 故AD正确，B错误； C．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 可得 由于空间站所在轨道高度低于地球同步卫星的高度，则空间站的运行周期小于同步卫星的运行周期，即小于24小时，故C错误。 故选AD。 4．（2025·天津蓟州·一模）如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的速度都相同 B．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同 C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度 D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动能 【答案】BD 【详解】A．卫星由轨道1在P点进入轨道2做离心运动，要加速，所以在轨道1和在轨道2运行经过P点的速度不同，轨道2经过P点的速度大于轨道1经过P点的速度，故A错误； B．在轨道1和在轨道2运行经过P点，根据牛顿第二定律 所以 可知，卫星在P点的加速度都相同，故B正确； C．由可知，由于r不同，加速度的方向指向地球，方向不同，所以卫星在轨道1的任何位置的加速度都不同，故C错误； D．根据万有引力提供向心力有 所以 则卫星在轨道2的任何位置的都具有相同动能，故D正确。 故选BD。 5．（2025·天津·一模）梦天实验舱全长17.88米、直径4.2米，重约23吨，与重约60吨的天和核心舱组合体顺利对接，完成了中国空间站建设最后一个模块的搭建。已知对接后中国空间站距地面高度约为400km，地球同步卫星距地面高度约为36000 km，二者的运动均视为匀速圆周运动，则（　　） A．对接前后空间站内的宇航员均不受地球引力作用 B．对接后中国空间站的运行周期小于地球同步卫星的运行周期 C．对接时梦天实验舱与天和核心舱因相互作用而产生的加速度大小相等 D．对接后中国空间站绕地球运行的速度小于7.9km/s 【答案】BD 【详解】A．对接前后空间站内的宇航员均受地球引力作用,A错误; B．由题可知，万有引力提供圆周运动的向心力，则有 解得 根据题意可知，空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故对接后中国空间站的运行周期小于地球同步卫星的运行周期，B正确； C．根据牛顿第二定律可得 解得 对接时梦天实验舱与天和核心舱因相互作用而产生的作用力大小相等，但由于梦天实验舱的质量小于天和核心舱的质量，故梦天实验舱的加速度大于天和核心舱的加速度，C错误； D．设地球的半径为,空间站离地面的高度为，根据万有引力提供圆周运动的向心力，则有 解得 而第一宇宙速度 故中国空间站绕地球运行的速度小于7.9km/s，D正确。 故选BD。 6．（2025·天津宁河·一模）地球同步卫星的发射过程可以简化如下：卫星先在近地圆形轨道I上运动，在点A时点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道的远地点B时，再次点火进入同步轨道III绕地球做匀速圆周运动。设卫星质量保持不变，下列说法中正确的是（　　） A．卫星在轨道I上运动经过A点时的加速度小于在轨道II上运动经过A点时的加速度 B．卫星在轨道I上的机械能小于在轨道III上的机械能 C．卫星在轨道I上和轨道III上的运动周期均与地球自转周期相同 D．卫星在轨道II上运动经过A点时的速率大于地球的第一宇宙速度 【答案】BD 【详解】A．根据牛顿第二定律可得 所以 可知卫星在轨道I上运动经过A点时的加速度等于在轨道II上运动经过A点时的加速度，故A错误； B．卫星从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在A点火加速，卫星从轨道Ⅱ进入轨道III需在B点火加速，所以卫星在轨道I上的机械能小于在轨道III上的机械能，故B正确； C．根据开普勒第三定律可知卫星在轨道I上的运动周期小于在轨道III上的运动周期，轨道III上的运动周期与地球自转周期相同，故C错误； D．卫星在近地圆形轨道I上运动时经过A点的速度等于第一宇宙速度，但卫星由轨道I变轨到轨道II需要在A点点火加速，卫星在轨道II上运动经过A点时的速率大于地球的第一宇宙速度，故D正确。 故选BD。 7．（24-25高三下·天津和平·月考）“太空涂鸦”是近年来非常流行的一种非军事暴力性的反卫星技术。其基本过程为：进攻前处于低轨运行的攻击卫星通过变轨接近高轨侦察卫星，准确计算轨道并向其发射“漆雾”弹，“漆雾”弹在临近侦察卫星时，压爆弹囊，让高分子粘性磁电材料“漆雾”散开并喷向侦察卫星，使之暂时失效。下列关于攻击卫星的说法正确的是（    ） A．攻击卫星进攻前需要加速才能进入侦察卫星轨道 B．攻击卫星进攻前的向心加速度小于攻击时的向心加速度 C．攻击卫星进攻前的机械能小于攻击时的机械能 D．攻击卫星进攻时的线速度大于7.9km/s 【答案】AC 【详解】A．攻击卫星进攻前要从低轨道进入高轨道，则需要加速做离心运动才能进入侦察卫星轨道，选项A正确； B．根据 攻击卫星进攻前的轨道半径小于攻击时的轨道半径，可知攻击卫星进攻前的向心加速度大于攻击时的向心加速度，选项B错误； C．攻击卫星进攻前要加速进入高轨道，除引力外的其他力做正功，机械能增加，则攻击前的机械能小于攻击时的机械能，选项C正确； D．7.9km/s是所用绕地球做圆周运动卫星的最大环绕速度，则攻击卫星进攻时的线速度小于7.9km/s，选项D错误。 故选AC。 8．（2025·天津河西·三模）2023年10月26日，我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满的完成了发射，与“天和"核心舱成功对接，飞船变轨前绕地稳定运行在半径为r1的圆形轨道I上，椭圆轨道II为飞船的转移轨道，核心舱绕地沿逆时针方向运行在半径为r3的圆形轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和ⅡI分别相切于A、B两点，飞船在A点变轨，与核心舱刚好在B点进行对接，下列说法正确的是（　　） A．神舟十七号在Ⅰ轨道上稳定运行的速度可能大于7.9km/s B．神舟十七号在ⅠⅠ轨道上由A向B运动时，速度减小，机械能减小 C．神舟十七号在ⅠⅠ轨道上经过A点的速度大于在Ⅰ轨道上经过A点的速度 D．神舟十七号在Ⅱ轨道上经过B点时加速变轨进入Ⅲ轨道与“天和”核心舱完成对接 【答案】CD 【详解】A．第一宇宙速度7.9km/s是卫星的最小发射速度，是卫星的最大绕行速度，所以神舟十七号在Ⅰ轨道上稳定运行的速度一定不能大于7.9km/s。故A错误； B．神舟十七号在ⅠⅠ轨道上由A向B运动时，只有引力做负功，速度减小，机械能不变。故B错误； C．从Ⅰ轨道到ⅠⅠ轨道需要加速，所以神舟十七号在ⅠⅠ轨道上经过A点的速度大于在Ⅰ轨道上经过A点的速度。故C正确； D．神舟十七号在Ⅱ轨道上经过B点时加速变轨进入Ⅲ轨道与“天和”核心舱完成对接，故D正确。 故选CD。 9．（2025·天津河北·二模）2023年7月23日是我国成功发射首个火星探测器“天问一号”三周年的日子。在这三年里，“天问一号”实现了工程和科学两个领域的双丰收，超额完成了既定任务。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8×102km、远火点距离火星表面5.9×105km，则“天问一号”（　　） A．在近火点的加速度比远火点的小 B．在近火点的运行速度比远火点的大 C．在近火点的机械能比远火点的小 D．在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动 【答案】BD 【详解】A．根据， “天问一号” 在近火点的加速度比远火点的大，故A错误； B．根据开普勒第二定律，“天问一号” 在近火点的运行速度比远火点的大，故B正确； C．“天问一号”在火星停泊轨道运行时，只有万有引力做功，机械能守恒，故C错误； D．“天问一号”在近火点做离心运动，万有引力小于所需的向心力，减速后，所需的向心力减小，当万有引力恰能提供做圆周运动所需的向心力时，可实现绕火星做圆周运动，故D正确。 故选BD。 10．（2025·天津红桥·一模）三颗人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，如图所示，已知，则对于三颗卫星，正确的是（　　） A．运行线速度大小关系为 B．运行角速度大小关系为 C．向心力大小关系为 D．轨道半径与运行周期关系为 【答案】ABD 【详解】ABC．根据万有引力提供向心力有 所以，，所以，，，故AB正确，C错误； D．根据开普勒第三定律可得轨道半径与运行周期关系为故D正确。 故选ABD。 11．（2025·天津北辰·三模）2024年1月18日1时46分，天舟七号货运飞船成功对接了空间站天和核心舱（离地面高度约为400km）。天舟七号货运飞船装载了航天员在轨驻留消耗品、推进剂、应用试检装置等物资，并为神舟七号航天员送去龙年春节的“年货”。下列说法正确的是（　　） A．为实现对接，天舟七号需要在与空间站同一轨道上加速，以便靠近空间站 B．天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行速度一定小于7.9km/s C．天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行周期比地球静止卫星的周期大 D．天舟七号与空间站的组合体在轨道上稳定运行时，“年货”处于平衡状态 【答案】B 【详解】A．天舟七号如果在与空间站同一轨道上加速，天舟七号将做离心运动，不可能实现对接，故A错误； B．根据万有引力提供向心力可得 可得 地球第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，所以天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行速度一定小于7.9km/s，故B正确； C．根据万有引力提供向心力可得 可得 可知天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行周期比地球静止卫星的周期小，故C错误； D．天舟七号与空间站的组合体在轨道上稳定运行时，“年货”处于完全失重状态，不是处于平衡状态，故D错误。 故选B。 12．（2026·天津·模拟预测）2023年11月1日，我国在太原卫星发射中心使用“长征六号”运载火箭，成功将“天绘五号”卫星发射升空，已知卫星质量为m，围绕地球的运动的轨道半径为r（轨道半径大于地球半径），环绕周期为T，已知引力常量为G，卫星围绕地球的运动可以看作匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A．卫星受到的向心力为 B．卫星的机械能先增大后减小 C．地球的第一宇宙速度为 D．地球的平均密度为 【答案】A 【详解】A．角速度 卫星受到的向心力为故A正确； B．卫星围绕地球的运动可以看作匀速圆周运动，机械能不变，故B错误； C．轨道半径为r不等于地球半径，地球的第一宇宙速度不等于，故C错误； D．不知道地球体积，无法求得地球的平均密度，故D错误。 故选A。 13．（2024·天津·二模）2021年5月18日，中国空间站天和核心舱进入轨道，其轨道可视为圆轨道，绕地球运行的周期约为90分钟，至今为止，多艘神舟号飞船都成功对接天和核心舱；2024年4月25日，神舟十八号载人飞船成功对接天和核心舱，若对接前后天和核心舱轨道不变。下列说法正确的是（　　） A．空间站内的宇航员在轨观看“苏炳添以9秒83的成绩闯入东京奥运会百米决赛”的比赛时间段内飞行路程可能超过79km B．空间站在轨道上运行的速率大于地球静止卫星运行的速率 C．对接成功后，空间站由于质量增大，运行周期变大 D．对接成功后，空间站由于质量增大，运行加速度变大 【答案】B 【详解】AB．空间站围绕地球做匀速圆周运动，由万有引力定律和牛顿第二定律可得 解得 空间站的周期为90min，小于地球静止卫星，可知其轨道半径小于静止卫星半径，所以其运行速率大于静止卫星运行速率；同时可知其运行速率小于地球第一宇宙速度，即7.9km/s，在10s内的时间，卫星运动的路程小于79km，故A错误，B正确； CD．对接成功后，由 可知加速度和知运行周期都与空间站质量无关，故周期不变，加速度不变，故CD错误。 故选B。 14．（2026·天津·模拟预测）截至2023年10月底，我国先后研制、发射了12艘神舟系列载人飞船，把20名、32人次航天员送上了太空，成功率达到100%，若飞行中某神舟号飞船质量为m，围绕地球做半径为r的匀速圆周运动，已知地球的质量为M、半径为R，引力常量为G，则该飞船的（　　） A．周期为 B．向心加速度为 C．角速度为 D．动能为 【答案】D 【详解】A．根据周期为故A错误； B．根据向心加速度为故B错误； C．根据角速度 故C错误； D．根据线速度动能故D正确。 故选D。 15．（2025·天津·一模）2024年4月25日，神舟十八号飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，神舟十八号飞船在执行任务时可视为在距地面400km轨道上做匀速圆周运动；此前在西昌卫星发射中心成功发射了北斗导航卫星G7，G7属于地球静止轨道卫星（高度约为36000km），它将使北斗系统的可靠性进一步提高。以下说法中正确的是（　　）． A．神舟十八号飞船的周期比北斗G7的周期小 B．神舟十八号飞船的向心加速度比北斗G7的小 C．神舟十八号飞船和北斗G7的运行速度可能大于7.9km/s D．通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方 【答案】A 【详解】ABC．根据万有引力提供向心力可得 可得，， 由于神舟十八号飞船的轨道半径小于北斗G7的轨道半径，则神舟十八号飞船的周期比北斗G7的周期小，神舟十八号飞船的向心加速度比北斗G7的大；地球第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，则神舟十八号飞船和北斗G7的运行速度都小于7.9km/s，故A正确，BC错误； D．地球静止轨道卫星只能定点与赤道的正上方，所以通过地面控制不可以将北斗G7定点于西昌正上方，故D错误。 故选A。 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 抢分猜押06 选择题：万有引力与宇宙航行 (天津专用） 重难解读 天津高考该模块以选择题为主，侧重公式推导与情景应用。核心考中心天体质量/密度、卫星变轨、宇宙速度、同步卫星四大考点。难点：变轨问题（加速离心、减速近心）、轨道半径与线速度/角速度/周期的关系（越远越慢、周期越长）。易错：混淆中心天体与环绕天体质量、忽略星球自转影响、变轨前后速度/能量判断。备考关键：牢记黄金代换公式，画轨道图分析受力，抓“万有引力提供向心力”核心逻辑。 命题预测 2026天津高考仍以选择题命题，聚焦卫星变轨、中心天体参数、同步卫星三大热点。重点考查：万有引力提供向心力、黄金代换、轨道半径与物理量的关系。高频难点：变轨时速度、加速度、机械能变化。 命题贴近航天热点，重基础模型，计算简单，侧重逻辑判断。 考点1 开普勒定律 1．（2026·天津河西·一模）中国在深空探测领域的技术已进入世界先进行列。如图所示，探测器在靠近某行星的过程中，先后在环绕行星的圆形轨道Ⅲ、椭圆轨道Ⅱ和圆形轨道Ⅰ上运行。已知轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于、两点，轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为和，探测器在轨道Ⅰ上运行的周期为，则探测器（　　） A．在轨道Ⅱ上从点运行到点历时 B．在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的线速度大小之比为 C．在轨道Ⅲ上运行时的机械能大于其在轨道Ⅰ上运行时的机械能 D．在轨道Ⅱ上经过点时的加速度大于其在轨道Ⅰ上经过点时的加速度 2．（2025·天津·一模）发射载人飞船和空间站对接的简化示意图如图所示，先把飞船发射到近地圆轨道I，继而调整角度和高度，经过多次变轨不断逼近空间站轨道，当两轨道很接近时再从空间站下方、后方缓慢变轨接近。II是绕地球运行的椭圆轨道，III是绕地球运行、很接近空间站轨道的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道II的近地点和远地点。已知万有引力常量为G，地球半径为R，飞船在轨道I、II、III上运动的周期分别为。下列说法正确的是（　　） A． B．地球的质量为 C．飞船在II轨道时，P点比Q点的速度小 D．飞船需要适当加速才能与空间站进行对接 3．（2026·天津滨海新·模拟预测）如图所示，Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为；Ⅱ为地球赤道上方的近地卫星，两卫星运转方向相同。已知地球的自转周期为，万有引力常量为，根据题中条件，可求出（　　） A．卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为 B．卫星Ⅱ的周期为 C．地球的平均密度为 D．卫星Ⅱ可以连续直接接收到卫星Ⅰ发出的电磁波信号的时间为 4．（2026·天津西青·模拟预测）如图所示，设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g0，卫星在半径为R的近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为4R的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动。设整个过程中卫星质量保持不变，则（　　） A．卫星在轨道Ⅱ上处于受力平衡状态 B．卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的周期之比为1:8 C．卫星在轨道Ⅲ的运行速率大于 D．卫星在轨道Ⅰ上的机械能大于轨道Ⅱ上的机械能 5．（2026·天津南开·模拟预测）2025年8月9日凌晨0点31分，捷龙三号遥六运载火箭搭乘“东方航天港”号发射船在山东日照近海海域点火升空。此次发射采用一箭十一星的方式将吉利星座04组卫星送入600公里高度、倾角为的LEO轨道，发射任务取得圆满成功。若该卫星绕地球做圆周运动，运动周期小于地球自转周期，则该卫星（　　） A．轨道半径大于“静止”在赤道上空的地球同步卫星的轨道半径 B．轨道半径小于“静止”在赤道上空的地球同步卫星的轨道半径 C．发射速度小于第一宇宙速度 D．在轨道圆周运动速度大于第一宇宙速度 6．（2025·天津·二模）2025年4月24日17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟二十号载人飞船与火箭成功分离，进入轨道高度约为300千米、倾角41.5度的圆轨道。之后经过变轨，于2025年4月24日23时49分与轨道高度约为400km的空间站成功对接。关于神舟二十号和空间站，下列说法正确的有（　　） A．变轨前，神舟二十号的运行速度小于空间站 B．变轨前，神舟二十号和空间站各自与地心连线在相等时间内扫过的面积相等 C．变轨后，神舟二十号的机械能一定小于变轨前的机械能 D．变轨后，神舟二十号的运行周期一定大于变轨前的运行周期 7．（2025·天津南开·二模）2024年7月19日，我国成功发射高分十一号05卫星。如图所示，高分十一号05卫星和另一颗卫星a分别沿圆轨道和椭圆轨道绕地球运行，圆轨道半径为R，椭圆轨道的近地点和远地点间的距离为2R，两轨道位于同一平面内，且A点为两轨道的一个交点，某时刻两卫星和地球在同一条直线上，线速度方向如图所示。只考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是（　　） A．高分十一号05卫星和卫星a分别运动到A点时的加速度不同 B．两卫星绕地球运行的周期相等 C．图示位置时，两卫星的线速度大小关系为 D．高分十一号05卫星的线速度大于地球的第一宇宙速度 8．（2025·天津滨海新·三模）我国现有多款手机支持天通卫星通讯。“天通”卫星发射过程如图：先用火箭将卫星送上椭圆轨道1，P、Q是远地点和近地点，随后变轨，至圆轨道2，再变轨至同步轨道3。轨道1、2相切于P点，轨道2、3相交于M、N两点。忽略卫星质量变化，下列说法正确的是（　　） A．卫星在轨道2和轨道3上的机械能E2=E3 B．卫星在轨道1和轨道2上的周期T1>T2 C．由轨道1变至轨道2，卫星在P点向前喷气 D．卫星在轨道1上P点的线速度大于在轨道3上的线速度 9．（2025·天津河西·一模）“北斗卫星导航系统”由多颗地球同步卫星和中圆地球轨道卫星（运行半径小于地球同步卫星轨道半径）组成。若将地球看作是质量均匀分布的球体，地球半径与地球同步卫星的轨道半径之比为k，则下列说法正确的是（　　） A．某颗卫星加速后可以追上前面在同一轨道上同向运行的另一颗卫星 B．为了保证北京的导航需求，一定有一颗地球同步卫星静止在北京上空 C．地球同步卫星运行的周期大于中圆地球轨道卫星的周期 D．地球北极重力加速度的大小与赤道重力加速度的大小之比为 10．（2025·天津·一模）我国发射的天问一号探测器经霍曼转移轨道到达火星附近后被火星捕获，经过系列变轨后逐渐靠近火星，如图所示，Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为其中的两个轨道。图中阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积，下列说法正确的是（　　） A．两阴影部分的面积相等 B．探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的加速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的加速度 C．探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度 D．探测器在Ⅰ轨道运行的周期小于在Ⅱ轨道运行的周期 考点2 万有引力定律 1．（2025·天津红桥·二模）有天文爱好者利用该天文台观测发现，水星半径约为地球的，已知水星平均密度与地球平均密度相近，则近水星卫星与地球近地卫星线速度之比为（　　） A．64:9 B．8:3 C．3:8 D．9:64 2．（2025·天津·一模）近似计算地月系统时可以认为月球绕着地球做匀速圆周运动，如图甲所示，月球绕地球运动的周期为。为了更精准测量地月系统，认为地月系统是一个双星系统，如图乙所示，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做匀速圆周运动，月球绕O点运动的周期为。若地球、月球质量分别为m地、m月，两球心相距为r，地球半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，地球的密度可表示为 B．图甲中月球绕地球运动的周期等于图乙中月球绕O点运动的周期 C．图乙中地月双星轨道中O点到地心距离为 D．图乙中地月双星转动的角速度与地月质量之和成正比 3．（2025·天津·二模）2030年中国计划实现载人登月，到时我国宇航员可以在月球上进行一系列的物理实验。例如：在月球表面附近以初速度v₀竖直向上抛出一小球，测得其上升的最大高度为h，已知月球半径为R，引力常量为G，不考虑月球自转影响和其他星体对其影响，忽略一切阻力，下列说法不正确的是（　　） A．月球表面重力加速度的大小为 B．月球的质量为 C．在月球上发射卫星的最小发射速度大小为 D．若一颗卫星在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的周期为T，则月球的密度为 4．（2025·天津和平·二模）2025年1月10日，由中国团队开发的DeepSeek人工智能软件一经发布，火爆全球。资深天文爱好者小明同学用该软件搜索“火星与地球的重要参数比较”，得到如图所示的信息。已知火星、地球都是绕太阳公转的行星，忽略天体自转对重力的影响，根据表格中的数据，则下列分析正确的是（　　） 火星 地球 直径/km 质量/kg 与太阳的平均距离/km A．火星的公转周期比地球的公转周期小 B．轨道半径相等的火星卫星和地球卫星线速度大小相等 C．火星表面附近的重力加速度小于地球表面重力加速度 D．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度 5．（2025·天津·一模）太阳系中，如图所示可以认为金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动。已知金星的半径是火星半径的n倍，金星的质量为火星质量的K倍。若忽略行星的自转，说法正确的是（　　） A．金星绕太阳运动的周期比火星大 B．金星的第一宇宙速度是火星的倍 C．金星表面的重力加速度是火星的倍 D．金星绕太阳的向心加速度小于火星绕太阳的向心加速度 6．（2025·天津滨海新·三模）下列选项中的科学理论或实践，属于同一位科学家所做贡献的是（　　） A．“提出光电效应方程”和“提出质能方程” B．“统一电磁场理论”和“实验发现电磁波存在” C．“发现万有引力定律”和“测出万有引力常量G” D．用“轰击获得质子”和“轰击获得” 7．（2025·天津和平·三模）2023年11月16日，长征二号丙运载火箭在酒泉成功发射了新一代海洋水色观察卫星海洋三号01星，海洋三号01星具有高度的科研价值和应用价值，代表着我国海洋水色系统卫星正式升级到第二代观测体系。若已知卫星运动轨道可看成圆轨道，运动周期为T，卫星离地面的飞行高度为h，地球半径为R，地球北极位置的重力加速度为g，引力常量为G。则下列说法正确的是（　　） A．海洋三号01星的发射速度大于 B．由题中已知的数据可得出地球的密度为 C．该卫星在预定轨道无动力独立飞行时绕地球一周所需时间为 D．该卫星在预定轨道无动力独立飞行时的速度大小可能为 8．（2025·天津滨海新·三模）北京时间2024年4月25日20时59分搭载神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十八号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。设神舟十八号飞船做匀速圆周运动，离地高度为，绕地圈的时间为，引力常量为，地球半径为，则（　　） A．卫星的角速度大小为 B．卫星的线速度大小为 C．地球的质量为 D．地球表面重力加速度大小为 9．（2026·天津滨海新·模拟预测）北京时间2024年4月26日，神舟十八号载人飞船升空6.5小时后采用自主快速交会对接模式，对接于中国空间站天和核心舱径向对接口。当天05时04分，在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组顺利打开舱门，迎接神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”。若神舟十八号载人飞船绕地球的运动看作匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，引力常量为G，则（　　） A．神舟十八号载人飞船的运行速度大于7.9 km/s B．地球的质量为 C．地球表面重力加速度为 D．若离地高度增大为2h，神舟十八号载人飞船运行周期将会减小 10．（2025·天津河东·二模）2024年2月9日农历除夕，神舟十七号3名航天员在中国空间站里贴春联、挂灯笼、系中国结，并通过视频向祖国和人民送上新春祝福。已知空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．空间站的运行速度大于第一宇宙速度 B．根据题中所给物理量无法计算出地球的密度 C．空间站离地面的高度为 D．春联和中国结处于完全失重状态，不受任何力的作用 考点3 宇宙航行 1．（2026·天津·二模）2026年2月12日，我国太原卫星发射中心在广东阳江附近海域使用捷龙三号运载火箭，成功将7颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。其中“港中大一号”卫星系全球首颗面向城市可持续发展的AI大模型卫星，具备强大的智能感知与数据处理能力。“港中大一号”卫星在轨高度520千米。其做匀速圆周运动时（　　） A．速度小于第一宇宙速度 B．向心加速度大于9.8m/s2 C．周期小于近地卫星的周期 D．角速度小于地球自转的角速度 2．（2025·天津和平·模拟预测）某行星有两颗卫星的轨道半径之比约为1∶2。根据以上信息可知这两颗卫星的（    ） A．线速度大小之比约为1∶2 B．周期之比约为1∶4 C．向心加速度大小之比约为4∶1 D．向心力大小之比约为4∶1 3．（2025·天津和平·三模）2023年5月30日，神舟十六号载人飞船进入距离地面约（小于地球同步卫星与地面的距离）的轨道，成功对接于空间站天和核心舱径向端口，将新一批宇航员送往空间站，对接后组合体近似绕地球做匀速圆周运动。关于空间站里的航天员，下列说法正确的是（　　） A．他的速度比地球第一宇宙速度大 B．他的加速度比地球表面的重力加速度大 C．他受到地球的引力比他静止在地面上时受到的引力大 D．他受到的合力比他静止在地面上时受到的合力大 4．（2025·天津河北·二模）2025年我国已经完成了1500颗卫星的组网，北斗系统升级完成，性能实现了质的飞跃。关于地球静止轨道卫星（同步卫星），下列说法正确的是（　　） A．入轨后可以位于北京正上方 B．入轨后的速度大于第一宇宙速度 C．发射速度大于第二宇宙速度 D．若发射到近地圆轨道所需能量较少 5．（2025·天津河西·二模）太空电梯是一种设想中的交通工具，能够将人员和货物从地球表面直接运送到太空。如图是太空电梯的示意图，超级缆绳将地球赤道上的固定基地、同步空间站和配重空间站连接在一起，使它们随地球同步旋转；电梯轿厢可以沿着超级缆绳往返于空间站和基地之间。已知配重空间站的轨道比静止卫星的轨道更高。此时电梯轿厢正停在处。下列说法正确的是（　　） A．轿厢中的货物处于平衡状态 B．与天津广播电视塔相比，同步空间站绕地球运动的线速度更小 C．超级缆绳上各点的加速度与该点到地球球心的距离的平方成反比 D．若从配重空间站脱落一个小物块，该物块脱落后做离心运动 6．（2025·天津和平·一模）天宫空间站是继国际空间站之后，人类正在轨运行的第二座空间站，天舟货运飞船被人们称为太空快递，它往返于天宫空间站和地球之间，定期向天宫空间站运送物资。其轨道示意图如图中虚线所示，下列说法正确的是（　　） A．天舟飞船在A点的运行速度等于7.9km/s B．天舟飞船在B点时，与天宫号受到地球引力大小相等 C．天舟飞船运动的周期比天宫号运动的周期小 D．天舟飞船在运动到B点时需减速才能和天宫号进行对接 7．（2025·天津南开·一模）“二月二，龙抬头”是中国民间传统节日。每岁仲轿卯月之初、“龙角虽”犹从东方地平线上升起，故称“龙抬头”。0点后朝东北方天空看去，有两颗究见“角宿一”和“角宿二”，就是龙角星。该龙角星可视为双星系统，它们在相互间的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动。若“角宿一”的质量为m1、“角宿二”的质量为m2，它们中心之间的距离为L，公转周期为T，万有引力常量G。忽略自转的影响，则下列说法正确的是（　　） A．“角宿一”的轨道半径为 B．“角宿一”和“角宿二”的向心加速度之比为m1：m2 C．“角宿一”和“角宿二”的线速度之比为m1：m2 D．“角宿一”和“角宿二”做圆周运动的向心力之比为m1：m2 8．（2025·天津蓟州·三模）据中国载人航天工程办公室消息，“神舟十六号”载人飞船入轨后，于2023年5月30日16时29分成功对接于“空间站”天和核心舱径向端口，“神舟十六号”成功对接“空间站”，在对接之前的某段时间内，“神舟十六号”和“空间站”分别在圆形轨道Ⅰ和Ⅱ上做匀速圆周运动（如图所示），已知对接后组合体可看作绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距地面高度为h，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．对接前“神舟十六号”的运行周期大于“空间站”的运行周期 B．“神舟十六号”与“空间站”对接后，“空间站”质量增大，加速度减小 C．“神舟十六号”需要通过加速才能和“空间站”实现对接 D．组合体的运行速度为 9．（2024·天津蓟州·模拟预测）2023年10月，搭载“神舟十七号”载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射．如图所示，其发射过程简化如下：飞船先由“长征”运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，通过变轨进入预定圆轨道．则（    ） A．飞船在B点需要通过减速从椭圆轨道进入预定圆轨道 B．飞船在椭圆轨道上运行时，在A点的速度比B点的大 C．飞船在椭圆轨道上运行时，在A点的机械能比B点的大 D．飞船在椭圆轨道上运行时，在A点的加速度比B点的小 10．（2025·天津滨海新·三模）国际天文学联合会于2024年2月23日宣布新发现了2颗海王星的卫星，并将它们分别命名为S/2002 N5和S/2021 N1，至此海王星的卫星已增至28颗。这两颗卫星在近似圆轨道上绕海王星一周的时间分别约为9年和27年，以下由此推断出的结论中不正确的是（　　） A．S/2002 N5运行的线速度比S/2021 N1大 B．S/2002 N5的向心加速度比S/2021 N1大 C．S/2002 N5受海王星的引力比S/2021 N1大 D．S/2002 N5与S/2021 N1的轨道半径之比为 1．（2026·天津河东·一模）2025年7月30日15时49分，我国利用运载火箭长征八号成功发射互联网低轨06组卫星，卫星发射成功后关闭动力系统，由于空气阻力的影响，导致卫星轨道逐渐变化，下列说法正确的是（    ） A．卫星的轨道高度逐渐增大 B．卫星的加速度逐渐增大 C．卫星的周期逐渐增大 D．卫星的机械能逐渐减小 2．（2025·天津北辰·三模）国家深空探测实验室预计在2030年前后实现载人登月并建设月球基地，为此成功发射了天都一号环月卫星负责通信和导航。如图所示，天都一号在地月转移轨道点实施“刹车”制动，成功进入环月圆形轨道。已知环月轨道离月面高度为，月球质量为，月球半径为，引力常量为。则（　　） A．卫星在环月轨道运行时向心加速度小于月球表面的重力加速度 B．环月圆形轨道上卫星的线速度大小为 C．环月圆形轨道上卫星的运行周期为 D．进入环月圆形轨道前卫星在处的速度大小等于 3．（2025·天津河东·二模）2022年11月3日9时32分，梦天实验舱顺利完成转位，标志着中国空间站“T”字型基本结构在轨组装完成，如图所示。已知空间站离地面的高度为，这个高度低于地球同步卫星的高度。地球的半径为，地球的质量为，万有引力常量为。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A．空间站的线速度大小为 B．空间站的向心加速度大小为 C．空间站的运行周期大于24小时 D．空间站的角速度为 4．（2025·天津蓟州·一模）如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的速度都相同 B．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同 C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度 D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动能 5．（2025·天津·一模）梦天实验舱全长17.88米、直径4.2米，重约23吨，与重约60吨的天和核心舱组合体顺利对接，完成了中国空间站建设最后一个模块的搭建。已知对接后中国空间站距地面高度约为400km，地球同步卫星距地面高度约为36000 km，二者的运动均视为匀速圆周运动，则（　　） A．对接前后空间站内的宇航员均不受地球引力作用 B．对接后中国空间站的运行周期小于地球同步卫星的运行周期 C．对接时梦天实验舱与天和核心舱因相互作用而产生的加速度大小相等 D．对接后中国空间站绕地球运行的速度小于7.9km/s 6．（2025·天津宁河·一模）地球同步卫星的发射过程可以简化如下：卫星先在近地圆形轨道I上运动，在点A时点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道的远地点B时，再次点火进入同步轨道III绕地球做匀速圆周运动。设卫星质量保持不变，下列说法中正确的是（　　） A．卫星在轨道I上运动经过A点时的加速度小于在轨道II上运动经过A点时的加速度 B．卫星在轨道I上的机械能小于在轨道III上的机械能 C．卫星在轨道I上和轨道III上的运动周期均与地球自转周期相同 D．卫星在轨道II上运动经过A点时的速率大于地球的第一宇宙速度 7．（24-25高三下·天津和平·月考）“太空涂鸦”是近年来非常流行的一种非军事暴力性的反卫星技术。其基本过程为：进攻前处于低轨运行的攻击卫星通过变轨接近高轨侦察卫星，准确计算轨道并向其发射“漆雾”弹，“漆雾”弹在临近侦察卫星时，压爆弹囊，让高分子粘性磁电材料“漆雾”散开并喷向侦察卫星，使之暂时失效。下列关于攻击卫星的说法正确的是（    ） A．攻击卫星进攻前需要加速才能进入侦察卫星轨道 B．攻击卫星进攻前的向心加速度小于攻击时的向心加速度 C．攻击卫星进攻前的机械能小于攻击时的机械能 D．攻击卫星进攻时的线速度大于7.9km/s 8．（2025·天津河西·三模）2023年10月26日，我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满的完成了发射，与“天和"核心舱成功对接，飞船变轨前绕地稳定运行在半径为r1的圆形轨道I上，椭圆轨道II为飞船的转移轨道，核心舱绕地沿逆时针方向运行在半径为r3的圆形轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和ⅡI分别相切于A、B两点，飞船在A点变轨，与核心舱刚好在B点进行对接，下列说法正确的是（　　） A．神舟十七号在Ⅰ轨道上稳定运行的速度可能大于7.9km/s B．神舟十七号在ⅠⅠ轨道上由A向B运动时，速度减小，机械能减小 C．神舟十七号在ⅠⅠ轨道上经过A点的速度大于在Ⅰ轨道上经过A点的速度 D．神舟十七号在Ⅱ轨道上经过B点时加速变轨进入Ⅲ轨道与“天和”核心舱完成对接 9．（2025·天津河北·二模）2023年7月23日是我国成功发射首个火星探测器“天问一号”三周年的日子。在这三年里，“天问一号”实现了工程和科学两个领域的双丰收，超额完成了既定任务。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8×102km、远火点距离火星表面5.9×105km，则“天问一号”（　　） A．在近火点的加速度比远火点的小 B．在近火点的运行速度比远火点的大 C．在近火点的机械能比远火点的小 D．在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动 10．（2025·天津红桥·一模）三颗人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，如图所示，已知，则对于三颗卫星，正确的是（　　） A．运行线速度大小关系为 B．运行角速度大小关系为 C．向心力大小关系为 D．轨道半径与运行周期关系为 11．（2025·天津北辰·三模）2024年1月18日1时46分，天舟七号货运飞船成功对接了空间站天和核心舱（离地面高度约为400km）。天舟七号货运飞船装载了航天员在轨驻留消耗品、推进剂、应用试检装置等物资，并为神舟七号航天员送去龙年春节的“年货”。下列说法正确的是（　　） A．为实现对接，天舟七号需要在与空间站同一轨道上加速，以便靠近空间站 B．天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行速度一定小于7.9km/s C．天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行周期比地球静止卫星的周期大 D．天舟七号与空间站的组合体在轨道上稳定运行时，“年货”处于平衡状态 12．（2026·天津·模拟预测）2023年11月1日，我国在太原卫星发射中心使用“长征六号”运载火箭，成功将“天绘五号”卫星发射升空，已知卫星质量为m，围绕地球的运动的轨道半径为r（轨道半径大于地球半径），环绕周期为T，已知引力常量为G，卫星围绕地球的运动可以看作匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A．卫星受到的向心力为 B．卫星的机械能先增大后减小 C．地球的第一宇宙速度为 D．地球的平均密度为 13．（2024·天津·二模）2021年5月18日，中国空间站天和核心舱进入轨道，其轨道可视为圆轨道，绕地球运行的周期约为90分钟，至今为止，多艘神舟号飞船都成功对接天和核心舱；2024年4月25日，神舟十八号载人飞船成功对接天和核心舱，若对接前后天和核心舱轨道不变。下列说法正确的是（　　） A．空间站内的宇航员在轨观看“苏炳添以9秒83的成绩闯入东京奥运会百米决赛”的比赛时间段内飞行路程可能超过79km B．空间站在轨道上运行的速率大于地球静止卫星运行的速率 C．对接成功后，空间站由于质量增大，运行周期变大 D．对接成功后，空间站由于质量增大，运行加速度变大 14．（2026·天津·模拟预测）截至2023年10月底，我国先后研制、发射了12艘神舟系列载人飞船，把20名、32人次航天员送上了太空，成功率达到100%，若飞行中某神舟号飞船质量为m，围绕地球做半径为r的匀速圆周运动，已知地球的质量为M、半径为R，引力常量为G，则该飞船的（　　） A．周期为 B．向心加速度为 C．角速度为 D．动能为 15．（2025·天津·一模）2024年4月25日，神舟十八号飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，神舟十八号飞船在执行任务时可视为在距地面400km轨道上做匀速圆周运动；此前在西昌卫星发射中心成功发射了北斗导航卫星G7，G7属于地球静止轨道卫星（高度约为36000km），它将使北斗系统的可靠性进一步提高。以下说法中正确的是（　　）． A．神舟十八号飞船的周期比北斗G7的周期小 B．神舟十八号飞船的向心加速度比北斗G7的小 C．神舟十八号飞船和北斗G7的运行速度可能大于7.9km/s D．通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 抢分猜押06 选择题：万有引力与宇宙航行 (天津专用） 考点1 开普勒定律 1．【答案】BC 2．【答案】BD 3．【答案】CD 4．【答案】B 5．【答案】B 6．【答案】D 7．【答案】B 8．【答案】A 9．【答案】C 10．【答案】C 考点2 万有引力定律 1．【答案】C 2．【答案】C 3．【答案】B 4．【答案】C 5．【答案】B 6．【答案】A 7．【答案】C 8．【答案】B 9．【答案】C 10．【答案】C 考点3 宇宙航行 1．【答案】A 2．【答案】C 3．【答案】D 4．【答案】D 5．【答案】D 6．【答案】C 7．【答案】A 8．【答案】C 9．【答案】B 10．【答案】C 1．【答案】BD 2．【答案】AC 3．【答案】AD 4．【答案】BD 5．【答案】BD 6．【答案】BD 7．【答案】AC 8．【答案】CD 9．【答案】BD 10．【答案】ABD 11．【答案】B 12．【答案】A 13．【答案】B 14．【答案】D 15．【答案】A 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $