专题04 万有引力（6年汇编）（广东专用）2021-2026年高考物理真题分类汇编

**基本信息** 广东近6年高考真题与模拟题汇编，聚焦万有引力考点，以真实天文数据和前沿科技情境为载体，体现从公式应用到科学思维的命题导向。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择+计算|选择25题+计算1题|行星运动（开普勒定律）、万有引力应用（轨道参量、引力差值、凌星法等）|真题融入系外行星探测（凌星法）、引力差值推导，模拟题结合中国空间站、嫦娥探测器等科技情境，注重科学方法迁移|

专题04 万有引力 6年真题1年模拟 考点分类 广东考情 命题解读与创新考法 考点01 行星的运动 近6年仅2025年考1次，考查开普勒定律的基本理解。该考点属于基础知识，难度较低，主要考查椭圆轨道中速度、周期与距离的关系。 【命题解读】以小行星近日点和远日点到太阳的距离（5倍和7倍地球距离）为数据，考查椭圆轨道中速度、周期的定性比较。 【创新考法】真实天文数据驱动：用具体倍数关系代替抽象符号，增强题目科学性与可读性。 考点02 万有引力定律 的应用 近6年考5次，是必考考点。考查形式从传统的"已知轨道半径求周期"升级为"引力差值""亮度遮挡法测周期""火星与地球公转周期比较"等创新设问，体现从公式套用到科学思维的转变。 【命题解读】2026年"引力差值"题引入新概念——行星对卫星表面最近点与最远点单位质量物体的引力差，需运用万有引力定律进行代数推导。2023年亮度遮挡法题将天文观测方法（凌星法）转化为物理问题。 【创新考法】科学方法嵌入：亮度遮挡法实为系外行星探测的凌星法，将前沿天文方法转化为高中物理可解的问题。 考点01 行星的运动 1．（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 【答案】D 【详解】A．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 故A错误； B．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，故B错误； cC．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，故C错误。 D．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，故D正确； 故选D。 考点02 万有引力定律的应用 1．（2026·广东·高考真题）如图所示，某行星对单个卫星表面最远点与最近点的单位质量物体的“引力差值”可近似为，其中为常量，为行星质量，为卫星球体半径，为行星中心到卫星中心的距离。两卫星P和Q的球体半径之比为，它们绕该行星做匀速圆周运动的周期之比为 ，该行星对卫星P、Q的“引力差值”分别为、，则为（     ） A．1∶4 B．1∶16 C．1∶32 D．1∶64 【答案】C 【详解】根据可得 又因为两卫星绕该行星做匀速圆周运动的周期之比为8：1，可得 根据“引力差值”公式，其中M和k相同，所以 故选C。 2．（2023·广东·高考真题）如图（a）所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（    ）    A．周期为 B．半径为 C．角速度的大小为 D．加速度的大小为 【答案】B 【详解】A．由图（b）可知探测器探测到Q的亮度随时间变化的周期为 则P的公转周期为，故A错误； B．P绕恒星Q做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 解得半径为 故B正确； C．P的角速度为 故C错误； D．P的加速度大小为 故D错误。 故选B。 3．（2022·广东·高考真题）“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是（　　） A．火星公转的线速度比地球的大 B．火星公转的角速度比地球的大 C．火星公转的半径比地球的小 D．火星公转的加速度比地球的小 【答案】D 【详解】由题意可知，火星的公转周期大于地球的公转周期 C．根据可得 可知火星的公转半径大于地球的公转半径，故C错误； A．根据可得 结合C选项，可知火星的公转线速度小于地球的公转线速度，故A错误； B．根据可知火星公转的角速度小于地球公转的角速度，故B错误； D．根据可得 可知火星公转的加速度小于地球公转的加速度，故D正确。 故选D。 4．（2021·广东·高考真题）2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（　　） A．核心舱的质量和绕地半径 B．核心舱的质量和绕地周期 C．核心舱的绕地角速度和绕地周期 D．核心舱的绕地线速度和绕地半径 【答案】D 【详解】根据核心舱做圆周运动的向心力由地球的万有引力提供，可得 可得 可知已知核心舱的质量和绕地半径、已知核心舱的质量和绕地周期以及已知核心舱的角速度和绕地周期，都不能求解地球的质量；若已知核心舱的绕地线速度和绕地半径可求解地球的质量。 故选D。 5．（2024·广东·高考真题）（多选）如图所示，探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞。在接近某行星表面时以的速度竖直匀速下落。此时启动“背罩分离”，探测器与背罩断开连接，背罩与降落伞保持连接。已知探测器质量为1000kg，背罩质量为50kg，该行星的质量和半径分别为地球的和。地球表面重力加速度大小取。忽略大气对探测器和背罩的阻力。下列说法正确的有（　　） A．该行星表面的重力加速度大小为 B．该行星的第一宇宙速度为 C．“背罩分离”后瞬间，背罩的加速度大小为 D．“背罩分离”后瞬间，探测器所受重力对其做功的功率为30kW 【答案】AC 【详解】A．在星球表面，根据 可得 行星的质量和半径分别为地球的和。地球表面重力加速度大小取，可得该行星表面的重力加速度大小 故A正确； B．在星球表面上空，根据万有引力提供向心力 可得星球的第一宇宙速度 行星的质量和半径分别为地球的和，可得该行星的第一宇宙速度 地球的第一宇宙速度为，所以该行星的第一宇宙速度 故B错误； C．“背罩分离”前，探测器及其保护背罩和降落伞整体做匀速直线运动，对探测器受力分析，可知探测器与保护背罩之间的作用力 “背罩分离”后，背罩所受的合力大小为4000N，对背罩，根据牛顿第二定律 解得 故C正确； D．“背罩分离”后瞬间探测器所受重力对其做功的功率 故D错误。 故选AC。 1．（2026·广东汕头·模拟预测）如图所示，两颗已发射的卫星A、B在同一轨道平面内绕地球沿逆时针方向做匀速圆周运动，某时刻两者与地心连线夹角为，轨道半径分别为。已知引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（　　） A．两卫星的线速度之比为 B．两卫星的加速度之比为 C．再经过时间，两卫星相距最近 D．两卫星经过相同的时间，卫星B与地心连线扫过的面积更大 【答案】C 【详解】AB．根据 可得 可知两卫星的线速度之比为 两卫星的加速度之比为，AB错误； C．根据可得， 两卫星相距最近时，则 解得再经过时间，C正确； D．根据，卫星与地心连线扫过的面积 可知经过相同的时间，卫星A与地心连线扫过的面积较大，D错误。 故选C。 2．（2026·广东广州·二模）如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的速率分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动。则甲、乙卫星（     ） A．轨道半径之比为 B．运行周期之比为 C．受到的万有引力大小之比为 D．向心加速度大小之比为 【答案】B 【详解】A．由万有引力提供向心力可得 已知甲、乙两颗卫星以相同的速率分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，则甲、乙卫星的轨道半径之比为，故A错误； B．根据公式，可得甲、乙卫星的运行周期之比为，故B正确； D．根据公式，可得甲、乙卫星的向心加速度大小之比，故D错误； C．甲、乙卫星的质量关系未知，故无法确定甲、乙卫星受到的万有引力大小之比，故C错误。 故选B。 3．（2026·广东佛山·三模）2026年4月，神舟乘组入驻中国空间站。如图，地球半径为，自转周期为，空间站所在轨道离地面的高度约为，同步卫星离地面的高度约为，万有引力常量为。下列说法正确的是（　　） A．根据题中物理量可求出地球平均密度 B．空间站绕地运行线速度比同步卫星小 C．空间站绕地运行角速度比地球自转角速度小 D．空间站绕地运行的周期约为 【答案】A 【详解】A．根据万有引力提供向心力 可得 根据题意可知同步卫星的周期和轨道半径，即根据题中物理量可求出地球平均密度，故A正确； B．根据万有引力提供向心力 可得 空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则空间站绕地运行线速度比同步卫星大，故B错误； C．根据万有引力提供向心力 可得 空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则空间站绕地运行角速度比地球自转角速度大，故C错误； D．根据题意有空间站的轨道半径为1.06R，同步卫星的轨道半径为，根据万有引力提供向心力 可得 可得空间站绕地运行的周期约为，故D错误。 故选A。 4．（2026·广东揭阳·二模）如图所示，1、2轨道分别是“天宫二号”在变轨前后的轨道，关于“天宫二号”，下列说法正确的是（　　） A．在1轨道的线速度大于在2轨道的 B．在1轨道的周期大于在2轨道的 C．在1轨道的加速度小于在2轨道的 D．在1轨道的线速度大于7.9 km/s 【答案】A 【详解】AB．根据 解得，， “天宫二号”在轨道1的半径小于轨道2的半径，可知“天宫二号”在1轨道的线速度大于在2轨道的，“天宫二号”在1轨道的周期小于在2轨道的，“天宫二号”在1轨道的加速度大于在2轨道的，故A正确，BC错误； D．根据可知7.9 km/s是第一宇宙速度，轨道半径等于地球半径，“天宫二号”在1轨道的轨道半径大于地球半径，所以其在1轨道的线速度小于7.9 km/s，故D错误。 故选A。 5．（2026·广东清远·二模）中国空间站“天宫”自2022年底全面建成以来长期在轨运行。设“天宫”在地球附近做匀速圆周运动，如图中实线所示。在某次定期调整运行轨道时，“天宫”在P点沿图中箭头所指径向，极短时间内喷射气体，使其获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则（　　） A．天宫变轨前、后的机械能相同 B．天宫变轨后的运动周期比变轨前的小 C．天宫变轨后在近地点的速度比远地点的大 D．天宫变轨前的速度比变轨后在近地点的大 【答案】C 【详解】A．变轨过程中，天宫喷射气体，发动机对天宫做功，机械能发生改变，变轨后机械能更大，故A错误； B．根据开普勒第三定律，变轨后轨道半长轴a大于原轨道半径，因此变轨后周期更大，故B错误； C．根据开普勒第二定律，天宫沿椭圆轨道运动时，相同时间内扫过面积相等，近地点距离地球更近，由面积关系可知速度更大，因此变轨后近地点速度大于远地点速度，故C正确； D．“天宫”在P点沿径向喷气后，获得径向速度分量，而切向速度v0不变。在喷气点P，径向速度不为零，因此该点不是新椭圆轨道的近地点。由速度的矢量合成可知，“天宫”变轨后在P点的速度vP大于变轨前做匀速圆周运动的速度v0。又由开普勒第二定律，可知变轨后在近地点的速度大于vP，因此有 即变轨前速度小于变轨后近地点速度，故D错误。 故选C。 6．（2025·广东深圳·模拟预测）如图所示，在嫦娥七号月球南极探测任务中，飞船在轨道Ⅰ上做圆周运动，到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点B时，再次变轨进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．飞船在轨道Ⅲ上运动时处于平衡状态 B．飞船在轨道Ⅰ上通过A点的速率等于在轨道Ⅱ上通过A点的速率 C．飞船在轨道Ⅱ上从A点运行到B点过程中，月球对飞船的引力不做功 D．飞船在轨道Ⅱ上通过B点时的加速度等于在轨道Ⅲ上通过B点时的加速度 【答案】D 【详解】A．飞船在轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，合力不为零，不是平衡状态，故A错误； B．飞船从轨道Ⅰ变轨进入轨道Ⅱ，需要在A点点火减速，做近心运动，所以飞船在轨道Ⅰ上通过A点的速率大于在轨道Ⅱ上通过A点的速率，故B错误； C．飞船在轨道Ⅱ上从A点运行到B点过程中，飞船与月球距离减小，万有引力方向与速度方向夹角为锐角，月球对飞船的引力做正功，故C错误； D．根据牛顿第二定律有 解得 飞船在轨道Ⅱ上通过B点时和在轨道Ⅲ上通过B点时，相同，则加速度相等，故D正确。 故选D。 7．（2026·广东东莞·二模）木星的卫星中木卫一、木卫二的轨道可看成圆形。它们的周期之比约为，质量之比约为，不考虑卫星间的相互影响。关于木卫一、木卫二下列说法正确的是（     ） A．木卫一距离木星较远 B．木卫一的角速度大 C．木卫二的动能大 D．木卫二的向心加速度大 【答案】B 【详解】A．根据开普勒第三定律 已知 故木卫一轨道半径更小，距离木星更近，A错误； B．根据角速度 因为 故 所以木卫一角速度更大，B正确； C．结合开普勒第三定律 可得 又 所以 根据 可得线速度 故 动能 代入质量比 可得 即木卫一的动能更大，C错误； D．向心加速度 向心加速度与轨道半径的平方成反比，因为 故木卫二向心加速度更小，D错误。 故选B。 8．（2026·广东惠州·一模）2026年我国将发射嫦娥七号探测器前往月球探测。设想探测器先在近月轨道做匀速圆周运动，某时刻着陆器与轨道器分离，在月球表面附近喷气悬停，之后匀速下降至月球表面。若着陆器质量为，地球半径约为月球半径的3.7倍，地球质量约为月球质量的81倍，取地球表面重力加速度，下列说法正确的是（    ） A．嫦娥七号的发射速度小于第三宇宙速度 B．探测器近月圆周运动的速度约为 C．着陆器悬停时，喷气产生的推力约为 D．在缓慢匀速下降过程中，月球引力对着陆器做负功 【答案】A 【详解】A．第三宇宙速度是脱离太阳系引力的最小发射速度，嫦娥七号仅前往月球，未脱离太阳系，发射速度小于第三宇宙速度，故A正确； B．近地圆周运动时万有引力提供向心力 化简得 在地球表面，物体所受重力近似等于万有引力 联立可得第一宇宙速度 近地环绕的第一宇宙速度，月球第一宇宙速度，故B错误； C．由万有引力等于重力 月球与地球表面重力加速度比值为 代入数据解得 着陆器悬停时受力平衡，推力等于重力，故C错误； D．匀速下降过程中，着陆器位移方向与月球引力方向相同，引力做正功，故D错误。 故选A。 9．（2026·广东深圳·二模）2025年10月17日我国以“一箭18星”的方式成功将千帆极轨18组卫星发射升空，其中“千帆-105”卫星运行轨道的远地点高度和近地点高度随时间变化关系如下图所示。对于该卫星（     ） A．在区间Ⅰ内，线速度大小不变 B．在区间Ⅱ内，运行的周期变大 C．在区间Ⅲ内，线速度大于地球第一宇宙速度 D．在区间Ⅲ内，周期大于地球同步卫星的周期 【答案】B 【详解】A．在区间Ⅰ内，由图可知远地点高度大于近地点高度，卫星在椭圆轨道上运行。根据开普勒第二定律，卫星在近地点速度大，远地点速度小，线速度大小是变化的，故A错误； B．在区间Ⅱ内，由图可知远地点高度和近地点高度均增大，说明轨道半长轴 增大。根据开普勒第三定律 可知，半长轴越大，周期越大，故B正确； C．在区间Ⅲ内，卫星轨道高度约为1100多千米，轨道半径大于地球半径。第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的环绕速度，根据 可知，轨道半径越大，线速度越小，所以该卫星线速度小于第一宇宙速度，故C错误； D．在区间Ⅲ内，卫星轨道高度约为1100多千米，远小于地球同步卫星的高度（约36000千米）。根据开普勒第三定律 可知，轨道半径越小，周期越小，所以该卫星周期小于地球同步卫星的周期，故D错误。 故选B。 10．（2026·广东江门·二模）卫星A和卫星B均绕地球做匀速圆周运动，卫星A的轨道半径大于卫星B的轨道半径。下列说法正确的是（　　） A．相同时间内，卫星A与地球中心连线扫过的面积等于卫星B与地球中心连线扫过的面积 B．卫星A的向心加速度小于卫星B的向心加速度 C．卫星A的机械能一定小于卫星B的机械能 D．卫星A的周期小于卫星B的周期 【答案】B 【详解】A．开普勒第二定律仅适用于同一环绕天体，不同环绕天体单位时间扫过的面积为 根据万有引力提供向心力可得 联立，可得面积与成正比，卫星A轨道半径更大，相同时间扫过的面积更大，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 解得向心加速度 轨道半径越大向心加速度越小，卫星A轨道半径大于B，因此A的向心加速度小于B，故B正确； C．由于不知道两个卫星的质量关系，所以两个卫星的机械能大小没法判断，故C错误； D．根据牛顿第二定律可得 解得周期 轨道半径越大周期越大，卫星A轨道半径更大，因此A的周期大于B，故D错误。 故选B。 11．（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 【答案】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。 12．（2026·广东广州·二模）我国计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。已知近地卫星周期是近月卫星周期的n倍，地球半径是月球半径的k倍，则地球与月球的（　　） A．平均密度之比为 B．平均密度之比为 C．第一宇宙速度之比为 D．第一宇宙速度之比为 【答案】C 【详解】AB．对近中心天体的环绕卫星，由万有引力提供向心力有 解得中心天体质量 平均密度 解得 可知密度与环绕周期平方成反比，已知近地卫星周期 故 即地月密度比为，AB错误； CD．第一宇宙速度为近中心天体卫星的环绕速度，圆周运动线速度 故 又因为、 解得 即地月第一宇宙速度比为，C正确，D错误。 故选C。 13．（2026·广东茂名·二模）国家航天局探月与航天工程中心计划于2100年开展一次月球基地物资补给任务，飞船从地球发射后经地月转移轨道抵达月球轨道。假设飞船在控制中心的引导下经历如图所示的轨迹，最终抵达月球表面。下列说法正确的是（　　） A．为节省燃料，地面发射场应选择在较高纬度地区 B．飞船从月球捕获点M运动到近月点N的过程中受到月球万有引力变大 C．飞船从地月转移轨道进入12小时轨道后再次变轨至3.5小时轨道时，需在近月点N加速 D．该任务发射速度需大于第二宇宙速度，以完全摆脱地球引力 【答案】B 【详解】A．在低纬度（如赤道附近）发射可利用地球自转线速度大，节省燃料，故A错误； B．由万有引力定律可知，距离变小，万有引力变大，故B正确； C．从12小时轨道至3.5小时轨道需在近月点减速，以实现变轨，故C错误； D．地月转移任务的发射速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间，飞船始终在地球引力场作用下运行,故D错误。 故选B。 14．（2026·广东湛江·二模）阿登型近地小行星2015XF261的半径为地球半径的八万分之一，其绕太阳转动的方向与地球绕太阳转动方向相同，可认为该小行星与地球绕太阳运动的轨道平面共面且都近似视为圆轨道，轨道半径为地球轨道半径的1.1倍，该小行星的密度为地球密度的一半，地球表面重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A．小行星表面的重力加速度大小为m/s2 B．小行星绕太阳运动的周期小于1.1年 C．小行星绕太阳运动的向心加速度大小为地球的1.1倍 D．小行星每经过1.1年与地球相距最近 【答案】A 【详解】A．天体表面忽略自转时，万有引力等于重力，即 结合 代入得 可知与成正比。已知， 故 代入 得，故A正确； B．根据开普勒第三定律，绕太阳运动的天体满足 故 得年>1.1年，故B错误； C．万有引力提供向心加速度，即 可知与成反比，故 小行星向心加速度小于地球的，故C错误； D．两者同向转动，再次相距最近时地球比小行星多转1周，即 代入年、年， 解得年，远大于1.1年，故D错误。 故选A。 15．（2026·广东东莞·一模）日心说与地心说的争论不仅是天文学的重要里程碑，更是人类认识世界的重大转折点。地球绕太阳运动的半径为，周期，速度为；月球绕地球运动的半径为，周期为，速度为。已知太阳、地球、月球的质量分别为、、，万有引力常量为G，下列说法正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．地球绕太阳运动，根据万有引力提供向心力可知 解得，故A错误； B．月球绕地球运动，根据万有引力提供向心力可知 解得，故B正确； C．同理月球绕地球运动，根据万有引力提供向心力可知 解得 故，故C错误； D．开普勒第三定律需绕同一中心天体运动，二者中心天体不同，故D错误。 故选B。 16．（2025·广东汕头·模拟预测）神舟十七号载人飞船与天宫空间站成功对接。变轨过程可简化为如图：飞船先从圆形轨道I的A位置变轨到椭圆轨道II，再从B位置变轨进入空间站所在的圆形轨道Ⅲ。假设空间站轨道半径为r，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。下列说法正确的是（     ） A．空间站内的航天员处于“悬浮”状态是因为他所受到合外力为零 B．飞船在轨道Ⅱ的运动周期小于轨道I运动的周期 C．空间站的向心加速度大于赤道上的物体随地球自转的向心加速度 D．根据狭义相对论原理，在轨飞行的飞船中，航天员的手表变快了 【答案】C 【详解】A．空间站内的航天员处于“悬浮”状态是因为他处于完全失重状态，其自身所受重力充当其随空间站一起环绕地球做圆周运动的向心力，故A错误； B．由开普勒第三定律，轨道II的半长轴比轨道I大，周期较长，故B错误； C.静止卫星与赤道上物体的角速度相同，根据圆周运动的相关知识可知，向心加速度 由于静止卫星做圆周运动的半径大于赤道上物体做圆周运动的半径，因此静止卫星的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度，而对于环绕中心天体做圆周运动的物体，由万有引力充当向心力，可得物体环绕中心天体做圆周运动的向心加速度 可知，轨道半径越大，向心加速度越小，而静止卫星的轨道半径大于空间站的轨道半径，因此静止卫星的向心加速度小于空间站的向心加速度，由此可知，空间站的向心加速度大于赤道上的物体随地球自转的向心加速度，故C正确； D.根据狭义相对论原理，在轨飞行的飞船中，航天员的手表变慢了，故D错误。 故选C。 17．（2025·广东深圳·模拟预测）“天问一号”探测器着陆火星取得成功，是我国星际探测征程的重要一步，在火星上首次留下了中国人的印迹。“天问一号”探测器成功发射后，顺利被火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星。经过轨道调整，探测器先沿椭圆轨道I运行，之后进入被称为火星停泊轨道的椭圆轨道II运行。如图所示，两轨道相切于近火点P，则“天问一号”探测器（　　） A．在轨道II上处于受力平衡状态 B．沿轨道II从N点向P点运动过程中速度减小 C．从轨道I进入轨道II在P处需要喷气加速 D．在轨道I上的运行周期比在轨道II上的运行周期长 【答案】D 【详解】A．“天问一号”探测器在轨道Ⅱ运行时，受到万有引力的作用做曲线运动，受力不平衡，故A错误； B．在椭圆轨道Ⅱ从N点向着近地点P运动过程中，根据开普勒第二定律可知，速度增大，故B错误； C．探测器从高轨道Ⅰ进入低轨道Ⅱ时做近心运动，所需向心力减小，故需要在近地点P减速，故C错误； D．根据开普勒第三定律可知，因轨道Ⅰ的半长轴比轨道Ⅱ的半长轴大，所以在轨道Ⅰ上的运行周期比在轨道Ⅱ的运行周期长，故D正确。 故选D。 18．（2025·广东深圳·模拟预测）北斗卫星导航系统BDS是我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，与美国的GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo并称全球四大卫星导航系统。图为简化后的“北斗”系统中的两颗工作卫星，其中是高轨道的地球静止同步轨道卫星，是中圆轨道卫星。已知地球自转的角速度为，下列说法正确的是（　　） A．角速度大小 B．在相同时间内，卫星与地心的连线扫过的面积与卫星相等 C．为了满足深圳市民导航需要，卫星可以经过深圳上空 D．卫星的运行速度大于地球的第一宇宙速度且小于第二宇宙速度 【答案】A 【详解】A．卫星A是地球静止同步轨道卫星，其角速度与地球的角速度相等，有。 根据万有引力提供向心力有，得 可知同一中心天体的圆轨道中，卫星A轨道半径大，其角速度比卫星B的角速度小。选项A正确； B．开普勒第二定律指出，卫星与地心连线在相等时间内扫过的面积相等，但该定律适用于同一卫星在椭圆轨道上的运动。对于两颗不同轨道的卫星，其扫过的面积速率不同，因此“在相同时间内扫过的面积相等”是错误的。选项B不正确； C．地球静止轨道卫星A位于赤道上空，而深圳在北半球（北纬22.5°），因此卫星A不会经过深圳上空。选项C不正确； D．根据，得 当r=R时，v是地球的第一宇宙速度 而B是中圆轨道卫星，轨道半径大于地球半径R，则卫星B的运行速度小于地球的第一宇宙速度，选项D不正确。 故选A。 19．（25-26高一下·江苏扬州·期中）如图，“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心、轨道半径之比为1∶4。若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是（　　） A．在图示轨道上，“轨道康复者”的周期为3h B．在图示轨道上，“轨道康复者”的速度大于7.9km/s C．某时刻有一个部件从航天器上分离，该部件会落回地球表面 D．在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍 【答案】A 【详解】A．同步卫星的周期为24h，由开普勒第三定律 解得“轨道康复者”的周期，故A正确； B．第一宇宙速度是卫星运行的最快速度，“轨道康复者”离地面有一定的高度，故其速度小于7.9km/s，故B错误； C．某时刻有一个部件从航天器上分离，该部件仍在原轨道上绕地球做匀速圆周运动，故C错误； D．由 轨道半径之比为1∶4，则加速度大小是地球同步卫星的16倍，故D错误。 故选A。 20．（2026·安徽阜阳·模拟预测）如图所示，某火星探测器从地球发射后，经过地火转移轨道1从点进入停泊轨道2，运行一段时间后再从点进入近火轨道3。已知停泊轨道2的远火点到火星中心的距离约为近火点到火星中心距离的倍，下列说法正确的是（　　） A．地球发射火星探测器的速度至少为才能进入地火转移轨道 B．探测器在停泊轨道运行时，、两点的速度大小关系约为 C．火星探测器从停泊轨道2进入近火轨道3时必须加速 D．火星探测器在停泊轨道2的周期小于在近火轨道3的周期 【答案】B 【详解】A．地球发射火星探测器，需要脱离地球引力的束缚，但未脱离太阳引力的束缚，所以发射速度应大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，故A错误； B．探测器在停泊轨道2运行时，根据开普勒第二定律 有，已知，解得，故B正确； C．探测器从停泊轨道2进入近火轨道3，是在点做近心运动，需要减速，使万有引力大于所需的向心力，故C错误； D．根据开普勒第三定律，停泊轨道2的半长轴，近火轨道3的半径，因为，所以，则探测器在停泊轨道2的周期大于在近火轨道3的周期，故D错误。 故选B。 21．（2026·广东广州·三模）（多选）如图，我国鹊桥二号中继星在环月椭圆冻结轨道顺时针环月飞行，远月点B与月心距离约为近月点A与月心距离的27倍，CD为椭圆轨道的短轴。下列说法正确的是（　　） A．鹊桥二号从A到B的时间等于从C到D的时间 B．鹊桥二号从C到B的时间大于从D到A的时间 C．鹊桥二号在A、B两点的线速度大小之比为27：1 D．鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比为27：1 【答案】BC 【详解】AB.根据开普勒第二定律，鹊桥二号与月球的连线从A到B扫过的面积小于从C到D扫过的面积，因此鹊桥二号从A到B的时间小于从C到D的时间，同理，鹊桥二号与月球的连线从C到B扫过的面积大于从D到A扫过的面积，因此鹊桥二号从C到B的时间大于从D到A的时间，故A错误，B正确； C.根据开普勒第二定律，对近月点和远月点有，所以，故C正确； D.鹊桥二号所受的合力为月球的引力，根据牛顿第二定律和万有引力定律，有，所以，故D错误。 故选BC。 22．（2026·广东佛山·二模）（多选）2026年2月，我国成功实施长征十号运载火箭系统低空演示验证与梦舟载人飞船系统最大动压逃逸飞行试验，标志着我国载人月球探测工程研制工作取得重要阶段性突破。假设梦舟飞船登月后从月球返回时，先进入环月椭圆轨道Ⅰ运行，随后在远月点通过变轨进入半径为r的圆形轨道Ⅱ绕月运行。已知月球半径为R，椭圆轨道Ⅰ近月点距月球表面高度为h1，远月点距月球表面高度为h2，万有引力常量为G，不考虑其他天体的引力影响。下列说法正确的是（　　） A．飞船经过近月点时的速率大于它在轨道Ⅱ上运行的速率 B．飞船在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期 C．若已知飞船在轨道Ⅱ上运行的周期T，可估算出月球的平均密度 D．飞船在轨道Ⅰ上运行时，经过近月点与远月点的加速度大小之比为 【答案】AC 【详解】A．根据万有引力提供向心力 可得 由此可知，飞船在轨道Ⅱ上运行的速率小于经过近月点绕月球做圆周运动的速率，而飞船在椭圆轨道经过近月点时的速率大于经过近月点绕月球做圆周运动的速率，所以飞船经过近月点时的速率大于它在轨道Ⅱ上运行的速率，故A正确； B．根据开普勒第三定律可知，飞船在轨道Ⅰ上运行的半长轴小于在轨道Ⅱ上运行的半长轴，所以飞船在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期，故B错误； C．根据万有引力提供向心力 所以 所以月球的平均密度为 若已知飞船在轨道Ⅱ上运行的周期T，可估算出月球的平均密度，故C正确； D．根据牛顿第二定律可得 所以飞船在轨道Ⅰ上运行时，经过近月点与远月点的加速度大小之比为，故D错误。 故选AC。 23．（2026·广东中山·一模）（多选）地球绕太阳的公转可视为轨道半径为、周期为的匀速圆周运动，彗星的椭圆轨道与地球轨道外切，其远日点到太阳中心的距离为；小行星的椭圆轨道与地球轨道内切，其近日点到太阳的距离为，假设所有轨道共面。已知太阳位于椭圆的一个焦点上，质量为为万有引力常量。不考虑彗星和小行星与地球之间的相互作用力，则下列说法正确的有（　　） A．彗星A在远日点的速度大于地球的公转速度 B．小行星B在近日点的加速度大小为 C．彗星A从远日点向近日点运动时，太阳对它的万有引力做正功 D．彗星A从近日点运动到远日点的时间与地球公转周期的比值为 【答案】BC 【详解】A．地球做匀速圆周运动，其速度为 ，由于彗星A的轨道是椭圆，它在远日点之后会向太阳靠近，说明它在该点的速度不足以维持圆周运动，所以 ，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 ，故B正确； C．彗星A从远日点向近日点运动时，它在太阳引力的作用下向太阳靠近。太阳对它的万有引力做正功，故C正确； D．根据开普勒第三定律可得 代入，得，故D错误。 故选BC。 24．（2025·广东深圳·模拟预测）（多选）中国计划2033年前后实施金星探测任务，推动金星研究从观测到采样返回的跨越，助力行星科学发展，彰显航天实力与科学探索深度。已知金星的半径为R，金星探测车的质量为m，在金星表面的重力大小为G1，万有引力常量为G，忽略金星的自转，则下列正确的是（　　） A．金星的质量为 B．金星表面的重力加速度为 C．金星的平均密度为 D．金星的第一宇宙速度为 【答案】BC 【详解】B．金星表面的重力加速度为，故B正确； A．根据万有引力与重力的关系 则金星的质量为，故A错误； C．金星的平均密度为，故C正确； D．根据万有引力提供向心力 所以，故D错误。 故选BC。 25．（2026·广东汕头·二模）探测车在某行星上执行科研任务时突然失去动力，从倾角为θ的固定斜坡上静止滑下，从车上传感器获取其速度平方v2与位移x的关系如图所示，且图像斜率为k。已知该行星半径为R，不计一切摩擦和该行星的自转影响。 (1)求该行星表面的重力加速度； (2)已知第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，求质量为m的卫星脱离该行星所需的最小动能。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）探测车在斜坡上有 由牛顿第二定律，得 且 联立解得 （2）设行星质量为M，第一宇宙速度为，则第二宇宙速度为 由万有引力定律，得 同时有 脱离该行星的最小动能为 联立解得 2 / 6 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 万有引力 6年真题1年模拟 考点分类 广东考情 命题解读与创新考法 考点01 行星的运动 近6年仅2025年考1次，考查开普勒定律的基本理解。该考点属于基础知识，难度较低，主要考查椭圆轨道中速度、周期与距离的关系。 【命题解读】以小行星近日点和远日点到太阳的距离（5倍和7倍地球距离）为数据，考查椭圆轨道中速度、周期的定性比较。 【创新考法】真实天文数据驱动：用具体倍数关系代替抽象符号，增强题目科学性与可读性。 考点02 万有引力定律 的应用 近6年考5次，是必考考点。考查形式从传统的"已知轨道半径求周期"升级为"引力差值""亮度遮挡法测周期""火星与地球公转周期比较"等创新设问，体现从公式套用到科学思维的转变。 【命题解读】2026年"引力差值"题引入新概念——行星对卫星表面最近点与最远点单位质量物体的引力差，需运用万有引力定律进行代数推导。2023年亮度遮挡法题将天文观测方法（凌星法）转化为物理问题。 【创新考法】科学方法嵌入：亮度遮挡法实为系外行星探测的凌星法，将前沿天文方法转化为高中物理可解的问题。 考点01 行星的运动 1．（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 考点02 万有引力定律的应用 1．（2026·广东·高考真题）如图所示，某行星对单个卫星表面最远点与最近点的单位质量物体的“引力差值”可近似为，其中为常量，为行星质量，为卫星球体半径，为行星中心到卫星中心的距离。两卫星P和Q的球体半径之比为，它们绕该行星做匀速圆周运动的周期之比为 ，该行星对卫星P、Q的“引力差值”分别为、，则为（     ） A．1∶4 B．1∶16 C．1∶32 D．1∶64 2．（2023·广东·高考真题）如图（a）所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（    ）    A．周期为 B．半径为 C．角速度的大小为 D．加速度的大小为 3．（2022·广东·高考真题）“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是（　　） A．火星公转的线速度比地球的大 B．火星公转的角速度比地球的大 C．火星公转的半径比地球的小 D．火星公转的加速度比地球的小 4．（2021·广东·高考真题）2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（　　） A．核心舱的质量和绕地半径 B．核心舱的质量和绕地周期 C．核心舱的绕地角速度和绕地周期 D．核心舱的绕地线速度和绕地半径 5．（2024·广东·高考真题）（多选）如图所示，探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞。在接近某行星表面时以的速度竖直匀速下落。此时启动“背罩分离”，探测器与背罩断开连接，背罩与降落伞保持连接。已知探测器质量为1000kg，背罩质量为50kg，该行星的质量和半径分别为地球的和。地球表面重力加速度大小取。忽略大气对探测器和背罩的阻力。下列说法正确的有（　　） A．该行星表面的重力加速度大小为 B．该行星的第一宇宙速度为 C．“背罩分离”后瞬间，背罩的加速度大小为 D．“背罩分离”后瞬间，探测器所受重力对其做功的功率为30kW 1．（2026·广东汕头·模拟预测）如图所示，两颗已发射的卫星A、B在同一轨道平面内绕地球沿逆时针方向做匀速圆周运动，某时刻两者与地心连线夹角为，轨道半径分别为。已知引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（　　） A．两卫星的线速度之比为 B．两卫星的加速度之比为 C．再经过时间，两卫星相距最近 D．两卫星经过相同的时间，卫星B与地心连线扫过的面积更大 2．（2026·广东广州·二模）如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的速率分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动。则甲、乙卫星（     ） A．轨道半径之比为 B．运行周期之比为 C．受到的万有引力大小之比为 D．向心加速度大小之比为 3．（2026·广东佛山·三模）2026年4月，神舟乘组入驻中国空间站。如图，地球半径为，自转周期为，空间站所在轨道离地面的高度约为，同步卫星离地面的高度约为，万有引力常量为。下列说法正确的是（　　） A．根据题中物理量可求出地球平均密度 B．空间站绕地运行线速度比同步卫星小 C．空间站绕地运行角速度比地球自转角速度小 D．空间站绕地运行的周期约为 4．（2026·广东揭阳·二模）如图所示，1、2轨道分别是“天宫二号”在变轨前后的轨道，关于“天宫二号”，下列说法正确的是（　　） A．在1轨道的线速度大于在2轨道的 B．在1轨道的周期大于在2轨道的 C．在1轨道的加速度小于在2轨道的 D．在1轨道的线速度大于7.9 km/s 5．（2026·广东清远·二模）中国空间站“天宫”自2022年底全面建成以来长期在轨运行。设“天宫”在地球附近做匀速圆周运动，如图中实线所示。在某次定期调整运行轨道时，“天宫”在P点沿图中箭头所指径向，极短时间内喷射气体，使其获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则（　　） A．天宫变轨前、后的机械能相同 B．天宫变轨后的运动周期比变轨前的小 C．天宫变轨后在近地点的速度比远地点的大 D．天宫变轨前的速度比变轨后在近地点的大 6．（2025·广东深圳·模拟预测）如图所示，在嫦娥七号月球南极探测任务中，飞船在轨道Ⅰ上做圆周运动，到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点B时，再次变轨进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．飞船在轨道Ⅲ上运动时处于平衡状态 B．飞船在轨道Ⅰ上通过A点的速率等于在轨道Ⅱ上通过A点的速率 C．飞船在轨道Ⅱ上从A点运行到B点过程中，月球对飞船的引力不做功 D．飞船在轨道Ⅱ上通过B点时的加速度等于在轨道Ⅲ上通过B点时的加速度 7．（2026·广东东莞·二模）木星的卫星中木卫一、木卫二的轨道可看成圆形。它们的周期之比约为，质量之比约为，不考虑卫星间的相互影响。关于木卫一、木卫二下列说法正确的是（     ） A．木卫一距离木星较远 B．木卫一的角速度大 C．木卫二的动能大 D．木卫二的向心加速度大 8．（2026·广东惠州·一模）2026年我国将发射嫦娥七号探测器前往月球探测。设想探测器先在近月轨道做匀速圆周运动，某时刻着陆器与轨道器分离，在月球表面附近喷气悬停，之后匀速下降至月球表面。若着陆器质量为，地球半径约为月球半径的3.7倍，地球质量约为月球质量的81倍，取地球表面重力加速度，下列说法正确的是（    ） A．嫦娥七号的发射速度小于第三宇宙速度 B．探测器近月圆周运动的速度约为 C．着陆器悬停时，喷气产生的推力约为 D．在缓慢匀速下降过程中，月球引力对着陆器做负功 9．（2026·广东深圳·二模）2025年10月17日我国以“一箭18星”的方式成功将千帆极轨18组卫星发射升空，其中“千帆-105”卫星运行轨道的远地点高度和近地点高度随时间变化关系如下图所示。对于该卫星（     ） A．在区间Ⅰ内，线速度大小不变 B．在区间Ⅱ内，运行的周期变大 C．在区间Ⅲ内，线速度大于地球第一宇宙速度 D．在区间Ⅲ内，周期大于地球同步卫星的周期 10．（2026·广东江门·二模）卫星A和卫星B均绕地球做匀速圆周运动，卫星A的轨道半径大于卫星B的轨道半径。下列说法正确的是（　　） A．相同时间内，卫星A与地球中心连线扫过的面积等于卫星B与地球中心连线扫过的面积 B．卫星A的向心加速度小于卫星B的向心加速度 C．卫星A的机械能一定小于卫星B的机械能 D．卫星A的周期小于卫星B的周期 11．（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 12．（2026·广东广州·二模）我国计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。已知近地卫星周期是近月卫星周期的n倍，地球半径是月球半径的k倍，则地球与月球的（　　） A．平均密度之比为 B．平均密度之比为 C．第一宇宙速度之比为 D．第一宇宙速度之比为 13．（2026·广东茂名·二模）国家航天局探月与航天工程中心计划于2100年开展一次月球基地物资补给任务，飞船从地球发射后经地月转移轨道抵达月球轨道。假设飞船在控制中心的引导下经历如图所示的轨迹，最终抵达月球表面。下列说法正确的是（　　） A．为节省燃料，地面发射场应选择在较高纬度地区 B．飞船从月球捕获点M运动到近月点N的过程中受到月球万有引力变大 C．飞船从地月转移轨道进入12小时轨道后再次变轨至3.5小时轨道时，需在近月点N加速 D．该任务发射速度需大于第二宇宙速度，以完全摆脱地球引力 14．（2026·广东湛江·二模）阿登型近地小行星2015XF261的半径为地球半径的八万分之一，其绕太阳转动的方向与地球绕太阳转动方向相同，可认为该小行星与地球绕太阳运动的轨道平面共面且都近似视为圆轨道，轨道半径为地球轨道半径的1.1倍，该小行星的密度为地球密度的一半，地球表面重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A．小行星表面的重力加速度大小为m/s2 B．小行星绕太阳运动的周期小于1.1年 C．小行星绕太阳运动的向心加速度大小为地球的1.1倍 D．小行星每经过1.1年与地球相距最近 15．（2026·广东东莞·一模）日心说与地心说的争论不仅是天文学的重要里程碑，更是人类认识世界的重大转折点。地球绕太阳运动的半径为，周期，速度为；月球绕地球运动的半径为，周期为，速度为。已知太阳、地球、月球的质量分别为、、，万有引力常量为G，下列说法正确的是（    ） A． B． C． D． 16．（2025·广东汕头·模拟预测）神舟十七号载人飞船与天宫空间站成功对接。变轨过程可简化为如图：飞船先从圆形轨道I的A位置变轨到椭圆轨道II，再从B位置变轨进入空间站所在的圆形轨道Ⅲ。假设空间站轨道半径为r，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。下列说法正确的是（     ） A．空间站内的航天员处于“悬浮”状态是因为他所受到合外力为零 B．飞船在轨道Ⅱ的运动周期小于轨道I运动的周期 C．空间站的向心加速度大于赤道上的物体随地球自转的向心加速度 D．根据狭义相对论原理，在轨飞行的飞船中，航天员的手表变快了 17．（2025·广东深圳·模拟预测）“天问一号”探测器着陆火星取得成功，是我国星际探测征程的重要一步，在火星上首次留下了中国人的印迹。“天问一号”探测器成功发射后，顺利被火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星。经过轨道调整，探测器先沿椭圆轨道I运行，之后进入被称为火星停泊轨道的椭圆轨道II运行。如图所示，两轨道相切于近火点P，则“天问一号”探测器（　　） A．在轨道II上处于受力平衡状态 B．沿轨道II从N点向P点运动过程中速度减小 C．从轨道I进入轨道II在P处需要喷气加速 D．在轨道I上的运行周期比在轨道II上的运行周期长 18．（2025·广东深圳·模拟预测）北斗卫星导航系统BDS是我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，与美国的GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo并称全球四大卫星导航系统。图为简化后的“北斗”系统中的两颗工作卫星，其中是高轨道的地球静止同步轨道卫星，是中圆轨道卫星。已知地球自转的角速度为，下列说法正确的是（　　） A．角速度大小 B．在相同时间内，卫星与地心的连线扫过的面积与卫星相等 C．为了满足深圳市民导航需要，卫星可以经过深圳上空 D．卫星的运行速度大于地球的第一宇宙速度且小于第二宇宙速度 19．（25-26高一下·江苏扬州·期中）如图，“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心、轨道半径之比为1∶4。若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是（　　） A．在图示轨道上，“轨道康复者”的周期为3h B．在图示轨道上，“轨道康复者”的速度大于7.9km/s C．某时刻有一个部件从航天器上分离，该部件会落回地球表面 D．在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍 20．（2026·安徽阜阳·模拟预测）如图所示，某火星探测器从地球发射后，经过地火转移轨道1从点进入停泊轨道2，运行一段时间后再从点进入近火轨道3。已知停泊轨道2的远火点到火星中心的距离约为近火点到火星中心距离的倍，下列说法正确的是（　　） A．地球发射火星探测器的速度至少为才能进入地火转移轨道 B．探测器在停泊轨道运行时，、两点的速度大小关系约为 C．火星探测器从停泊轨道2进入近火轨道3时必须加速 D．火星探测器在停泊轨道2的周期小于在近火轨道3的周期 21．（2026·广东广州·三模）（多选）如图，我国鹊桥二号中继星在环月椭圆冻结轨道顺时针环月飞行，远月点B与月心距离约为近月点A与月心距离的27倍，CD为椭圆轨道的短轴。下列说法正确的是（　　） A．鹊桥二号从A到B的时间等于从C到D的时间 B．鹊桥二号从C到B的时间大于从D到A的时间 C．鹊桥二号在A、B两点的线速度大小之比为27：1 D．鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比为27：1 22．（2026·广东佛山·二模）（多选）2026年2月，我国成功实施长征十号运载火箭系统低空演示验证与梦舟载人飞船系统最大动压逃逸飞行试验，标志着我国载人月球探测工程研制工作取得重要阶段性突破。假设梦舟飞船登月后从月球返回时，先进入环月椭圆轨道Ⅰ运行，随后在远月点通过变轨进入半径为r的圆形轨道Ⅱ绕月运行。已知月球半径为R，椭圆轨道Ⅰ近月点距月球表面高度为h1，远月点距月球表面高度为h2，万有引力常量为G，不考虑其他天体的引力影响。下列说法正确的是（　　） A．飞船经过近月点时的速率大于它在轨道Ⅱ上运行的速率 B．飞船在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期 C．若已知飞船在轨道Ⅱ上运行的周期T，可估算出月球的平均密度 D．飞船在轨道Ⅰ上运行时，经过近月点与远月点的加速度大小之比为 23．（2026·广东中山·一模）（多选）地球绕太阳的公转可视为轨道半径为、周期为的匀速圆周运动，彗星的椭圆轨道与地球轨道外切，其远日点到太阳中心的距离为；小行星的椭圆轨道与地球轨道内切，其近日点到太阳的距离为，假设所有轨道共面。已知太阳位于椭圆的一个焦点上，质量为为万有引力常量。不考虑彗星和小行星与地球之间的相互作用力，则下列说法正确的有（　　） A．彗星A在远日点的速度大于地球的公转速度 B．小行星B在近日点的加速度大小为 C．彗星A从远日点向近日点运动时，太阳对它的万有引力做正功 D．彗星A从近日点运动到远日点的时间与地球公转周期的比值为 24．（2025·广东深圳·模拟预测）（多选）中国计划2033年前后实施金星探测任务，推动金星研究从观测到采样返回的跨越，助力行星科学发展，彰显航天实力与科学探索深度。已知金星的半径为R，金星探测车的质量为m，在金星表面的重力大小为G1，万有引力常量为G，忽略金星的自转，则下列正确的是（　　） A．金星的质量为 B．金星表面的重力加速度为 C．金星的平均密度为 D．金星的第一宇宙速度为 25．（2026·广东汕头·二模）探测车在某行星上执行科研任务时突然失去动力，从倾角为θ的固定斜坡上静止滑下，从车上传感器获取其速度平方v2与位移x的关系如图所示，且图像斜率为k。已知该行星半径为R，不计一切摩擦和该行星的自转影响。 (1)求该行星表面的重力加速度； (2)已知第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，求质量为m的卫星脱离该行星所需的最小动能。 2 / 6 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 万有引力 6年真题1年模拟 考点分类 广东考情 命题解读与创新考法 考点01 行星的运动 近6年仅2025年考1次，考查开普勒定律的基本理解。该考点属于基础知识，难度较低，主要考查椭圆轨道中速度、周期与距离的关系。 【命题解读】以小行星近日点和远日点到太阳的距离（5倍和7倍地球距离）为数据，考查椭圆轨道中速度、周期的定性比较。 【创新考法】真实天文数据驱动：用具体倍数关系代替抽象符号，增强题目科学性与可读性。 考点02 万有引力定律 的应用 近6年考5次，是必考考点。考查形式从传统的"已知轨道半径求周期"升级为"引力差值""亮度遮挡法测周期""火星与地球公转周期比较"等创新设问，体现从公式套用到科学思维的转变。 【命题解读】2026年"引力差值"题引入新概念——行星对卫星表面最近点与最远点单位质量物体的引力差，需运用万有引力定律进行代数推导。2023年亮度遮挡法题将天文观测方法（凌星法）转化为物理问题。 【创新考法】科学方法嵌入：亮度遮挡法实为系外行星探测的凌星法，将前沿天文方法转化为高中物理可解的问题。 考点01 行星的运动 1．【答案】D 考点02 万有引力定律的应用 1．【答案】C 2．【答案】B 【详解】A．由图（b）可知探测器探测到Q的亮度随时间变化的周期为 则P的公转周期为，故A错误； B．P绕恒星Q做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 解得半径为 故B正确； C．P的角速度为 故C错误； D．P的加速度大小为 故D错误。 故选B。 3．【答案】D 4．【答案】D 5．【答案】AC 1．【答案】C 2．【答案】B 3．【答案】A 4．【答案】A 5．【答案】C 6．【答案】D 7．【答案】B 8．【答案】A 9．【答案】B 10．【答案】B 11．【答案】C 12．【答案】C 13．【答案】B 14．【答案】A 15．【答案】B 16．【答案】C 17．【答案】D 18．【答案】A 19．【答案】A 20．【答案】B 21．【答案】BC 22．【答案】AC 23．【答案】BC 24．【答案】BC 25．【答案】(1) (2) 【详解】（1）探测车在斜坡上有 由牛顿第二定律，得 且 联立解得 （2）设行星质量为M，第一宇宙速度为，则第二宇宙速度为 由万有引力定律，得 同时有 脱离该行星的最小动能为 联立解得 2 / 6 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $