高考物理真题分类汇编：万有引力和天体运动

万有引力定律与航天【2018高考真题】1．我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高．今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km，它们都绕地球做圆周运动．与“高分四号冶相比，下列物理量中“高分五号”较小的是（）A.周期B. 角速度C. 线速度D. 向心加速度【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】 A点睛：本题考查人造卫星运动特点，解题时要注意两类轨道问题分析方法：一类是圆形轨道问题，利用万有引力提供向心力，即求解；一类是椭圆形轨道问题，利用开普勒定律求解。

2．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 B【解析】A、设月球质量为，地球质量为M，苹果质量为则月球受到的万有引力为：苹果受到的万有引力为：由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故选项A错误；B、根据牛顿第二定律：，整理可以得到：，故选项B正确；C、在月球表面处：，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故选项C错误；D、苹果在月球表面受到引力为：，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系，故选项D错误。

点睛：本题考查万有引力相关知识，掌握万有引力公式，知道引力与距离的二次方成反比，即可求解。

3．2018年2月，我国500 m口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期T=5.19 ms，假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为。

最新三年高考物理高频考点精选分类解析考点13 万有引力定律与天体运动【考点知识方法解读】1.宇宙间的一切物体都是相互吸引的，引力的大小跟它们的质量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比。

万有引力适用于可以看作质点的物体之间的相互作用，质量分布均匀的球体可以视为质量集中于球心的质点。

万有引力定律是自然界普适定律之一。

2.一般天体都在自转，但天体的自转角速度不能太大，当天体赤道上的物体所受万有引力不足以提供向心力时，天体将解体。

3.研究天体的运动，当一个天体的质量远远大于另外天体的质量时，一般认为中心天体是不动的，环绕天体以中心天体的球心为圆心做匀速圆周运动，环绕天体只受到中心天体的万有引力作用，这个引力提供环绕天体做圆周运动的向心力。

4.两个质量相差不太大、相距较近的两个天体称为双星。

若忽略其他星球的影响，双星在万有引力作用下绕两者的质心（双星连线上一点）运动，运动周期相等。

【最新三年高考物理精选解析】高频考点13 万有引力定律与天体运动1. （2012·新课标理综）假设地球是一半径为R 、质量分布均匀的球体。

一矿井深度为d 。

已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。

矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为 A.Rd -1 B. Rd +1 C. 2)(Rd R - D. 2)(dR R -2．（2010北京理综）一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上。

已知万有引力常量为G ，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为A.124π3G ρ⎛⎫ ⎪⎝⎭B.1234πG ρ⎛⎫ ⎪⎝⎭C.12πG ρ⎛⎫ ⎪⎝⎭D.123πG ρ⎛⎫ ⎪⎝⎭2.【答案】D【解析】赤道表面的物体对天体表面的压力为零,说明天体对物体的万有引力恰好等于物体随天体转动所需要的向心力，有222G M m m R RT()π=，而天体质量M=43πR 3ρ，联立解得天体自转周期GT ρπ3=，所以正确答案为D 。

2024全国高考真题物理汇编万有引力与宇宙航行章节综合一、单选题1．（2024广西高考真题）潮汐现象出现的原因之一是在地球的不同位置海水受到月球的引力不相同。

图中a 、b 和c 处单位质量的海水受月球引力大小在（）A ．a 处最大B ．b 处最大C ．c 处最大D ．a 、c 处相等，b 处最小2．（2024全国高考真题）2024年5月，嫦娥六号探测器发射成功，开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。

将采得的样品带回地球，飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程。

月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的16。

下列说法正确的是（）A ．在环月飞行时，样品所受合力为零B ．若将样品放置在月球正面，它对月球表面压力等于零C ．样品在不同过程中受到的引力不同，所以质量也不同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3．（2024安徽高考真题）2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。

当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km 。

后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km ，周期约为24h 。

则鹊桥二号在捕获轨道运行时（）A ．周期约为144hB ．近月点的速度大于远月点的速度C ．近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度D ．近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度4．（2024全国高考真题）天文学家发现，在太阳系外的一颗红矮星有两颗行星绕其运行，其中行星GJ1002c 的轨道近似为圆，轨道半径约为日地距离的0.07倍，周期约为0.06年，则这颗红矮星的质量约为太阳质量的（）A ．0.001倍B ．0.1倍C ．10倍D ．1000倍5．（2024浙江高考真题）与地球公转轨道“外切”的小行星甲和“内切”的小行星乙的公转轨道如图所示，假设这些小行星与地球的公转轨道都在同一平面内，地球的公转半径为R ，小行星甲的远日点到太阳的距离为R 1，小行星乙的近日点到太阳的距离为R 2，则（）A ．小行星甲在远日点的速度大于近日点的速度B ．小行星乙在远日点的加速度小于地球公转加速度C．小行星甲与乙的运行周期之比12T T =D ．甲乙两星从远日点到近日点的时间之比12t t6．（2024湖北高考真题）太空碎片会对航天器带来危害。

十年高考物理真题分类汇编万有引力与航天题型一、开普勒定律的理解1. (2013·江苏)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（）A.太阳位于木星运行轨道的中心B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积2．（2014·浙江）长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1＝19 600 km，公转周期T1＝6.39天.2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2＝48 000 km，则它的公转周期T2最接近于( )A．15天 B．25天 C．35天 D．45天3.（2016·全国I）利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯。

目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。

假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为（）A. 1hB. 4hC. 8hD. 16h4.（2016·全国III）关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是（）A.开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B.开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C.开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D.开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律5.（2018·全国Ⅲ）为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。

P与Q的周期之比约为（）A．2:1 B．4:1 C．8:1 D．16:1题型二、万有引力定律的理解和应用1.（2013·福建）设太阳质量为M，某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视为r的圆.已知万有引力常量为G，则描述该行星运动的上述物理量满足（）A．2324rGMTπ= B．2224rGMTπ= C．2234rGMTπ= D．324rGMTπ=2．（2013·浙江）（多选）如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R.下列说法正确的是（）A ．地球对一颗卫星的引力大小为2)(R r GMm -B ．一颗卫星对地球的引力大小为2r GMm C ．两颗卫星之间的引力大小为223r Gm D ．三颗卫星对地球引力的合力大小为23rGMm 3.（2018·北京）若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（ ）A ．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602B ．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602C ．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6D ．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/604．（2019·全国Ⅱ）2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h 表示探测器与地球表面的距离，F 表示它所受的地球引力，能够描述F 随h 变化关系的图像是（ ）题型三、天体运行参量比较与计算1．（2011·山东）（多选）甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。

高考物理新力学知识点之万有引力与航天真题汇编附答案解析(3)一、选择题1．若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T 和R ，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t 和r ，则太阳质量与地球质量之比为（ ）A ．3232R T r tB ．3232R t r TC ．3223R t r TD ．2323R T r t2．设想把质量为m 的物体放置地球的中心，地球质量为M ，半径为R ，则物体与地球间的万有引力是（ ） A ．零B ．无穷大C ．2MmGR D ．无法确定3．一探月卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，已知月球的质量约为地球质量的181，月球半径约为地球半径的14，地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s ，则该探月卫星绕月运行的速率约为（ ） A ．0.4km/s B ．1.8km/s C ．11km/sD ．36km/s4．2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行．与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的： （ ） A ．周期变大B ．速率变大C ．动能变大D ．向心加速度变大5．2018年12月8日凌晨2点24分，中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心起飞，把嫦娥四号探测器送入地月转移轨道，“嫦娥四号”经过地月转移轨道的P 点时实施一次近月调控后进入环月圆形轨道I ，再经过系列调控使之进人准备落月”的椭圆轨道Ⅱ，于2019年1月3日上午10点26分，最终实现人类首次月球背面软着陆．若绕月运行时只考虑月球引力作用，下列关于“嫦娥四号的说法正确的是A ．“嫦娥四号”的发射速度必须大于11.2km/sB ．沿轨道I 运行的速度大于月球的第一宇宙速度C ．沿轨道I 运行至P 点的加速度小于沿轨道Ⅱ运行至P 点的加速度D ．经过地月转移轨道的P 点时必须进行减速后才能进入环月圆形轨道I 6．由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径减小了，那么卫星的( )A ．速率变大，周期变小B ．速率变小，周期变大C ．速率变大，周期变大D ．速率变小，周期变小7．2018年2月，我国500 m 口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期T =5.19 ms ，假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为11226.6710N m /kg -⨯⋅．以周期T 稳定自转的星体的密度最小值约为（ ）A ．93510kg /m ⨯B ．123510kg /m ⨯C ．153510kg /m ⨯D ．183510kg /m ⨯8．研究火星是人类探索向火星移民的一个重要步骤。

十年高考分类汇编专题06万有引力与航天（2011-2020）目录题型一、考查万有引力定律、万有引力提供物体重力的综合类问题 ............................................ 1 题型二、考查万有引力提供卫星做圆周运动向心力的相关规律 .................................................... 6 题型三、考查飞船的变轨类问题 ...................................................................................................... 18 题型四、考查万有引力与能量结合的综合类问题 .......................................................................... 20 题型五、考查双星与三星系统的规律 .............................................................................................. 21 题型六、关于开普勒三定律的相关考查 .......................................................................................... 22 题型七、天体运动综合类大题 . (25)题型一、考查万有引力定律、万有引力提供物体重力的综合类问题1.（2020全国1）.火星的质量约为地球质量的110，半径约为地球半径的12，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为（ ） A. 0.2B. 0.4C. 2.0D. 2.5【考点】万有引力在非绕行问题中的应用 【答案】B【解析】设物体质量为m ，在火星表面所受引力的大小为F 1,则在火星表面有:1121M mF GR 在地球表面所受引力的大小为F 2，则在地球表面有：2222M mF GR 由题意知有：12110M M ；1212R R故联立以上公式可得：21122221140.4101F M R F M R ==⨯=。

2024-2025年新课标全国卷专题分类汇总专题5：万有引力与航天1.(2024课标Ⅱ卷·19题·6分· 中)如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P 为近日点，Q 为远日点，M 、N 为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T 0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P 经M 、Q 到N 的运动过程中( )A ．从P 到M所用的时间等于T 04B ．从Q 到N 阶段，机械能渐渐变大C ．从P 到Q 阶段，速率渐渐变小D ．从M 到N 阶段，万有引力对它先做负功后做正功1．(2024年新课标全国卷III)关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是A ．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B ．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C ．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星根据这些规律运动的缘由D ．开普勒总结出了行星运动的规律，发觉了万有引力定律2．(2024年新课标全国卷II)由于卫星的放射场不在赤道上，同步卫星放射后须要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。

当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行。

已知同步卫星的环绕速度约为3.1×103m/s ，某次放射卫星飞经赤道上空时的速度为 1.55×103m/s ，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30°，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为 A ．西偏北方向，1.9×103m/s B ．东偏南方向，1.9×103m/s C ．西偏北方向，2.7×103m/s D ．东偏南方向，2.7×103m/s 3．(2024年新课标全国卷)假设地球是一半径为R 、质量分布匀称的球体。

一矿井深度为d 。

已知质量分布匀称的球壳对壳内物体的引力为零。

矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为 A ．1－ B ．1＋ C ．D ．4．(2024年新课标全国卷II)假设地球可视为质量匀称分布的球体。

