2026届高考物理考前专项训练：天体运动

2026高考物理天体运动考前专项训练 一、单选题 1．（2026·新疆乌鲁木齐·模拟预测）“紫金山1号”彗星是新中国成立后我国发现的首颗彗星。如图所示，该彗星仅在万有引力作用下沿以太阳为焦点的椭圆轨道运动，A、B分别为其椭圆轨道的近日点和远日点。关于彗星经过近日点A和远日点B时的线速度大小、和加速度大小、，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 2．（2026·河南开封·模拟预测）如图所示，在某星球表面，一质量为m的小球在圆管内做圆周运动，当小球运动到轨道最高点时，速度大小为（为该星球表面的重力加速度，为该轨道半径）。已知该行星质量是地球质量2倍，半径是地球半径的，地球表面的重力加速度为g，若此时圆管对小球的作用力大小为F，则下列说法正确的是（    ） A．该行星表面的重力加速度 B．该行星表面的重力加速度 C．圆管对小球的作用力大小 D．圆管对小球的作用力大小 3．（2026·重庆沙坪坝·模拟预测）我国第一颗人造火星卫星“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为，轨道半径为。已知火星的半径为，不考虑火星的自转，则火星表面的重力加速度大小为（　　） A． B． C． D． 4．（2026·江西·模拟预测）某天文爱好者观测绕地球做匀速圆周运动的卫星，测出各个卫星的周期T及其对应的轨道半径r，作出图像如图所示，已知地球的半径为R，引力常量G为已知，则下列说法正确的是（    ） A．地球的质量为 B．地球的第一宇宙速度为 C．地球表面的重力加速度为 D．若月球绕地球做匀速圆周运动的周期为，则其轨道半径为 5．（2026·安徽·模拟预测）2026年3月，我国在太原卫星发射中心，以一箭双星的方式将一对“太空神眼”四维高景二号05、06两星成功送入高度约700 km的太阳同步圆轨道（轨道平面与赤道平面的夹角约为98.2°，且与太阳光线的夹角始终保持不变），入轨后与03、04星形成“四星两组”协同组网，从而提升高分辨率雷达遥感的整体能力。05、06两卫星始终保持相对静止且相距200米的超近距离运行，则下列说法正确的是 A．05、06两卫星在轨运行时具有相同的加速度 B．太阳同步轨道的卫星不可能在更低的高度运行 C．若忽略其他干扰因素，05、06两星绕地心运行的角速度大于地球自转角速度 D．以太阳为参考系，太阳同步轨道卫星的轨道面是静止的 6．（2026·云南·三模）如图所示为某时刻三颗人造卫星a、b、c所处的位置及绕行方向。a为地球的静止卫星，与b轨道共面，P点为b、c轨道的一个交点。三颗卫星绕地球的公转均可看作匀速圆周运动，设公转周期分别为、、。下列说法正确的是（　　） A．a可对地球实现全覆盖检测 B．b、c在P点有相撞的危险 C．a、b、c的加速度大小 D．a、b相邻两次相距最近的时间间隔为 7．（2026·广西柳州·三模）如图所示，P、Q 为质量相等的两个质点，分别位于地球表面上的不同纬度上，把地球看成一个均匀球体，P、Q 两质点随地球自转做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．P、Q做圆周运动的角速度大小相等 B．P、Q做圆周运动所需的向心力大小相等 C．P、Q做圆周运动的向心加速度大小相等 D．P所受地球引力大于Q所受地球引力 8．（2026·安徽·三模）“古有司南，今有北斗”，如图甲所示的北斗卫星导航系统入选“2022全球十大工程成就”。组成北斗卫星导航系统的卫星运行轨道半径越大，线速度越小，卫星运行状态视为匀速圆周运动，其图像如图乙所示，图中为地球半径，为北斗星座GEO卫星的运行轨道半径，图中物理量单位均为国际单位，引力常量为，忽略地球自转，则（　　） A．北斗星座GEO卫星的加速度为 B．地球表面的重力加速度为 C．地球的质量为 D．地球的密度为 9．（2026·广东中山·三模）两颗相距较远的行星A、B可看作质量分布均匀的球体，其半径分别为、，且，距各行星中心处的卫星围绕行星做匀速圆周运动的线速度的平方随的变化关系如图所示。忽略行星自转和其他星球的影响，下列说法正确的是（　　） A．两行星的质量关系为 B．两行星的密度之比 C．两行星表面的重力加速度之比 D．B行星的第一宇宙速度大于A行星的第一宇宙速度 10．（2026·新疆省直辖县级单位·模拟预测）北京时间2025年9月9日10时00分，我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭，成功将遥感四十五号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星主要用于科学试验、国土资源普查、农产品估产和防灾减灾等领域。若遥感四十五号卫星沿椭圆轨道绕地球运动，周期为。如图所示，椭圆轨道的近地点离地球表面的距离为，远地点离地球表面的距离为，地球可视为半径为的均匀球体，万有引力常量为。下列说法正确的是（　　） A．卫星的发射速度大于第二宇宙速度 B．地球的平均密度可表示为 C．卫星在近地点和远地点的速率之比为 D．卫星在近地点和远地点的加速度之比为 11．（2026·河南安阳·三模）2025年8月在距离地球最近的恒星系统中发现了一颗气态巨行星，该巨行星位于宜居带内，可能拥有卫星，这些卫星未来可能成为搜寻生命的目标。若该巨行星的半径为R，某卫星在距该巨行星表面高度为h的圆形轨道上运行，运行周期为T，引力常量为G。则（　　） A．该巨行星的质量为 B．该巨行星的密度为 C．该巨行星表面的重力加速度为 D．从该巨行星表面发射探测器，最小发射速度为 12．（2026·辽宁沈阳·三模）“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点。图甲是人造地球卫星A的运行圆轨道及某时刻星下点M的示意图。图乙为某段时间内卫星A绕地球做匀速圆周运动的星下点轨迹的经、纬度平面图，已知：卫星A绕行方向与地球自转方向相同，且轨道低于地球静止同步轨道卫星B（图中未画出）的轨道，卫星B的轨道半径为r。下列对卫星A的运动情况说法正确的是（　　） A．运行周期为16h B．轨道半径为 C．运行速度大于7.9km/s D．轨道平面与北纬60°平面重合 13．（2026·陕西·模拟预测）天舟九号货运飞船入轨后顺利完成状态设置，于北京时间2025年7月15日8时52分，成功对接于空间站天和核心舱后向端口。如图所示为天舟九号与对接过程示意图，假设空间站在半径为R的圆形轨道上绕地球运行，周期为T，天舟九号飞船在初始在半径为r的圆形轨道上运行，二者绕行方向相同。当空间站运行到A点时，飞船恰好运行到B点，A、B与地心连线相互垂直，此时飞船经极短时间的点火加速，使其进入椭圆轨道，椭圆轨道的近地点为B、远地点与空间站的轨道相切于C点，如图所示。当飞船第一次到达C点时，恰好与空间站相遇。空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A．飞船在B点加速后的加速度大于加速前的加速度 B．飞船从B到C的过程中速度减小，机械能减小 C．空间站的圆形轨道半径R与飞船的圆形轨道半径r的关系满足： D．飞船在半径为r的圆形轨道上运动的周期为 14．（2026·陕西西安·三模）2025年10月31日，“神舟二十一号”载人飞船成功发射。“神舟二十一号”与空间站组合体运行在离地约400公里的圆轨道上，组合体在轨运行的速度（　　） A．大于第一宇宙速度 B．小于同步卫星的运行速度 C．小于赤道上随地球自转物体的速度 D．小于“神舟二十一号”的发射速度 15．（2026·陕西咸阳·三模）有一空间探测器对一球状行星进行探测，发现该行星上无生命存在，在其表面上，却覆盖着一层厚厚的冻结的二氧化碳（干冰）。有人建议利用化学方法把二氧化碳分解为碳和氧气而在行星上面产生大气，由于行星对大气的引力作用，行星的表面就存在一定的大气压强。如果一秒钟可分解得到质量为的氧气，要使行星表面附近得到的压强至少为，那么请你估算一下，至少需要多长的时间（单位为秒）才能完成，已知行星表面的温度较低，在此情况下，二氧化碳的蒸发可不计，探测器靠近行星表面运行的周期为，行星的半径为，大气层的厚度与行星的半径相比很小。下列估算表达式正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 16．（2026·陕西商洛·三模）“二十四节气”起源于黄河流域，是上古农耕文明的产物。地球围绕太阳公转的轨道是一个椭圆轨道，将地球绕日一年转的分为24份，每为一个节气。立春、立夏、立秋、立冬分别作为春、夏、秋、冬四季的起始。地球公转位置与节气的对照图如图所示。下列说法正确的是（　　） A．夏至时地球的机械能比冬至时地球的机械能大 B．太阳对地球的万有引力与地球对太阳的万有引力大小始终相等 C．地球绕太阳公转的每一天中，夏至这一天地球与太阳的连线扫过的面积最大 D．太阳系内行星轨道的半长轴a与周期T均满足关系式（k为常量） 17．（2026·重庆沙坪坝·模拟预测）2025年4月24日，我国成功发射神舟二十号载人飞船。飞船升空后先进入近地停泊轨道I，之后从M点进入转移轨道II，最后在中国空间站轨道III与天和核心舱对接。已知停泊轨道、空间站轨道和同步卫星轨道（未画出）均为圆形轨道，距离地面高度分别为，飞船在停泊轨道运行的周期为，地球自转周期为T0，地球半径为R，万有引力常量为，则（　　） A．飞船的发射速度大于第二宇宙速度 B．飞船变轨后在转移轨道M点的加速度等于变轨前在停泊轨道M点的加速度 C．飞船在空间站轨道运行的周期为 D．地球的平均密度为 18．（2026·福建泉州·三模）2025年11月，神舟二十一号载人飞船返回舱首次实施3圈自主快速返回，标志着我国载人飞船再入返回技术实现新突破。如图所示，返回舱从圆轨道1的点变轨后，沿椭圆轨道2运动到点，再次变轨后进入圆轨道3。为1、2轨道的切点，为2、3轨道的切点。已知1、3轨道半径之比为，返回舱在轨道1运行的周期为，则返回舱（   ） A．从点进入轨道2时需要减速 B．从点运行至点所需的最短时间小于 C．在轨道3与轨道1上运行的速率之比为 D．在轨道2上运行时经过、点的速率之比为 19．（2026·新疆·三模）我国计划2030年前实现中国人首次登陆月球。梦舟载人飞船（下文称飞船）是我国新一代可重复使用的载人航天器。已知月球的半径约为地球半径的，其表面重力加速度约为地球表面重力加速度的。飞船在近月轨道上和在近地轨道上运行时（    ） A．速度之比约为0.2 B．速度之比约为0.1 C．周期之比约为2.6 D．周期之比约为1.3 20．（2026·湖南·三模）如图所示，地球和某行星在同一轨道平面内同向绕太阳做匀速圆周运动。地球和太阳中心的连线与地球和该行星的连线所夹的角叫地球对该行星的观察视角（简称视角）。已知该行星的最大视角为，当行星处于最大视角处时，是地球上的天文爱好者观察该行星的最佳时期。下列说法正确的是（　　） A．地球绕太阳运动的周期小于该行星绕太阳运动的周期 B．地球绕太阳运动的线速度小于该行星绕太阳运动的线速度 C．行星与太阳的连线和地球与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等 D．行星绕太阳运动的角速度与地球绕太阳运动的角速度之比为 《2026高考物理天体运动考前专项训练》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C B C C D A C C D 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 D B D D B BD BD AB AD BD 1．A 【详解】AB．对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等．结合扇形面积的公式可知，距离太阳近的点的线速度大，即，故A正确，B错误； CD．根据 解得 可知，在A点的加速度较大，故CD错误； 故选 A。 2．C 【详解】AB．已知行星质量，行星半径，天体表面物体的重力近似等于万有引力 得 可知，即，故A、B错误； CD．小球在最高点做圆周运动，向心力由重力和圆管作用力的合力提供。 因为需要的向心力向下，重力大于需要的向心力，因此圆管对小球施加向上的支持力，根据牛顿第二定律 整理得，故C正确，D错误。 故选C。 3．B 【详解】“天问一号”做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力 整理得火星质量相关项 不考虑火星自转时，火星表面物体重力等于万有引力 整理得火星表面重力加速度 故选B。 4．C 【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，则有 解得 结合图像可得 解得，地球的质量为，故A错误； B．万有引力提供卫星圆周运动的向心力，则有 结合上述结论 解得，第一宇宙速度为，故B错误； C．在地球表面，万有引力与重力大小相等，则有 结合上述结论 解得，地球表面的重力加速度为，故C正确； D．月球也是地球的一颗卫星，根据开普勒第三定律可得 解得，月球绕地球的轨道半径，故D错误。 故选C。 5．C 【详解】A．05、06卫星在轨运行时，轨道半径 r 相同，根据万有引力提供向心力，则有 可知两卫星的加速度大小 则两卫星的加速度大小相等，方向不同，故A错误； B．太阳同步轨道是指轨道平面绕地球自转轴旋转的角速度与地球绕太阳公转的平均角速度相同。轨道平面的进动角速度与轨道高度（半长轴）和轨道倾角有关，只要调整轨道倾角，可以在不同的高度（包括更低的高度）实现太阳同步轨道，故B错误； C．地球自转角速度对应的是地球同步卫星的角速度，同步卫星轨道高度约为36000 km。05、06卫星高度约为700 km，轨道半径 r 远小于同步卫星轨道半径。结合牛顿第二定律可得 解得 可知，轨道半径越小，角速度越大，所以05、06两星绕地心运行的角速度大于地球同步卫星的角速度，即大于地球自转角速度，故C正确； D．太阳同步轨道的特点是轨道平面与太阳光线的夹角始终保持不变。这意味着轨道平面绕地轴的进动角速度等于地球绕太阳公转的角速度。若以太阳为参考系（日心系），地球在绕太阳公转，卫星的轨道平面也随之转动（进动），并不是静止的，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．a是一颗地球同步卫星，仅一颗地球的静止卫星无法覆盖全球，需要至少三颗地球的静止卫星才能基本覆盖地球，且两极存在盲区，A错误； B．根据开普勒第三定律，b和c轨道半长轴相等，因此二者公转周期相等；由图可知二者绕行方向相反，初始位置不同，因此不会同时到达交点P，不存在相撞危险，B错误； C．万有引力提供加速度，有 解得加速度大小 由于 因此 C错误； D．由开普勒第三定律 由于b半长轴更小，因此 b转动更快。相邻两次相距最近时，b比a多转一周，满足 解得 D正确。 故选D。 7．A 【详解】A．P、Q 两质点随地球自转做匀速圆周运动，所以P、Q做圆周运动的角速度大小相等，均等于地球自转角速度，故A正确； BC．根据，；由于P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动的半径不相等，则P、Q做圆周运动所需的向心力大小不相等，向心加速度大小不相等，故BC错误； D．根据可知，P所受地球引力等于Q所受地球引力，故D错误。 故选A。 8．C 【详解】AC．根据 由图乙可知当时， 代入可得地球的质量为 对北斗星座GEO卫星根据 代入，可得GEO卫星的加速度大小，故A错误，C正确； B．根据 代入，解得，故B错误； D．地球的密度，故D错误。 故选C。 9．C 【详解】D．卫星绕行星表面做匀速圆周运动时线速度最大，即为第一宇宙速度。由图可知，两行星表面的最大值相等，即第一宇宙速度相等，，故D错误； A．根据 可得 因为 所以，故A错误； B．行星的密度 则 即 ，故B错误； C．行星表面的重力加速度 因为两行星第一宇宙速度相等，所以与成反比，则，故C正确。 故选C。 10．D 【详解】A．卫星绕地球做椭圆轨道运动，未脱离地球引力范围，其发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度，故A错误； B．根据题意，近地点离地心距离 远地点离地心距离 椭圆轨道半长轴 对于半径等于半长轴的圆轨道，根据开普勒第三定律可知，周期也为T，则 解得地球质量 地球体积 代入数据解得，地球平均密度，故B错误； C．根据开普勒第二定律，卫星在近地点和远地点的速率与距离成反比，即 则，故C错误； D．根据牛顿第二定律和万有引力定律 解得加速度 则卫星在近地点和远地点的加速度之比为，故D正确。 故选D。 11．D 【详解】A．卫星绕巨行星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，轨道半径为，由万有引力公式和向心力公式得 可得该巨行星的质量为，故A错误； B．巨行星密度 体积 联立可得该巨行星的密度为，故B错误； C．巨行星表面万有引力等于重力，即 代入得表面重力加速度，故C错误； D．巨行星表面最小发射速度为第一宇宙速度，满足 推导得 代入得，故D正确。 故选D。 12．B 【详解】A．由图可知，地球自转一圈，卫星转动3圈，则卫星运行周期为8h，故A错误； B．根据开普勒第三定律 解得，故B正确； C．7.9km/s是地球卫星的最大环绕速度，卫星A的运行速度不可能大于7.9km/s，故C错误； D．星下点在南北纬之间运动，说明轨道平面与北纬60°平面不重合，故D错误。 故选B。 13．D 【详解】A．飞船在B点，根据牛顿第二定律有 即 可知飞船在B点加速后的加速度等于加速前的加速度，故A错误； B．根据开普勒第二定律可知飞船从到的过程中速度逐渐减小，由于飞船由到的过程中只有万有引力做功，所以机械能守恒，故B错误。 CD．设飞船在圆形轨道运行的周期为，则根据开普勒第三定律可得 解得 设飞船在椭圆轨道上的周期为，则根据开普勒第三定律可得 根据题意可知 联立解得，，故D正确，C错误。 故选D。 14．D 【详解】AB．根据 可得卫星圆周运动速度公式 第一宇宙速度对应，因组合体做圆周运动的轨道半径大于地球的半径，小于同步卫星的轨道半径，可知组合体在轨运行的速度小于第一宇宙速度，大于同步卫星的速度，AB错误； C．赤道上随地球自转物体的角速度等于同步卫星的角速度，根据可知，同步卫星的线速度大于赤道上随地球自转物体的线速度，又因组合体的线速度大于同步卫星的线速度，可知组合体在轨运行的速度大于赤道上随地球自转物体的速度，故C错误； D．发射过程需克服重力和阻力，实际发射速度要大于最终轨道速度，故D正确。 故选D。 15．B 【详解】可近似认为大气压是由大气重力产生的，设大气的质量为，则有 设探测器的质量为m1，行星质量为M，在行星表面，万有引力定律等于重力，则有 解得 探测器围绕行星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，则有 联立解得 由题知，1秒钟可得到m的氧气，故分解出的氧气所需的时间为 故选B。 16．BD 【详解】A．地球绕太阳公转的过程中仅受到太阳的万有引力，地球的机械能守恒，故A错误； B．根据牛顿第三定律可知，太阳对地球的万有引力与地球对太阳的万有引力大小始终相等、方向相反，故B正确； C．根据开普勒第二定律可知，地球绕太阳公转的每一天，地球与太阳的连线扫过的面积均相同，故C错误； D．根据开普勒第三定律可知，太阳系内行星轨道的半长轴a与周期T均满足关系式（k为常量），故D正确。 故选BD。 17．BD 【详解】A．第二宇宙速度是物体摆脱地球引力束缚的最小发射速度。题目中的飞船最终进入的是绕地球运行的轨道，没有脱离地球引力范围，因此其发射速度必须小于第二宇宙速度，故A错误； B．根据牛顿第二定律和万有引力定律，飞船在轨道上某一点的加速度由该点所受的万有引力决定，在M点，无论飞船是在停泊轨道还是转移轨道，它到地心的距离相同，因此，飞船在M点的加速度大小和方向都是相同的，故B正确； C．设飞船在空间站轨道运行的周期为,根据开普勒第三定律可知 解得，故C错误； D．由万有引力提供向心力可得 解得地球质量 地球的体积为 地球的平均密度，故D正确。 故选BD。 18．AB 【详解】A．从点进入轨道2时，做近心运动，可知返回舱需要减速，故A正确； B．设轨道1的半径为，轨道3的半径为，椭圆轨道2的半长轴为 根据开普勒第三定律可得返回舱在轨道1运行的周期大于在椭圆轨道2的周期，从点运行至点所需的最短时间为，可知最短时间小于，故B正确； C．根据万有引力提供向心力可得 可得 因为1、3轨道半径之比为，可得在轨道3与轨道1上运行的速率之比，故C错误； D．在轨道2上运行时经过、点时，根据开普勒第二定律有 可得经过、点的速率之比，故D错误。 故选AB。 19．AD 【详解】AB．根据星球表面的物体的重力等于其所受万有引力可得 对飞船，根据牛顿第二定律可得 解得 又因为月球的半径约为地球半径的，其表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，所以速度之比为，故A正确，B错误； CD．对飞船，根据牛顿第二定律可得 解得 又因为月球的半径约为地球半径的，其表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，所以周期之比为，故C错误，D正确。 故选AD。 20．BD 【详解】AB．根据 可知， 所以地球绕太阳运动的周期大于该行星绕太阳运动的周期，地球绕太阳运动的线速度小于该行星绕太阳运动的线速度，A错误、B正确； C．根据开普勒第二定律可知，同一行星与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等，C错误； D．设该行星与太阳的连线和该行星与地球的连线的夹角为，则由正弦定理得 则 当时地球对该行星的视角最大，可得行星的轨道半径 由 得，D正确。 故选BD。 学科网（北京）股份有限公司 $