专题五 万有引力与宇审航行-【创新教程】2022-2026五年高考物理真题分类特训

从大圆环顶端到P点过程，小环速度较小，小环重力沿 着大圆环圆心方向的分力大于小环所需的向心力，所以 大圆环对小环的弹力背离圆心，不断减小，从P点到最 低点过程，小环速度变大，小环重力和大圆环对小环的 弹力合力提供向心力，所以大圆环对小环的弹力逐渐变 大，根据牛顿第三定律可知小环下滑过程中对大圆环的 作用力大小先减小后增大 3.D运动员从Q到c根据动能定理有mgh=2m心 在c点有F-mg=m是，Fx≤kmg 联立有及≥当 故选D. 实验六探究平抛运动的特点 1解析：1)根搭△=分，可得入=会，由表格数据可知， d △x,=18.64-10.60 mm=1.608mm. 5 4x,=18.08-8.44 m=1.928mm,△x1<△x2,则入1< 5 入2，由于绿光波长小于红光波长，则单色光1为绿光. (2)①为保证钢球每次平抛运动的初速度相同，必须让 钢球在斜槽上的相同高度由静止释放」 ②钢球做平抛运动的轨迹如图所示。 0 246810121416xcm 6 8 10 12 14 16 伊 20 y/cm ③因为坐标原点对应平抛起点，为方便计算，在图线上 找到纵坐标为19.6cm的点为研究，点，该点的坐标为 (14.1cm,19.6cm),将研究点的数据代入y=2gt、 =子，解得≈0.71m/s. 答案：(1)绿光(2)①相同②见解析 ③0.71 2.解析：(1)①AC.用如图1所示的实验装置，只能探究平 抛运动竖直分运动的特点，故AC错误：B.在实验过程 中，需要改变小锤击打的力度，多次重复实验，故B正 确.故选B. ②AC.为了保证小球做平抛运动，需要斜槽末端水平，为 了保证小球抛出时速度相等，每一次小球需要静止从同 一位置释放，斜槽不需要光滑，故A错误，C正确；B.上 下调节挡板VN时不必每次等间距移动，故B错误. 故选C 详解详析 ③A.竖直方向，根据y1=2gt, d 水平方向x-2=w, 联立可得=（一号人√怎，故A错误业竖直方向， 根据△y=y2一2y=gt,水平方向x=ot, 联立可得=1√y二2 g -,故B错误；CD.竖直方向根 1 d 据=2gt,水平方向4虹一 联立可得=（红-号A√会，故D正角，C错误，故 选D. (2)钩码个数为1时，弹簧A的伸长量△xA= 8.53cm-7.75cm=0.78cm, 弹簧B的伸长量△xg=18.52cm-16.45cm-0.78cm =1.29cm, 根据系统机械能守恒定律可知两根弹簧增加的重力势 能等于钩码减少的重力势能和弹簧减少的弹性势能之 和△E,=(0.1852-0.01645)mg=0.0207mg, 又mg(△xA+△xB)=0.0207mg, 可得△E,=mg(△xA十△xB). 答案：(1)①B②C③D(2)①0.78②1.29③= 专题五万有引力与宇宙航行 考点1开普勒行星运动定律和万有引力定律 1.C根据开普勒第三定律可知R:=R To-Ta 其中R=1AU,T她=1年，T行=5,8年， 代入解得R行≈3.23AU, 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.故选C. 2.BC对于题述环月椭圆轨道和环月圆轨道，根据开普勒 a+6+2R 第三定律有 2 T 只，可得=生+R,故A 2 错误，B正确：对于环月圆轨道，根据万有引力提供向心 为可得=a(停)，可得M故C三特D r2 错误.故选BC. 3.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R十h、R, 设小行星和卫星的质量分别为M、m, 由开普勒第三定徐有你》-是，解得R T京 。h, T-T 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-m R2 ·R, 解得M=4rR GT· 对应结果可得a为T1,b为T。,c为T1.故选A. 9 最新真题分类特训·物理 4.C质点做匀速圆周运动，根据题意设周期T= 10.C设恒星半径为R,由题意得行星轨道半径r=nR,行 星绕恒星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有G 合外力等于向心力，根据F台=F,=m下/ 4π2 Mm二m r2 ，整理得恒星质量M=矿，恒星为均匀 4π GT 联立可得F,=x, 球体，体积V=音R,手均密度p=世将，=服代入 其中4mπ为常数，r的指数为3，故题中n=3,故选C. 4x°(nR) k2 得p= GT =3n3 5.D根据题意可得，木卫3的轨道半径为r?=r, 4 3πR GT A以报据万有引力提候向心力6货把=m禁R, 11.B根据万有引力定律和圆周运动规律，卫星在行星表 GMT 可得R一入4元 西所莲运行时，万有引力提候向心力G管=m经， R M 木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为1：2 行星平均密度p=4 :,可得木卫一轨道半径为一示 .nr p 联立解得p一GT 3x 卫二轨道半径为2=二，故AB错误；C.木卫三围 pT-吾，与T有关，啡套量，故A错误pT=吾为常 的中心天体是木星，月球围绕的中心天体是地球，根据 题意无法求出周期T与T。之比，故C错误；D.根据万 量，故B正确pT=与T有关，非含量，故C错 有引力提供向心力，分别有G M本m4x2 (mr)产=mr, 送pTx与T有关，非常量，故D错误 GMa m-m 4π 12.B设恒星TO1一561的质量为Ma,太阳的质量为 r2 M:,恒星TO1一561的行星的公转轨道半径为R行，质 联立可得=三心，故D正确.故选D. 量为行，公转周期为T行，地球的公转轨道半径为R地， 质量为m她，公转周期为T她，由牛顿第二定律得G 6.C根据GMm=ma, R特 可得a=GM r 两式联立得 因该卫星与月球的轨道半径相同，可知向心加速度相 同；因该卫星的质量与月球质量不同，则向心力大小以 R是 及受地球的万有引力大小均不相同.故选C. 13.A轨道器绕火星做匀速圆周运动，万有引力提供向心 7.DA.在环月飞行时，样品所受合力提供样品做圆周运 4π 动所需的向心力，不为零，故A错误；BD.若将样品放置 力，可得GM=m号=mr=m祭=ma,题中已知 在月球表面，它对月球表面压力大小等于它在月球表面 的物理量有轨道半径r,轨道周期T,引力常量G,可推 的重力大小：由于月球表面自由落体加速度约为地球表 算出火星的质量，故A正确：若想推算火星的体积和逃 面自由落体加递度的。，则样品在地球表面的重力大于 逸速度，则还需要知道火星的半径r,故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 在月球表面的重力，所以样品放置在月球背面时对月球 自转周期，故D错误.故选A. 的压力比放置在地球表面时对地球的压力小，故B错 14.A在轨道2上从A向B运动过程中，探测器远离月 误，D正确；C.样品在不同过程中受到的引力不同，但样 球，月球对探测器的引力做负功，根据动能定理，动能 品的质量相同，故C错误， 8.D对“嫦娥五号”探测器受力分析有FN=mg用， 逐渐减小，A正确：探测器受到万有引力，由GMm r2 则对一条腿有r=子mg6一2贤 m,解得a=6当，在税道2上从A向B运动过程中 根据牛频第三定律可知每条腿对月球表面的压力为器 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 故选D. 道2上机械能大于在轨道1上的机械能，C错误：探测 9.CABC.航天员在空间站中所受万有引力完全提供做 器在轨道1上做圆周运动，根据万有引力提供向心力， 圆周运动的向心力，飞船对其作用力等于零，故C正确， AB错误； 得6=m芹，解得M-产，利同引力专量G木 D旅据万有引力公式上，=G 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。 可知在地球表面上所受引力的大小大于在飞船所受的 15.D“鹊桥二号”中继星在24小时椭圆轨道运行时，根 万有引力大小，因此地球表面引力大于其随飞船运动所 需向心力的大小，故D错误.故选C 想开各动第三定体号一6， 详解详析 同理，对地球的同步卫星根据开普勒第三定律 r 需要的向心力，小星球做离心运动，但又不能脱离恒星 的引力范围，所以小星球做椭圆运动，而不是抛物线运 又开普勒常量与中心天体的质量成正比，所以 M一 动，故B错误； M是 aM月=a 各联立可得号 ,这是小星球脱离恒星引力束缚的临界 C.若U=√R 速度，小星球将做抛物线运动，而不是椭圆运动，故C 16.B设红矮星质量为M1,行星质量为m1,半径为r,周 错误； 期为T;太阳的质量为M2,地球质量为2，到太阳距 /2GM 离为r2,周期为T2;根据万有引力定律有 D.若>√尺，小星球将脱离恒星引力束缚，微双曲 -=m 4π ri T GM,=m: 线运动，不可能与恒星相撞，故D错误. 3.BDAB.返回舱在该绕月轨道上运动时万有引力提供 联立可0-（传）广·（医） 向心力，且返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似 为月球半径，则有G 由于轨道半径约为日地距离的0.07倍，周期约为 Mam=m立，其中在月球表面万 T月 006年，可件2≈0.1 有引力和重力的关系有GM。”=mg, r月 17.D设月球绕地球运动的轨道半径为r1,地球绕太阳运 联立解得0用=√g月月， 动的轨道半径为，根据GM=m4红， 7, 由于第一宇宙速度为近地卫星的环绕速度，同理可得她 =√g是r地' 可得Gm=m行， 4π2 代入题中数据可得，=侣。故A错提，B正瑞：D Gm=m 4π 根据线速度和周期的关系有T=2红·，根据以上分析 其中1=R= R rgRkRe 可得Tn2 T,故C错误、D正确 4.C设地球半径为R,由题知，地球表面的重力加速度为 = g,则有mg=GMm R 联立可得=1工 ,故选D. 4π P 月球绕地球公转有GMm1=m答， 考点2卫星运行规律和宇宙速度 r=60R, 1.D卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 联立有T=120√ 工，故选C r2 5.BA.恒星可看成质量均匀分布的球体，同一恒星表面 其中G为引力常量，M为地球质量，r为轨道半径，w为 任意位置物体受到的万有引力提供重力加速度和绕恒 角速度，为线速度 星自转轴转动的向心加速度，不同位置向心加速度可能 GM 不同，故不同位置重力加速度的大小和方向可能不同，A 错误；B.恒星两极处自转的向心加速度为零，万有引力 根据巴=，由于轨道半径不同，则≠，故A错误： 全部提供重力加速度，恒星坍缩前后可看成质量均匀分 布的球体，质量不变，体积缩小，由万有引力表达式F方 由以上分析可知心号，与r有关，号片，故B错 w21 GMm可知，恒星表面物体受到的万有引力变大，根据 误；由以上分析可知， ，与有关，≠故C 牛顿第二定律可知恒星坍缩后表面两极处的重力加速 1 Wy 度比坍缩前的大，B正确：C.由第一宇宙速度物理意义 GM 可得=m日整程得√受。 GM 错误；由以上分析可知， =GM,与r无关， R GM 恒星坍缩前后质量不变，体积缩小，故第一宇宙速度变 大，C错误；D.由质量分布均匀球体的质量表达式M= 故D正确. 3M 行Rp得R√ ,已知逃逸速度为第一宇宙速度的√2 2.AA.根据题意，由万有引力提供向心力有GMm=m R /2GM v' GM GM 倍，则0'=√2uR 解得√代，可知，若 ,小星球微匀速圆 πoM GM∠w< 、联立整理得=2云=尺=4G3一· 周运动，故A正确；B结合A分析可知，若√ 由题意可知中子星的质量和密度均大于白矮星，结合上 2G,万有引力不足以提供小星球微匀选圆周运动所 式表达式可知中子星的逃逸速度大于白矮星的逃逸速 度，D错误.故选B. 最新真题分类特训·物理 6.B通过照片估算中间颗粒的轨道半径约为土星半径的 2倍；结合万有引力和密度公式可估算中间颗粒的周期， 对中间颗粒，由牛顿第二定律可得Gm (2R)=m(2R) 4π 4 ·其中M=2·3R,联立可得T三2√G,代人数 据可得T≈4.0×10s,B正确. 7.B设卫星质量为m,近地点到地心距离为r1,远地点到 地心距离为”2，运动周期为T,卫星绕地球表面运动的 月有为T则F=6,P。=6R=62报 ri 指题意可知，F:=寻FF。=6P,联立解得 2R,=4R,绕地球表面运动的卫星有Gm=mg R m()R,根据开普勒第三定律有 T P,联 2 立解得T=6√g ,B正确. 8,B由题知“天宫”空间站周期T-浩h=1.5h,运行半径 r1=6800km, “吉林一号”遥感卫星运行半径r2=6935km,根据开普 勒第三定律有下一下 解得T,≈T=1.5h. 9.A「命题，点]万有引力定律的应用 由题意可知，rp<r,根据万有引力提供向心力，可得 GMm=mt=mwr=m(宁) 2r1 r=ma,则Tp<T元，℃m> V元，wp>w元，am>a元，A正确. 10.AD根据题图可知卫星的运动半径大于地球的运动半 径，卫星，太阳和地球月期相等，根据山=受可知三考角 速度相等，根据a,=wr可知卫星的向心加速度比地球 的大，故A正确：根据U=wr结合A选项分析可知卫星 线速度大于地球的线速度，故B错误：根据题意可知太 阳和地球对卫星引力的合力提供卫星做圆周运动的向 心力，向心力一定指向圆心，即向心力一定指向P点， 故C错误；根据题意可知太阳和卫星的距离等于地球 和卫星的距离，根据万有引力的表达式F=GMm可知 r2 太阳和地球对卫星的引力大小之比等于太阳和地球的 质量之比，故D正确. 11.C轨道舱与返回舱的质量比为5：1，设返回舱的质量 为m,则轨道舱的质量为5m,总质量为6m;根据题意组 合体绕行星做圆周运动，根据万有引力定律有G M:m=6m号，可得做国月运动的线速度为口 GM 弹射返回舱的过程中组合体动量守恒，有6m0=5m01 十m由题意西=2√网代入屏将=青四故 选C. 18 12.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GM,m=m 4π r0, To 1 4π 已知r=,M气M。,同理得，=m,整理 r2 .1 得一·代入教据得T28T。≈13天·故选A. 13.BD鹊桥二号围绕月球做椭圆运动，从A·C·B做减 速运动，从B·D·A做加速运动，所以从C·B→D的 运动时间大于半个周期，即大于12小时，A错误：在A 点根海车领第二定华，有心瓷一在点报 据牛颜第二定律，有6德=m,联立并代人教据 可得鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比约为A ：g=81:1,B正确；根据物体做曲线运动时速度方向 沿该点的切线方向，可知鹊桥二号在C、D两点的速度 方向不垂直于其与月心的连线，C错误；鹊桥二号发射 后围绕月球沿椭圆轨道运动，并未脱离地球引力束缚， 也在围绕地球运动，所以鹊桥二号在地球表面附近的 发射速度大于7.9km/s而小于11.2km/s,D正确. 14.DA.由于物质的质量不随位置而改变，所以选项A 错误：B.地球上物体与同步卫星角速度相同，由a=ur 可得a她<a网·对同步卫星和空间站进行比较，根据a G,可得ag>am,所以ag>a网>a地.由于Fs=ma, r2 故物体在空间站所受合力大于地面上所受合力，故B 错误：C.根据Fn=GMm,且空间站r较大，可得F,较 r 小，所以选项C错误；D.根据a=wr,由于a空>a网，r空 <r网，故ω空>w网，而w是=w网，可得w空>w是，所以选项 D正确.故选D. 考点3卫星变轨问题 1,B太空碎片在半径为r的轨道上做匀速圆周运动时， 由牛频第二定律得GM=m二，则太空碎片的達度为 三/G心，在Q点给太空碎片施加一个与其速度方向垂 直且背离地心向外的瞬时冲量I作用，根据动量定理可 得此时太空碎片在垂直原运动方向上的速度为=L m 由于？与0'垂直，合速度为6=√元十，则太空碎片 上，B正确. 的动能为E4=7mw=GMm+2m 2r 2.AA.在P点变轨前后空间站所受到的万有引力不变， 根据牛顿第二定律可知空间站变轨前、后在P点的加速 度相同，故A正确；B.因为变轨后其半长轴大于原轨道 半径，根据开普勒第三定律可知空间站变轨后的运动周 期比变轨前的大，故B错误；C.变轨后在P点因反冲运 动相当于瞬间获得竖直向下的速度，原水平向左的圆周 运动速度不变，因此合速度变大，故C错误；D.由于空间 站变轨后在P点的速度比变轨前大，而比在近地点的速 度小，则空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的小， 故D错误. 2专题五万有引力与宇宙航行 年真题 分类特训 专题五 万有引力与宇宙航行 考点1开普勒行星运动定律和万有引力定律 ◆开普勒三定律 3.(2025·湖南卷，4)我国研制的“天问二号” 1.(2025·云南卷，5)国际编号为192391的小 探测器，任务是对伴地小行星及彗星交会等 行星绕太阳公转的周期约为5.8年，该小行 进行多目标探测.某同学提出探究方案，通 星与太阳系内八大行星几乎在同一平面内 过释放卫星绕小行星进行圆周运动，可测得 做圆周运动.规定地球绕太阳公转的轨道半 小行星半径R和质量M.为探测某自转周 期为T。的小行星，卫星先在其同步轨道上 径为1AU,八大行星绕太阳的公转轨道半 运行，测得距离小行星表面高度为h,接下来 径如下表所示.忽略其他行星对该小行星的 变轨到小行星表面附近绕其做匀速圆周运动， 引力作用，则该小行星的公转轨道应介于 测得周期为T.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 行星 水星金星地球火星木星 土星天王星海王星 轨道半 bi-aih M=4x'R R- a" x.下列选项正确 0.390.721.0 1.5 5.29.5 19 30 径R/AU 的 A.金星与地球的公转轨道之间 A.a为T1,b为T。,c为T B.地球与火星的公转轨道之间 B.a为T1,b为To,c为T。 C.a为T。,b为T1,c为T C.火星与木星的公转轨道之间 D.a为T。,b为T1,c为T。 D.天王星与海王星的公转轨道之间 4.(2023·全国甲卷，17)一质点做匀速圆周运 2.（2025·安徽卷，9)（多选）2025年4 动，若其所受合力的大小与轨道半径的n次 月，我国已成功构建国际首个基于DRO 方成正比，运动周期与轨道半径成反比，则 (远距离逆行轨道)的地月空间三星星 n等于 () 座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机 A.1 B.2 动转移”的特点.若卫星甲从DRO变轨 C.3 D.4 进入环月椭圆轨道，该轨道的近月点和 5.(2023·浙江卷，9)木星的卫星中，木卫一、 远月点距月球表面的高度分别为a和b, 木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为1 卫星的运行周期为T;卫星乙从DRO变 ：2:4.木卫三周期为T,公转轨道半径是 月球绕地球轨道半径r的n倍.月球绕地球 轨进入半径为r的环月圆形轨道，周期 公转周期为T。,则 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 A.木卫一轨道半径为6 引力，则 B.木卫二轨道半径为分： A.r=atb+R P B.r-atb+R 2 C.周期T与T。之比为n C.M=4π-3 GT2 D.M=4πR GT2 D.木星质量与地球质量之比为Tn 最新真题分类特训·物理 6.(2023·江苏卷，4)设想将来发射一颗人造 9.(2022·全国乙卷，14)2022年3月，中国航 卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运 天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面 行，该轨道可视为圆轨道.该卫星与月球相 约400km的“天宫二号”空间站上通过天地 比，一定相等的是 连线，为同学们上了一堂精彩的科学课.通 A.质量 过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行 B.向心力大小 的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮， C.向心加速度大小 这表明他们 () D.受到地球的万有引力大小 A.所受地球引力的大小近似为零 ◆万有引力大小 B.所受地球引力与飞船对其作用力两者的 7.(2024·全国甲卷，16)2024年5月，嫦娥六 合力近似为零 号探测器发射成功，开启了人类首次从月球 C.所受地球引力的大小与其随飞船运动所 背面采样返回之旅.将采得的样品带回地 需向心力的大小近似相等 球，飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地 D.在地球表面上所受引力的大小小于其随 转移等过程.月球表面自由落体加速度约为 飞船运动所需向心力的大小 地球表面自由落体加速度的。·下列说法正 ◆中心天体质量与密度 10.(2026·湖南卷，3)郭守敬望远镜是我国首 确的是 个天文领域大科学装置，积累了大量的观 A.在环月飞行时，样品所受合力为零 测数据.分析观测数据表明，某行星绕一恒 B.若将样品放置在月球表面，它对月球表 星做匀速圆周运动的周期为T,轨道半径 面压力等于零 为该恒星半径的n倍.不考虑其他星体的 C.样品在不同过程中受到的引力不同，所 影响，引力常量为G,则该恒星的平均密 以质量也不同 度为 ) D.样品放置在月球背面时对月球的压力比 放置在地球表面时对地球的压力小 A Ber 8.（2023·江苏卷，7)如 C.3πn D.GT 3π GT2 图所示，“嫦娥五号”探 11.(2026·1月浙江卷，5)已知行星的平均密 测器静止在月球平坦 度为ρ，靠近行星表面运行的卫星做圆周 表面处.已知探测器质 运动的周期为T.对于任何行星均为同一 量为m,四条腿与竖直 常量的是 方向的夹角均为0，月球表面的重力加速度 A.PT B.pT 为地球表面重力加速度g的行，每条腿对月 C.pT D.Ts 球表面压力的大小为 12.(2026·四川卷，4)离地球280光年外有一 恒星TOI-561.与T0I-561相距约0.01 A.mg B.mg 4 4cos 0 AU(日地距离为1AU)的行星绕其公转的 mg C.6cos0 D.骚 周期约为地球公转周期的0、该行星和地 专题五万有引力与宇宙航行 球的公转均视为匀速圆周运动.则TOI一 15.(2024·山东卷，5)“鹊桥二号”中继星 561与太阳的质量的比值约为 ( 环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半 A.0.16 B.0.64 长轴为a.已知地球同步卫星的轨道半 C.1.6 D.6.4 径为r,则月球与地球质量之比可表示为 13.(2025·陕晋青宁卷，2)我国计划于2028年 () 前后发射“天问三号”火星探测系统，实现火 a 星取样返回.其轨道器将环绕火星做匀速圆 B. 周运动，轨道半径约3750km,轨道周期约 2h.引力常量G取6.67×101N·m/kg2, C. 根据以上数据可推算出火星的() 16.(2024·新课标卷，16)天文学家发现，在太 A.质量 B.体积 阳系外的一颗红矮星有两颗行星绕其运 C.逃逸速度 D.自转周期 行，其中行星GJ1002c的轨道近似为圆，轨 14.(2025·北京卷，7)2024年6月，嫦娥六号 道半径约为日地距离的0.07倍，周期约为 探测器首次实现月球背面采样返回.如图 0.06年，则这颗红矮星的质量约为太阳质 所示，探测器在圆形轨道1上绕月球飞行， 量的 () 在A点变轨后进入椭圆轨道2，B为远月 A.0.001倍 B.0.1倍 点.关于嫦娥六号探测器，下列说法正确的 C.10倍 D.1000倍 是 17.(2023·辽宁卷，7)在地球上观察，月球和 太阳的角直径（直径对应的张角）近似相 等，如图所示.若月球绕地球运动的周期为 月球 ◆B T,地球绕太阳运动的周期为T2,地球半 径是月球半径的倍，则地球与太阳的平 A.在轨道2上从A向B运动过程中动能 均密度之比约为 逐渐减小 角直径 B.在轨道2上从A向B运动过程中加速 月球 太阳 度逐渐变大 C.在轨道2上机械能与在轨道1上相等 A.k T2) B.3 D.利用引力常量和轨道1的周期，可求出 c 月球的质量 考点2卫星运行规律和宇宙速度 ◆宇宙速度 为w1、w2,线速度大小分别为v1,2,则 1.(2026·陕晋青宁卷，5)我国自主建设运 行的北斗全球卫星导航系统空间段由多 A.=4 B.=2 2 颗卫星组成.若轨道半径不同的两颗卫星 ω12 w1 绕地球做匀速圆周运动，角速度大小分别 C.% 2 w1ω2 D.4- w1ω2 5 最新真题分类特训·物理 2.(2025·甘肃卷，2)如图，一 小星球C 4.(2023·山东卷，3)牛顿认为物体落地是由 小星球与某恒星中心距离 于地球对物体的吸引，这种吸引力可能与天 为R时，小星球的速度大小 体间（如地球与月球）的引力具有相同的性 为、方向与两者中心连线 垂直.恒星的质量为M,引 质、日都清足F©已知地月之间的距商 恒星 力常量为G.下列说法正确的是 r大约是地球半径的60倍，地球表面的重 力加速度为g,根据牛顿的猜想，月球绕地 A.若u= GM R ,小星球做匀速圆周运动 球公转的周期为 ( B.若 GM 2GM R KU< 小星球做抛物线 R A.30g B.30元图 运动 C.120πg D.120元 C.若v= .小星球做椭圆运动 1/ R 5.(2023·湖南卷，4)根据宇宙大爆炸理论，密 度较大区域的物质在万有引力作用下，不断 D.若v> 2GM ,小星球可能与恒星相撞 √R 聚集可能形成恒星.恒星最终的归宿与其质 3.(2024·湖南卷，7)（多选）2024年5月3 量有关，如果质量为太阳质量的1~8倍将 日，“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移 坍缩成白矮星，质量为太阳质量的10~20 轨道，正式开启月球之旅.相较于“嫦娥四 倍将坍缩成中子星，质量更大的恒星将坍缩 号”和“嫦娥五号”，本次的主要任务是登 成黑洞.设恒星坍缩前后可看成质量均匀分 陆月球背面进行月壤采集，并通过升空器 布的球体，质量不变，体积缩小，自转变快. 将月壤转移至绕月运行的返回舱，返回舱 不考虑恒星与其它物体的相互作用.已知逃 再通过返回轨道返回地球.设返回舱绕月 逸速度为第一宇宙速度的√2倍，中子星密度 运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半 大于白矮星.根据万有引力理论，下列说法 径.已知月球表面重力加速度约为地球表 正确的是 ( 面的合，月球半径约为地球半径的子，关 A.同一恒星表面任意位置的重力加速度 相同 于返回舱在该绕月轨道上的运动，下列说 B.恒星坍缩后表面两极处的重力加速度比 法正确的是 ( 坍缩前的大 A.其相对于月球的速度大于地球第一宇宙 C.恒星坍缩前后的第一宇宙速度不变 速度 D.中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸 B.其相对于月球的速度小于地球第一宇宙 速度 速度 ◆高轨、低速、长周期 C.其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道 6.(2026·河南卷，5)“土 倍 星环”是由绕土星运动 卫星周期的 的颗粒组成的带状薄 D.其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道 圆环，图为拍摄的真实 卫星周期的 倍 照片.已知土星的平均 专题五万有引力与宇宙航行 密度约为7.0×102kg/m3,引力常量G=6. ◆卫星、天体参量 67×10-11N·m2/kg2,由照片信息估算位 10.(2026·黑吉辽蒙卷，9) 于“土星环”上的中间颗粒绕土星做圆周运 (多选)我国计划将“羲 动的周期是 ) 和二号”太阳探测卫星 A.2.0×103s 部署至日地系统拉格朗 B.4.0×104s 日点L5.研究表明，太 C.2.0×105s 阳中心S、地球中心E和L5的连线构成稳 D.4.0×105s 定的等边三角形，太阳、地球和部署在L5 7.(2026·湖北卷，6)已知某卫星绕地球做椭 的卫星以相同周期绕日地连线上的P点 圆运动，在近地点所受的地球引力为其在地 做圆周运动，如图所示，则 () A.卫星的向心加速度比地球的大 面附近的，在远地点所受的地球引力为其 B.卫星与地球的线速度大小相等 在地面附近的。·地面附近的重力加速度大 C.太阳和地球对卫星引力的合力指向E、 S连线中点 小为g,地球半径为R,该卫星的运动周 D.太阳和地球对卫星的引力大小之比等 期为 ( 于太阳和地球的质量之比 A.4元g B.6 3R 11.(2025·山东卷，6)轨道舱与返回舱的组合 体，绕质量为M的行星做半径为r的圆周 R C.16x D.12x 6R 运动，轨道舱与返回舱的质量比为5：1. 如图所示，轨道舱在P点沿运动方向向前 8.(2026·云南卷，4)我国“天宫”空间站的轨道 弹射返回舱，分开瞬间返回舱相对行星的 离地高度约为400km,空间站内的宇航员每 GM 24h能看到16次日出.“吉林一号”遥感卫星 速度大小为2 ,G为引力常量，此时轨 组网中的某颗卫星轨道离地高度约为535km. 道舱相对行星的速度大小为 已知地球半径约为6400km,空间站与该卫 星绕地球的运动均视为匀速圆周运动，则该 轨道舱 卫星的周期约为 行星 ( P A.1.0h B.1.5h C.2.0h D.2.4h 返回舱 9.(2025·湖北卷，2)甲、乙两行星绕某恒星做 2 GM 3 GM 圆周运动，甲的轨道半径比乙的小.忽略两 A.r B. 行星之间的万有引力作用，下列说法正确 的是 c台屉 GM r A.甲运动的周期比乙的小 12.(2025·河南卷，3)2024年天文学家报道 B.甲运动的线速度比乙的小 了他们新发现的一颗类地行星Gliesel2b,它 C.甲运动的角速度比乙的小 绕其母恒星的运动可视为匀速圆周运动.已 D.甲运动的向心加速度比乙的小 知Gce12b轨道半径约为日地距离的，其 最新真题分类特训·物理 母恒星质量约为太阳质量的号，则Gliese12b A.鹊桥二号从C经B到D的运动时间为 12h 绕其母恒星的运动周期约为 ) B.鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之 A.13天 B.27天 比约为81：1 C.64天 D.128天 C.鹊桥二号在C、D两点的速度方向垂直 13.(2024·河北卷，8)（多选）2024年3月20 于其与月心的连线 日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥 D.鹊桥二号在地球表面附近的发射速度 六号在月球背面的探月任务提供地月间中 大于7.9km/s且小于11.2km/s 继通讯.鹊桥二号采用周期为24h的环月 14.（2023·新课标卷，17)2023年5月，世界 椭圆冻结轨道（如图），近月点A距月心约 现役运输能力最大的货运飞船天舟六号， 为2.0×103km,远月点B距月心约为1.8 携带约5800kg的物资进入距离地面约 ×10km,CD为椭圆轨道的短轴，下列说 400km(小于地球同步卫星与地面的距离) 法正确的是 的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀 速圆周运动.对接后，这批物资 () A.质量比静止在地面上时小 鹊桥 二 B.所受合力比静止在地面上时小 C.所受地球引力比静止在地面上时大 月球 D.做圆周运动的角速度大小比地球自转 角速度大 考点3卫星变轨问题 1.(2026·河北卷，7)为清 2.(2024·湖北卷，4)太空碎片会对航天器带来 除太空碎片对航天器的 危害.设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀 潜在威胁，某兴趣小组 0 大气层 速圆周运动，如图中实线所示.为了避开碎片， 提出一种设想.如图所 空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短 地球 示，一质量为m的太空 时间喷射气体，使空间站获得一定的反冲速 碎片绕地球做半径为 度，从而实现变轨.变轨后的轨道如图中虚线 的匀速圆周运动，在Q点受到一个与其速度方 所示，其半长轴大于原轨道半径.则() 向垂直且背离地心向外的瞬时冲量I作用，变 D 轨到图中的椭圆轨道，最终进入大气层而烧 毁，设地球质量为M、引力常量为G,则该太空 地球 碎片受到冲量作用后瞬间的动能为( ) A.GMm 2m A.空间站变轨前、后在P点的加速度相同 B.GMm B.空间站变轨后的运动周期比变轨前的小 2r 2m C.空间站变轨后在P点的速度比变轨前 c.GMm++L/ GM 的小 2m D.空间站变轨前的速度比变轨后在近地点 D.GMm +1 GM 的大 2r 2m 38