第五章 万有引力和天体运动一、选择题1、（2007江苏淮安模拟）美国的―大鸟‖侦察卫星可以发现地面上边长仅为0.36m 的方形物体，它距离地面高度仅有16km ，理论和实践都表明：卫星离地面越近，它的分辨率就越高，那么分辨率越高的卫星 ( )A ．它的运行速度一定越小B ．它的运行角速度一定越小C ．它的环绕周期一定越小D ．它的向心加速度一定越小2、（07扬大附中模拟）人造卫星绕地球做圆周运动，因受大气阻力作用，它近似做半径逐渐变化的圆周运动则Ａ．它的动能逐渐减小 Ｂ．它的轨道半径逐渐减小Ｃ．它的运行周期逐渐变大 Ｄ．它的向心加速度逐渐减小3．（07山东省潍坊市统考）同步卫星到地心的距离为r ，加速度为a 1，速率为v 1；地球半径为R ，赤道上物体随地球 自转的向心加速度为a 2，速率为v 2，则（ ） A ．r R a a =21B ．2221r R a a =C ．2221r R v v =D ．R r v v =214、（07资中）关于人造地球卫星，下述说法正确的是A 、人造地球卫星只能绕地心做圆周运动，而不一定绕地轴做匀速圆周运动B 、在地球周围做匀速圆周运动的人造地球卫星，其线速度大小必然大于7．9km/sC 、在地球周围做匀速圆周运动的人造地球卫星，其线速度大小不能小于7．9km/sD 、在地球周围做匀速圆周运动的人造地球卫星，如其空间存在稀薄的空气，受空气阻力,动能减小5．(07杭州)在地球（看作质量分布均匀的球体）上空有许多同步卫星,下面说法中正确的是（ ）A ．它们的质量可能不同B ．它们的速率可能不同C ．它们的向心加速度大小可能不同D ．它们离地心的距离可能不同6．0 7江苏模拟.已知某行星的质量为M ，半径为R ，其表面处的重力加速度为a ，引力常量为G ．则该行星上的第一宇宙速度一定为Ａ. R GMＢ. 7.9km/s Ｃ. 11.2km/s D. 4GMa7、07蚌埠．地球上站立着两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星相对自己静止不动，则这两位观察者的位置及两颗卫星到地球中心的距离是 Ａ．一个人在南极，一个人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等Ｂ．一个人在南极，一个人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等Ｃ．两个人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等Ｄ．两个人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等8．07福州．某卫星在赤道上空飞行，轨道平面与赤道平面重合，轨道半径为r ，飞行方向与地球的自转方向相同．设地球的自转角速度为0ω，地球半径为R ，地球表面重力加速度为g ，在t =0该卫星通过赤道上某建筑物的正上方，则到它下次通过该建筑物正上方所需的时间为（ ）A ．)/(2032ωπ-r gR B ．)1(2023ωπ+gR r C ．232gR r π D ．)/(2032ωπ+r gR9．07常州．随着―神舟6号‖的发射成功，可以预见，随着航天员在轨道舱内停留时间的增加，体育锻炼成了一个必不可少的环节，下列器材适宜航天员在轨道舱中进行锻炼的是（ ）A 、哑铃B 、弹簧拉力器C 、单杠D 、跑步机10．07华阳．在圆轨道上运动的质量为m 的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R ，地面上的重力加速度为g ，则（ ）A ．卫星运动的速度为Rg 2 B ．卫星运动的周期为g R 24πC ．卫星运动的加速度为g 21D ．卫星运动的动能为mRg 4111、07济南．如图1所示，A 、B 、C 三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知m A ＝m B <m C ，则三颗卫星A 、线速度大小关系：v A <vB =v CB 、加速度大小关系：a A >a B =a CC 、向心力大小关系：F A =F B <F CD 、周期关系：T A >T B ＝T C12、07济南． ―神舟五号‖顺利发射升空后，在离地面340km 的圆轨道上运行了108圈．运行中需要多次进行 ―轨道维持‖．所谓―轨道维持‖就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定运行．如果不进行轨道维持，由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力，轨道高度会逐渐降低，在这种情况下飞船的动能．重力势能和机械能变化情况将会是A 、动能，重力势能和机械能都逐渐减小B 、重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能不变C 、重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能不变D 、重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小13、07浙江东阳．我国发射的风云一号气象卫星是极地卫星，卫星飞过两极上空，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为12h ；我国发射的风云二号气象卫星是地球同步卫星，周期为24h 。

第三章 万有引力与天体运动 高端专题班级 、姓名 、成绩_________一．赤道上的物体、近地卫星和同步卫星例1． 如图所示,A 是地球同步卫星,B 是近地卫星,C 是在赤道上随地球一起转动的物体,A 、B 、C 的运动速度分别为v A 、v B 、v C ,加速度分别为a A 、a B 、a C ,下列说法正确的是：( )A. C 受到的万有引力就是C 的重力B. v C >v B >v AC.a B >a A >a CD. A 在4 h 内转过的圆心角是π6要点： 比较内容 赤道上的物体近地卫星同步卫星向心力来源角速度ω1=ω2= ω3= =关系： ω1 ω3 ω2 线速度v 1=v 2=v 3= =关系： v 1 v 3 v 2 (其中 为第一宇宙速度) 向心加速度a 1=a 2= =a 3= =关系： < <二．双星与多星系统 要点：例2．天文学家们推测,超大质量黑洞由另外两个超大质量黑洞融合时产生的引力波推射出该星系核心区域.在变化过程中的某一阶段,两个黑洞逐渐融入到新合并的星系中央并绕对方旋转,这种富含能量的运动产生了引力波.假设在合并前,两个黑洞互相绕转形成一个双星系统,如图所示,若黑洞A 、B 的总质量为1.3×1032kg,球心间的距离为2×105m,产生的引力波周期和黑洞做圆周运动的周期相当,则估算该引力波周期的数量级为(G=6.67×10-11 N ·m 2/kg 2)：( ) A .10-1 s B .10-3 s C .10-5 s D .10-7 s三．天体的追及与相遇问题 要点：例3．我国发射的北斗系列卫星的轨道位于赤道上方,轨道半径为r,绕行方向与地球自转方向相同.已知地球自转角速度为ω0,地球半径为R,地球表面重力加速度为g.若某一时刻卫星通过赤道上某建筑物的上方,则当它再一次通过该建筑物上方时,所经历的时间为：( ) A .2π√gR2r 3-ω0B .2π(√r 2gR2-1ω0) C .2π√r 3gR2 D .2π√gR 2r 3+ω0四．卫星或飞船变轨问题要点：例4．我国发射“神舟”号飞船时，先将飞船发送到一个椭圆轨道上，其近地点M距地面200 km，远地点N距地面340 km.进入该轨道正常运行时，其周期为T1，通过M、N点时的速率分别是v1、v2，加速度大小分别为a1、a2。

高考物理二轮专题复习：命题点二 研究天体运动的两个基本关系式1．核心关系式．万有引力提供向心力G Mm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T2r .注意：M 是中心天体质量，m 是绕行天体质量，r 是两球心间的距离． 2．替换关系式．万有引力与重力的关系mg ＝G MmR2.即GM ＝gR 2. 注意：当GM 未知时，常用gR 2替换．3．利用天体表面的重力加速度计算天体质量． 已知天体表面的重力加速度g 和天体半径R(1)由G Mm R 2＝mg ，得天体质量M ＝gR 2G.(2)天体密度ρ＝M V ＝M 43πR3＝3g4πGR.4．利用卫星绕天体做匀速圆周运动计算天体质量． 已知卫星运动周期T 和轨道半径r(1)由G Mm r 2＝m 4π2r T 2，得中心天体的质量M ＝4π2r3GT 2.(2)若已知中心天体的半径R ，则天体的密度ρ＝M V ＝M 43πR3＝3πr3GT 2R 3.(3)当卫星绕天体表面运行时，轨道半径r 等于天体半径R ，则天体密度ρ＝3πGT2.可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T ，就可估算出中心天体的密度．(2023·广东卷)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M ，引力常量为G .关于P 的公转，下列说法正确的是( )A ．周期为2t 1－t 0B ．半径为 3GM （t 1－t 0）24π2C ．角速度的大小为πt 1－t 0D ．加速度的大小为 32πGMt 1－t 0解析：根据图(b)可知，Q 的亮度变化的周期为：T ＝t 1－t 0，则角速度的大小为：ω＝2πT＝2πt 1－t 0.故A 、C 项错误；行星P 受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得：GMmr 2＝m 4π2T 2r ，解得：r ＝3GM （t 1－t 0）24π2，故B 项正确；行星P 受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得：GMm r 2＝ma 解得a ＝2πt 1－t 032πGM （t 1－t 0），故D 项错误；故选B.答案：B牛顿认为物体落地是由于地球对物体的吸引，这种吸引力可能与天体间(如地球与月球)的引力具有相同的性质、且都满足F ∝Mmr2.已知地月之间的距离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，月球绕地球公转的周期为( ) A ．30πrgB ．30πg rC ．120πrgD ．120πg r解析：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 ＝GM 地mR 2，月球绕地球公转有G M 地m 月r 2＝m 月4π2T2r ，r ＝60R ，联立有T ＝120πrg，故选C. 答案：C1.2021年5月15日7时18分，我国发射的“祝融号”火星车从火星上发回遥测信号确认，“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区．火星探测器“天问一号”着陆前通过测试得到，围绕火星做匀速圆周运动的小天体的速度的平方v 2与小天体到火星表面的距离x 的关系如图所示，图线纵坐标截距为a .若将火星看作质量分布均匀、半径为R 的球体，不考虑火星自转，则到火星表面距离为R 、做匀速圆周运动的卫星的速度大小为( ) A.2a2B.aC.2aD.2a 4解析：根据G Mm （R ＋x ）2＝m v 2R ＋x ，可得当x ＝0时则v 2＝a ，即GM R ＝a ，到火星表面距离为R 、做匀速圆周运动的卫星GMm （2R ）2＝m v 22R ，解得v ＝2a 2.故选A. 答案：A2．(2023·北京朝阳一模)科幻电影曾出现太空梯的场景．如图甲所示，设想在赤道上建造一个始终与地表垂直的太空梯，航天员可通过梯仓P 缓慢地到达太空中某一位置，设该位置距地心的距离为r ，地球半径为R 0.图乙中曲线A 为地球引力对航天员产生的加速度大小随r 变化的图线；直线B 为航天员的向心加速度大小随r 变化的图线．下列说法正确的是( )A ．航天员在R 处的速度等于地球的第一宇宙速度B ．乙图中的r 0小于地球同步卫星的轨道半径C ．航天员在r 0位置时处于完全失重状态D ．在小于r 0的范围内，航天员越接近r 0的位置对梯仓的压力越大解析：地球的第一宇宙速度等于卫星在地球表面轨道绕地球做匀速圆周运动的线速度，则有GMm R 2＝m v 21R .设航天员在R 处的速度为v ′1，在R 处曲线A 对应的加速度为a 1A ，直线B 对应的向心加速度为a 1B ，则有a 1A ＝v 21R >a 1B ＝v ′21R.可知航天员在R 处的速度小于地球的第一宇宙速度，故A 项错误；设地球自转的周期为T 0，同步卫星的轨道半径为r 同，根据万有引力提供向心力可得GMm ′r 2同＝m ′4π2T 20r 同，由图可知r 0位置直线B 对应的向心加速度为a B ＝4π2T 20r 0，对于曲线A ，有GMm r 20＝ma A ，又a A ＝a B ，可得GMm r 20＝m 4π2T 20r 0，联立可得r 同＝r 0，可知航天员在r 0位置时，只受地球万有引力作用，处于完全失重状态，故B 项错误，C 项正确；在小于r 0的范围内，根据图中曲线A 与直线B 可知，宇航员受到的万有引力大于所需的向心力；对于宇航员，根据牛顿 第二定律可得GMm r 2－N ＝mω2r ，解得N ＝GMm r2－mω2r ，可知航天员越接近r 0的位置对梯仓的压力越小，故D 项错误．故选C. 答案：C。

高考物理试题真题分类汇编万有引力与航天含解析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1．据每日邮报2014年4月18日报道，美国国家航空航天局目前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星.假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T ；宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h 处自由释放-个小球(引力视为恒力)，落地时间为.t 已知该行星半径为R ，万有引力常量为G ，求：()1该行星的第一宇宙速度； ()2该行星的平均密度．【答案】(()231 2?2hGt R π． 【解析】 【分析】根据自由落体运动求出星球表面的重力加速度，再根据万有引力提供圆周运动向心力，求出质量与运动的周期，再利用MVρ=，从而即可求解． 【详解】()1根据自由落体运动求得星球表面的重力加速度212h gt =解得：22h g t=则由2v mg m R=求得：星球的第一宇宙速度v ==()2由222Mm hG mg m Rt==有：222hR M Gt= 所以星球的密度232M h V Gt R ρπ== 【点睛】本题关键是通过自由落体运动求出星球表面的重力加速度，再根据万有引力提供圆周运动向心力和万有引力等于重力求解．2．宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同．现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做囿周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的囿形轨道运行，如图乙所示．设这三个 星体的质量均为 m ，且两种系统中各星间的距离已在图甲、图乙中标出，引力常量为 G ， 则: （1）直线三星系统中星体做囿周运动的周期为多少? （2）三角形三星系统中每颗星做囿周运动的角速度为多少?【答案】（1）345LGm233Gm L 【解析】 【分析】（1）两侧的星由另外两个星的万有引力的合力提供向心力，列式求解周期； （2）对于任意一个星体，由另外两个星体的万有引力的合力提供向心力，列式求解角速度； 【详解】（1）对两侧的任一颗星，其它两个星对它的万有引力的合力等于向心力，则：222222()(2)Gm Gm m L L L Tπ+= 345L T Gm∴=（2）三角形三星系统中星体受另外两个星体的引力作用，万有引力做向心力，对任一颗星，满足：2222cos30()cos30LGm m L ω︒=︒解得：33Gm Lω3．从在某星球表面一倾角为θ的山坡上以初速度v 0平抛一物体，经时间t 该物体落到山坡上．已知该星球的半径为R ，一切阻力不计，引力常量为G ，求： （1）该星球表面的重力加速度的大小g （2）该星球的质量M ．【答案】(1) 02tan v t θ (2) 202tan v R Gtθ【解析】 【分析】（1）物体做平抛运动，应用平抛运动规律可以求出重力加速度．（2）物体在小球的表面受到的万有引力等于物体的重力，由此即可求出．【详解】（1）物体做平抛运动，水平方向：0x v t =，竖直方向：212y gt = 由几何关系可知：02y gt tan x v θ== 解得：02v g tan tθ=（2）星球表面的物体受到的重力等于万有引力，即：2MmGmg R = 可得：2202v R tan gR M G Gtθ==【点睛】本题是一道万有引力定律应用与运动学相结合的综合题，考查了求重力加速度、星球自转的周期，应用平抛运动规律与万有引力公式、牛顿第二定律可以解题；解题时要注意“黄金代换”的应用．4．假设在月球上的“玉兔号”探测器，以初速度v 0竖直向上抛出一个小球，经过时间t 小球落回抛出点，已知月球半径为R ，引力常数为G ． (1)求月球的密度．(2)若将该小球水平抛出后，小球永不落回月面，则抛出的初速度至少为多大？【答案】（1）032v GRt π （2【解析】 【详解】(1)由匀变速直线运动规律：02gtv = 所以月球表面的重力加速度02v g t=由月球表面，万有引力等于重力得2GMmmg R = GgR M 2= 月球的密度03=2v M V GRtρπ= (2)由月球表面，万有引力等于重力提供向心力：2v mg m R=可得：v =5．我国航天事业的了令世界瞩目的成就，其中嫦娥三号探测器与2013年12月2日凌晨1点30分在四川省西昌卫星发射中心发射，2013年12月6日傍晚17点53分，嫦娥三号成功实施近月制动顺利进入环月轨道，它绕月球运行的轨道可近似看作圆周，如图所示，设嫦娥三号运行的轨道半径为r ，周期为T ，月球半径为R ．(1)嫦娥三号做匀速圆周运动的速度大小 (2)月球表面的重力加速度 (3)月球的第一宇宙速度多大．【答案】(1) 2r T π；(2) 23224r T R π；2324rT Rπ【解析】 【详解】(1)嫦娥三号做匀速圆周运动线速度：2rv r Tπω==(2)由重力等于万有引力：2GMmmg R= 对于嫦娥三号由万有引力等于向心力：2224GMm m rr T π=联立可得：23224r g T Rπ=(3)第一宇宙速度为沿月表运动的速度：22GMm mv mg R R==可得月球的第一宇宙速度：2324r v gR T Rπ==6．2004年1月，我国月球探测计划“嫦娥工程”正式启动，从此科学家对月球的探索越来越深入.2007年我国发射了“嫦娥1号”探月卫星，2010年又发射了探月卫星“嫦娥二号”，2013年“嫦娥三号”成功携带“玉兔号月球车”登上月球.已知地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，月球绕地球运动的周期为T ，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动.万有引力常量为G . （1）求出地球的质量；（2）求出月球绕地球运动的轨道半径；（3）若已知月球半径为r ，月球表面的重力加速度为6g.当将来的嫦娥探测器登陆月球以后，若要在月球上发射一颗月球的卫星，最小的发射速度为多少？【答案】（1）2gR G （23 【解析】 【详解】（1）在地球表面，由2GMmmg R = 解得地球的质量GgR M 2= （2）月球绕地球运动，万有引力提供向心力，则有2224GMm m rr Tπ= 月球绕地球运动的轨道半径r ==（3）在月球表面，则有26g v m m r= 解得v =7．今年6月13日，我国首颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星高分四号正式投入使用，这也是世界上地球同步轨道分辨率最高的对地观测卫星．如图所示，A 是地球的同步卫星，已知地球半径为R ，地球自转的周期为T ，地球表面的重力加速度为g,求：（1）同步卫星离地面高度h （2）地球的密度ρ(已知引力常量为G )【答案】（122324gR TR π（2）34g GR π 【解析】 【分析】 【详解】（1）设地球质量为M ，卫星质量为m ，地球同步卫星到地面的高度为h ，同步卫星所受万有引力等于向心力为()2224()R h mMG m R h Tπ+=+ 在地球表面上引力等于重力为2MmGmg R= 故地球同步卫星离地面的高度为22324gR T h R π=（2）根据在地球表面上引力等于重力2MmGmg R= 结合密度公式为233443gR M g G V GR R ρππ===8．已知火星半径为R ，火星表面重力加速度为g ，万有引力常量为G ，某人造卫星绕火星做匀速圆周运动，其轨道离火星表面高度等于火星半径R ，忽略火星自转的影响。

高考物理万有引力与航天真题汇编(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1．如图轨道Ⅲ为地球同步卫星轨道，发射同步卫星的过程可以筒化为以下模型：先让卫星进入一个近地圆轨道Ⅰ（离地高度可忽略不计），经过轨道上P 点时点火加速，进入椭圆形转移轨道Ⅱ．该椭圆轨道Ⅱ的近地点为圆轨道Ⅰ上的P 点，远地点为同步圆轨道Ⅲ上的Q 点．到达远地点Q 时再次点火加速，进入同步轨道Ⅲ．已知引力常量为G ，地球质量为M ，地球半径为R ，飞船质量为m ，同步轨道距地面高度为h ．当卫星距离地心的距离为r 时，地球与卫星组成的系统的引力势能为p GMm E r=-（取无穷远处的引力势能为零），忽略地球自转和喷气后飞船质量的変化，问：（1）在近地轨道Ⅰ上运行时，飞船的动能是多少？（2）若飞船在转移轨道Ⅱ上运动过程中，只有引力做功，引力势能和动能相互转化．已知飞船在椭圆轨道Ⅱ上运行中，经过P 点时的速率为1v ，则经过Q 点时的速率2v 多大？（3）若在近地圆轨道Ⅰ上运行时，飞船上的发射装置短暂工作，将小探测器射出，并使它能脱离地球引力范围（即探测器可以到达离地心无穷远处），则探测器离开飞船时的速度3v （相对于地心）至少是多少？（探测器离开地球的过程中只有引力做功，动能转化为引力势能）【答案】（1）2GMm R （22122GM GM v R h R +-+32GM R【解析】【分析】（1）万有引力提供向心力，求出速度，然后根据动能公式进行求解；（2）根据能量守恒进行求解即可；（3）将小探测器射出，并使它能脱离地球引力范围，动能全部用来克服引力做功转化为势能；【详解】 （1）在近地轨道（离地高度忽略不计）Ⅰ上运行时，在万有引力作用下做匀速圆周运动 即：22mM v G m R R= 则飞船的动能为2122k GMm E mv R==； （2）飞船在转移轨道上运动过程中，只有引力做功，引力势能和动能相互转化．由能量守恒可知动能的减少量等于势能的増加量：221211()22GMm GMm mv mv R h R-=--+ 若飞船在椭圆轨道上运行，经过P 点时速率为1v ，则经过Q 点时速率为：2v = （3）若近地圆轨道运行时，飞船上的发射装置短暂工作，将小探测器射出，并使它能脱离地球引力范围（即探测器离地心的距离无穷远），动能全部用来克服引力做功转化为势能 即：2312Mm G mv R =则探测器离开飞船时的速度（相对于地心）至少是：3v =． 【点睛】 本题考查了万有引力定律的应用，知道万有引力提供向心力，同时注意应用能量守恒定律进行求解．2．载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标．假设宇航员登上月球后，以初速度v 0竖直向上抛出一小球，测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t.已知引力常量为G ，月球的半径为R ，不考虑月球自转的影响，求：(1)月球表面的重力加速度大小g 月；(2)月球的质量M ；(3)飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期T .【答案】(1)02v t ；(2)202R v Gt；(3)2【解析】【详解】(1)小球在月球表面上做竖直上抛运动，有02v t g =月 月球表面的重力加速度大小02v g t=月 (2)假设月球表面一物体质量为m ，有2=Mm G mg R 月 月球的质量202R v M Gt= (3)飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，有222Mm G m R R T π⎛⎫= ⎪⎝⎭飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期 022Rt T v π= 3．一艘宇宙飞船绕着某行星作匀速圆周运动，已知运动的轨道半径为r ，周期为T ，引力常量为G ，行星半径为求：(1)行星的质量M ； (2)行星表面的重力加速度g ；(3)行星的第一宇宙速度v ．【答案】（1）（2） （3）【解析】【详解】 (1)设宇宙飞船的质量为m ，根据万有引力定律求出行星质量(2)在行星表面求出:(3)在行星表面求出:【点睛】本题关键抓住星球表面重力等于万有引力，人造卫星的万有引力等于向心力．4．用弹簧秤可以称量一个相对于地球静止的小物体m 所受的重力，称量结果随地理位置的变化可能会有所不同。

高考物理真题分类汇编-万有引力、航天一、选择题1. (2013·福建高考)设太阳质量为M,某行星绕太阳公转周期为T,轨道可视作半径为r 的圆。

已知万有引力常量为G,则描述该行星运动的上述物理量满足 ( )A.GM=2324r T πB.GM=2224r T π C.GM=2234r T π D.GM=324r T π【解题指南】解答本题时应理解以下两点: (1)建立行星绕太阳做匀速圆周运动模型。

(2)太阳对行星的万有引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力。

【解析】选A 。

设行星质量为m,据2224Mm G m r r T π=得GM=2324r T π,故选A 。

2. (2013·广东高考)如图,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M 和2M 的行星做匀速圆周运动,下列说法正确的是 ( ) A.甲的向心加速度比乙的小 B.甲的运行周期比乙的小 C.甲的角速度比乙的大 D.甲的线速度比乙的大【解题指南】甲、乙两卫星分别绕两个不同的中心天体做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据F 万=F向,得出卫星的向心加速度、周期、角速度、线速度与中心天体质量的关系,从而得出甲、乙两卫星各个物理量的大小关系。

【解析】选A 。

甲、乙两卫星分别绕质量为M 和2M 的行星做匀速圆周运动,万有引力提供各自做匀速圆周运动的向心力。

由牛顿第二定律G 2mM r =ma=m 224T πr=m ω2r=m 2v r ,可得a=2GM r ,T=2π3r GM,ω=3GM r ,v=GMr。

由已知条件可得a 甲<a 乙,T 甲>T 乙,ω甲<ω乙,v 甲<v 乙,故正确选项为A 。

3. (2013·山东高考)双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。

研究发现,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。

D5 万有引力与天体运动【题文】（理综卷·2015届广东省广州市海珠区高三摸底考试（2014.08））20．如图所示，A 是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星．B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星. 关于以下判断正确的是A．卫星B的速度大小等于地球的第一宇宙速度B．A、B的线速度大小关系为v A>v BC．周期大小关系为T A=T C>T BD．若卫星B要靠近C所在轨道，需要先加速【知识点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．D5【答案解析】 CD解析：A、第一宇宙速度为近地卫星的速度，为最大环绕速度，所以B的速度小于第一宇宙速度，故A错误；B、a、c相比较，角速度相等，由v=ωr，可知a cv v<，根据卫星的速度公式v c＜v b，则v a＜v c＜v b，故B错误；C、卫星c为同步地球卫星，所以T a=T c根据卫星的周期可知T c＞T b，所以T a=T c ＞T b，故C正确；D、卫星要想从低轨道到达高轨道，需要加速做离心运动，故D正确；故选：CD．【思路点拨】本题中涉及到三个做圆周运动物体，a、c转动的周期相等，b、c都为卫星，故比较他们的周期、角速度、线速度、向心加速度的关系时，涉及到两种物理模型，要两两比较，最后再统一比较．【题文】（物理卷·2015届安徽省六校教育研究会高三第一次联考试卷（2014.08））9．宇航员乘飞船绕月球做匀速圆周运动，最后飞船降落在月球上。

在月球上，宇航员以初速度v 竖直向上抛出一个小球。

已知万有引力常量为G，由下列已知条件能求出小球上升最大高度的是（）A．飞船绕月球匀速圆周运动的周期T和半径rB．飞船绕月球匀速圆周运动的周期T、线速度v以及月球的半径RC．飞船绕月球匀速圆周运动的周期T、角速度ω以及月球的半径RABCD．飞船绕月球匀速圆周运动的线速度v、角速度ω和半径r 【知识点】万有引力定律及其应用．D5【答案解析】 B解析：AB，得月球的质量为mg加速度hA错误、B正确．C、根据v=ωr可知，不知道飞船的轨道半径，不知道飞船的线速度，由上面的分析可知，不能计算出月球表面的重力加速度，故不能求出小球上升的高度，故C错误．D、由于不知道月球的半径，故不能计算出月球表面重力加速度，故不能求出小球上升的高度，故D错误．故选：B．【思路点拨】小球做竖直上抛运动的高度为h＝表面的重力加速度，根据万有引力提供向心力和重力等于万有引力计算月球的表面重力加速度．本题要掌握万有引力提供向心力和重力等于万有引力这两个关系，要知道小球做竖直上抛运动，要计算上升的高度，需要知道月球表面的重力加速度．【题文】（物理卷·2015届河北省石家庄二中高三开学考试（2014.08））8. 如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M、半径为R.下列说法正确的是( )A．地球对一颗卫星的引力大小为B．一颗卫星对地球的引力大小为r2C ．两颗卫星之间的引力大小为G m 23r2D ．三颗卫星对地球引力的合力大小为3GMmr2【知识点】万有引力定律及其应用；向心力． D4 D5【思路点拨】根据万有引力定律公式，求出地球与卫星、卫星与卫星间的引力，结合力的合成求出卫星对地球的引力．本题考查万有引力定律的基本运用，难度不大，知道互成120度三个大小相等的力合成，合力为零．【题文】（物理卷·2015届江西省师大附中等五校高三第一次联考（2014.08））1．下列叙述正确的是（ ）A ．力、长度和时间是力学中三个基本物理量，它们的单位牛顿、米和秒就是基本单位B ．法拉第最先提出电荷周围存在电场的观点C ．伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性D ．牛顿在给出万有引力定律的同时给出了引力常量【知识点】力学单位制；万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．C2 D5【答案解析】 B 解析：A 、“力”不是基本物理量，“牛顿”也不是力学中的基本单位，故A 错误；B 、法拉第最先提出电荷周围存在电场的观点，故B 正确；C 、牛顿用“月-地“检验法验证了牛顿定律的正确性，故C 错误；D 、牛顿定律不是普适规律，具有局限性，故D 错误．故选：B【思路点拨】力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m 、kg 、s ，牛顿用“月-地“检验法验证了牛顿定律的正确性，牛顿定律不是普适规律，具有局限性．国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这都是需要学生自己记住的．【题文】（物理卷·2015届江西省师大附中等五校高三第一次联考（2014.08））2. 土星的卫星很多，现已发现达数十颗，下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些参数，则两颗卫星相比较，下列判断正确的是（ ）A ．土卫五的公转速度大B ．土星对土卫六的万有引力小C ．土卫六表面的重力加速度小D ．土卫五的公转周期大 【知识点】万有引力定律及其应用．D5【答案解析】 A 解析：A 、D 得：T=2期大，线速度小，故A 正确，D 错误；B 、万有引力：5，有：66的万有引力大，故B 错误；C 、在卫星表面，万有引力等于重力，有： 对土卫5，6，故土卫5表面的重力加速度大，故C 错误；故选：A ．【思路点拨】根据万有引力提供向心力求出卫星周期、线速度与轨道半径的关系，从而比较出大小．根据万有引力等于重力得出卫星表面重力加速度与卫星质量和半径的关系，从而比较出重力加速度的大小．解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力两个理论，并能灵活运用比例法求解．【题文】（物理卷·2015届内蒙古赤峰二中（赤峰市）高三9月质量检测试题（2014.09））4. 卫星电话信号需要通过地球卫星传送．如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需要最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径为3.8×105km ，运动周期约为27天，地球半径约为6400km ，无线电信号的传播速度为3×108m/s ）（ ） A ．0.1sB ．0.25sC ．0.5sD ．1s【知识点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．D5【答案解析】B 解析：知月球和同步卫星的周期比为27：1，则月球和同步卫星的轨道半径比为9：1．同步卫星的轨道半径4km ．所以接收到信号的最短时间故选B ．【思路点拨】同步卫星和月球都是绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力求出轨道半径比，从而得出同步卫星的轨道半径以及高度，根据速度公式【题文】（物理卷·2015届天津一中高三上学期零月月考（2014.09））5. 假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n 倍，则（ ）A ．同步卫星运行速度是第一宇宙速度的n 倍B ．同步卫星的运行速度是第一宇宙速的C ．同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转速度的n+1倍 D倍 【知识点】同步卫星．D5【答案解析】 B 解析： A 、研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心r 为同步卫星的轨道半径．地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n 倍，即r=nRA 错误，B 正确．C 、同步卫星的周期与地球自转周期相同，即同步卫星和地球赤道上物体随地球自转具有相等的角速度．根据圆周运动公式得：v=ωr，因为r=nR 所以同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转速度的n 倍，故C 错误．D、研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：根据地球表面万有引力等于重力得：D错误．故选C．【思路点拨】研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要比较的物理量．根据已知量结合关系式求出未知量．了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球自转周期相同．求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．【题文】（物理卷·2015届吉林省长春市高三上学期第一次模拟考试（2014.09））7. 某行星的质量约是地球质量的5倍，直径约是地球直径的2倍．现假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近做匀速圆周运动，则（）A．该行星的平均密度比地球平均密度大B．该行星表面处的重力加速度小于9.8m/s2C．飞船在该行星表面附近运行时的速度大于7.9km/sD．飞船在运行时的周期要比绕地球表面运行的卫星周期小【知识点】万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．D5 D6【答案解析】C解析：A、行星的平均密度ρcA错误；B、物体受到的万有引力等于重力．所以有=mg′忽略地球自转，物体受到的万有引力等于重力．所以有1，所以行星表面处的重力加速度大于9.8m/s2．故B错误．C、由万有引力提供向心力得：在行星表面做圆周运动时的速度大于7.9km/s，故C正确．D、飞船绕行星运动时由万有引力提供向心力．则有：行的卫星周期大．故D错误．故选C．【思路点拨】根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要求解的物理量．根据已知条件进行对比．求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．。

2015—2020年六年高考物理分类解析专题11、天体运动一．2020年高考题1．（2020年7月浙江选考）火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。

若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3∶2，则火星与地球绕太阳运动的（ ）A ．轨道周长之比为2∶3B 32C ．角速度大小之比为2233D ．向心加速度大小之比为9∶4 【参考答案】C【名师解析】由圆周长公式c=2πr 可知火星与地球绕太阳运动的轨道周长之比为3∶2，选项A 错误；由G 2Mm r =m 2v r，解得GM r 23B错误；由G2Mm r =mr ω2，解得ω3GM r，可知火星与地球绕太阳运动的角速度大小之比为2233选项D 正确；由G 2Mm r =ma 解得a= G 2Mr火星与地球绕太阳运动的向心加速度大小之比为4∶9，选项D 错误。

二．2019年高考题1．（2019全国理综III 卷15）金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a 金、a 地、a 火，它们沿轨道运行的速率分别为v 金、v 地、v 火。

已知它们的轨道半径R 金<R 地<R 火，由此可以判定 A ．a 金>a 地>a 火B ．a 火>a 地>a 金C ．v 地>v 火>v 金D ．v 火>v 地>v 金【参考答案】A 【名师解析】由G2Mm R =ma ，解得a=2GMR, 已知它们的轨道半径R 金<R 地<R 火，由此可以判定a 金>a 地>a 火，选项A 正确B 错误；由G 2Mm R =m 2v R，解得已知它们的轨道半径R 金<R 地<R 火，由此可以判定v 火<v 地<v 金，选项CD 错误。

, 三．2018年高考题1.（2018高考理综II ·16）2018年2月，我国500 m 口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期T =5.19 m s ，假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为11226.6710N m /kg -⨯⋅。