2017-2026十年高考物理专项汇编（全国）：专题08 行星的运动 万有引力定律（学生版）

1

专题08行星的运动万有引力定律

考点分类十年考情（2017-2026）命题规律

.航天情境深度绑定：以我国嫦娥探月工程、空间

2026四川卷、2026湖南卷、

站运营、行星探测等真实前沿航天成果为命题载

2025陕晋青宁卷卷2025

体，贴合航天强国的命题导向，不再使用脱离

北京卷2024重庆卷、2024“”

考点1行星海南卷、2024广西卷、实际的抽象模型出题。

的运动2024全国卷、2023山东卷、.综合关联属性突出：不再孤立考查万有引力公式，

考点2万有2022全国卷、2021山东卷、会联动圆周运动规律、能量守恒、第一宇宙速度

引力定律及其2020山东卷、2020全国卷、等内容，强化“万有引力提供向心力”核心逻辑的

应用全国卷、重庆

20192022灵活运用，规避死记硬背公式的考法。

卷2021重庆卷、2020江

.能力导向持续强化：弱化繁琐代数运算，重点考

苏卷、2018北京卷、2017

查天体质量/密度估算、卫星变轨的能量与速度变

海南卷、2017北京卷

化分析、多星系统的受力推导能力，规避固化刷

题套路，依托真实情境实现能力分层。

考点01行星的运动

1．（2026·云南·高考真题）我国“天宫”空间站的轨道离地高度约为400km，空间站内的宇航员每24h能看

到16次日出。“吉林一号”遥感卫星组网中的某颗卫星轨道离地高度约为535km。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，则该卫星的周期约为（）

A．1.0hB．1.5hC．2.0hD．2.4h

2．（2026·山东·高考真题）海王星的卫星海卫二绕海王星的公转周期与地球公转周期近似相等。若太阳与

海王星的质量比为a，定义地球与太阳间的距离为1个天文单位（1AU），则海卫二公转轨道的半长轴

1

约为（）

11

AUAU

33

A．aB．aC．aAUD．aAU

3．（2025·浙江·高考真题）（多选）月球有类似于地球的南北两极和纬度。如图所示，月球半径为R，表

g

面重力加速度为月，不考虑月球自转。从月球北极正上方水平发射一物体，要求落在纬度60的M处，

其运动轨迹为椭圆的一部分。假设月球质量集中在球心O点，如果物体沿椭圆运动的周期最短，则（

）

3

hR

A．发射点离月面的高度4

33R

4g

B．物体沿椭圆运动的周期为月

3

R

C．此椭圆两焦点之间的距离为2

v22gh

D．若水平发射的速度为v，发射高度为h，则物体落到M处的速度月

4．（2025·全国卷·高考真题）“天都一号”通导技术试验卫星测距试验的成功，标志着我国在深空轨道精密

测量领域取得了技术新突破。“天都一号”在环月椭圆轨道上运行时，（）

A．受月球的引力大小保持不变B．相对月球的速度大小保持不变

C．离月球越近，其相对月球的速度越大D．离月球越近，其所受月球的引力越小

5．（2025·湖南·高考真题）我国研制的“天问二号”探测器，任务是对伴地小行星及彗星交会等进行多目标

探测。某同学提出探究方案，通过释放卫星绕小行星进行圆周运动，可测得小行星半径R和质量M。为探

T

测某自转周期为0的小行星，卫星先在其同步轨道上运行，测得距离小行星表面高度为h，接下来变轨到

T

小行星表面附近绕其做匀速圆周运动，测得周期为1。已知引力常量为G，不考虑其他天体对卫星的引力，

1

2

a342R3

Rh，M

22Gc2

可根据以上物理量得到b3a3。下列选项正确的是（）

T，bT，cTT，bT，cT

A．a为1为0为1B．a为1为0为0

T，bT，cTT，bT，cT

C．a为0为1为1D．a为0为1为0

6．（2025·安徽·高考真题）（多选）2025年4月，我国已成功构建国际首个基于DRO（远距离逆行轨道）

的地月空间三星星座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环

月椭圆轨道，该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b，卫星的运行周期为T；卫星乙从

DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道，周期也为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、乙的引力，则（）

abRab4π2r34π2R3

rrRM2M2

A．2B．2C．GTD．GT

7．（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

1

D．在近日点加速度大小约为地球公转加速度的25

8．（2025·云南·高考真题）国际编号为192391的小行星绕太阳公转的周期约为5.8年，该小行星与太阳

系内八大行星几乎在同一平面内做圆周运动。规定地球绕太阳公转的轨道半径为1AU，八大行星绕太阳的

公转轨道半径如下表所示。忽略其它行星对该小行星的引力作用，则该小行星的公转轨道应介于（）

行星水星金星地球火星木星土星天王星海王星

轨道半径R/AU0.390.721.01.55.29.51930

A．金星与地球的公转轨道之间B．地球与火星的公转轨道之间

C．火星与木星的公转轨道之间D．天王星与海王星的公转轨道之间

9．（2025·浙江·高考真题）地球和哈雷彗星绕太阳运行的轨迹如图所示，彗星从a运行到b、从c运行到

SSSS

d的过程中，与太阳连线扫过的面积分别为1和2，且12。彗星在近日点与太阳中心的距离约为地球

公转轨道半径的0.6倍，则彗星（）

1

A．在近日点的速度小于地球的速度

B．从b运行到c的过程中动能先增大后减小

C．从a运行到b的时间大于从c运行到d的时间

D．在近日点加速度约为地球的加速度的0.36倍

10．（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144h

B．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

11．（2024·山东·高考真题）“鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地

球静止卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为（）

r3a3r3a3

3333

A．aB．rC．aD．r

12．（2023·北京·高考真题）2022年10月9日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，实现了对

太阳探测的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为720km，运行一圈所用

时间约为100分钟。如图所示，为了随时跟踪和观测太阳的活动，“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程

中，需要其轨道平面始终与太阳保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸父一号”，下列说法正确的是（

）

1

A．“夸父一号”的运行轨道平面平均每天转动的角度约为1

B．“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/s

C．“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度

D．由题干信息，根据开普勒第三定律，可求出日地间平均距离

13．（2023·浙江·高考真题）木星的卫星中，木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为1:2:4。

T

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。月球绕地球公转周期为0，则（）

nn

rr

A．木卫一轨道半径为16B．木卫二轨道半径为2

T2

30n3

22

C．周期T与T0之比为nD．木星质量与地球质量之比为T

14．（2022·湖南·高考真题）（多选）如图，火星与地球近似在同一平面内，绕太阳沿同一方向做匀速圆

周运动，火星的轨道半径大约是地球的1.5倍。地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星

背景由西向东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。当火星、地球、太阳三者在同

一直线上，且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日。忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下

列说法正确的是（）

8

A．火星的公转周期大约是地球的27倍

B．在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为顺行

C．在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为逆行

D．在冲日处，火星相对于地球的速度最小

1

15．（2017·全国II卷·高考真题）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，

T

M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为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（）

T0

A．从P到M所用的时间等于4

B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大

C．从P到Q阶段，速率逐渐变大

D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功

16．（2022·浙江·高考真题）“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再

依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（）

A．发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间

B．从P点转移到Q点的时间小于6个月

C．在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小

D．在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度

17．（2021·福建·高考真题）（多选）两位科学家因为在银河系中心发现了一个超大质量的致密天体而获

S

得了2020年诺贝尔物理学奖。他们对一颗靠近银河系中心的恒星2的位置变化进行了持续观测，记录到

S

的2的椭圆轨道如图所示。图中O为椭圆的一个焦点，椭圆偏心率（离心率）约为0.87。P、Q分别为轨

S

道的远银心点和近银心点，Q与O的距离约为120AU（太阳到地球的距离为1AU），2的运行周期约为

S

16年。假设2的运动轨迹主要受银河系中心致密天体的万有引力影响，根据上述数据及日常的天文知识，

1

可以推出（）

S

A．2与银河系中心致密天体的质量之比

B．银河系中心致密天体与太阳的质量之比

S

C．2在P点与Q点的速度大小之比

S

D．2在P点与Q点的加速度大小之比

18．（2021·北京·高考真题）2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个

首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。“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小

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

19．（2021·全国甲卷·高考真题）2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三

次近火制动后，进入运行周期约为1.8×105s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为

2.8×105m。已知火星半径约为3.4×106m，火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2，则“天问一号”的

停泊轨道与火星表面的最远距离约为（）

A．6×105mB．6×106mC．6×107mD．6×108m

20．（2020·江苏·高考真题）（多选）甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半

径是乙的2倍。下列应用公式进行的推论正确的有（）

vgR

A．由可知，甲的速度是乙的2倍

2

B．由ar可知，甲的向心加速度是乙的2倍

Mm1

FG2

C．由r可知，甲的向心力是乙的4

r3

2k

D．由T可知，甲的周期是乙的22倍

1

考点2万有引力定律及其应用

21．（2026·四川·高考真题）离地球280光年外有一恒星TOI-561。与TOI-561相距约0.01AU（日地距离

1

为1AU）的行星绕其公转的周期约为地球公转周期的800，该行星和地球的公转均视为匀速圆周运动。则

TOI-561与太阳的质量的比值约为（）

A．0.16B．0.64C．1.6D．6.4

22．（2026·湖南·高考真题）郭守敬望远镜是我国首个天文领域大科学装置，积累了大量的观测数据。分

析观测数据表明，某行星绕一恒星做匀速圆周运动的周期为T，轨道半径为该恒星半径的n倍。不考虑其

他星体的影响，引力常量为G，则该恒星的平均密度为（）

3πn33π3πn33π

22

A．GTB．GTC．GTD．GT

23．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）（多选）我国计划将“羲和二号”太阳探测卫星部署至日地系统拉格朗

日点L5。研究表明，太阳中心S、地球中心E和L5的连线构成稳定的等边三角形，太阳、地球和部署在

L5的卫星以相同周期绕日地连线上的P点做圆周运动，如图所示，则（）

A．卫星的向心加速度比地球的大

B．卫星与地球的线速度大小相等

C．太阳和地球对卫星引力的合力指向E、S连线中点

D．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

24．（2026·贵州·高考真题）月球引潮力是引起海洋潮汐的主要原因，可等效为地表某点处质量为m的海

水所受月球引力减去地心处相同质量的物质所受月球引力。已知地球半径为R，地心O与月心O间距为d，

月球质量为M，引力常量为G，地表P点背对月球，P、O和O在同一直线上，如图所示，则P点处质量

为m的海水所受月球引潮力大小为（）

1

GMΔmGMΔmGMΔmGMΔm

22

A．dRB．dR

GMΔmGMΔm

GMΔmGMΔm

dR2d2

C．dRdD．

25．（2026·浙江·高考真题）已知行星的平均密度为，靠近行星表面运行的卫星做圆周运动的周期为

T。对于任何行星均为同一常量的是（）

2223

A．TB．TC．TD．T

26．（2025·浙江·高考真题）2025年4月30日，“神舟十九号载人飞船”返回舱安全着陆，宇航员顺利出舱。

在其返回过程中，下列说法正确的是（）

A．研究返回舱运行轨迹时，可将其视为质点

B．随着返回舱不断靠近地面，地球对其引力逐渐减小

C．返回舱落地前，反推发动机点火减速，宇航员处于失重状态

D．用返回舱的轨迹长度和返回时间，可计算其平均速度的大小

27．（2025·北京·高考真题）2024年6月，嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示，探测

器在圆形轨道1上绕月球飞行，在A点变轨后进入椭圆轨道2、B为远月点。关于嫦娥六号探测器，下列

说法正确的是（）

A．在轨道2上从A向B运动过程中动能逐渐减小

B．在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大

C．在轨道2上机械能与在轨道1上相等

D．利用引力常量和轨道1的周期，可求出月球的质量

28．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国计划于2028年前后发射“天问三号”火星探测系统，实现火星取样

返回。其轨道器将环绕火星做匀速圆周运动，轨道半径约3750km，轨道周期约2h。引力常量G取6.67×

10－11N⋅m2/kg2，根据以上数据可推算出火星的（）

A．质量B．体积C．逃逸速度D．自转周期

29．（2024·海南·高考真题）嫦娥六号进入环月圆轨道，周期为T，轨道高度与月球半径之比为k，引力常

1

量为G，则月球的平均密度为（）

3

3(1k)3(1k)33

23222(1k)

A．GTkB．GTC．3GTkD．GT

30．（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60m/s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

11

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10和2。

2

地球表面重力加速度大小取g10m/s。忽略大气对探测器和背罩的阻力。下列说法正确的有（）

2

A．该行星表面的重力加速度大小为4m/s

B．该行星的第一宇宙速度为7.9km/s

2

C．“背罩分离”后瞬间，背罩的加速度大小为80m/s

D．“背罩分离”后瞬间，探测器所受重力对其做功的功率为30kW

31．（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

32．（2024·全国甲卷·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

1

由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的6。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

1

33．（2024·新疆河南·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

34．（2024·北京·高考真题）科学家根据天文观测提出宇宙膨胀模型：在宇宙大尺度上，所有的宇宙物质

（星体等）在做彼此远离运动，且质量始终均匀分布，在宇宙中所有位置观测的结果都一样。以某一点O

r

为观测点，以质量为m的小星体（记为P）为观测对象。当前P到O点的距离为0，宇宙的密度为0。

2r

（1）求小星体P远离到0处时宇宙的密度ρ；

（2）以O点为球心，以小星体P到O点的距离为半径建立球面。P受到的万有引力相当于球内质量集中

mm

EG12

mmp

于O点对P的引力。已知质量为1和2、距离为R的两个质点间的引力势能R，G为引力常

量。仅考虑万有引力和P远离O点的径向运动。

r2rE

a．求小星体P从0处远离到0处的过程中动能的变化量k；

b．宇宙中各星体远离观测点的速率v满足哈勃定律vHr，其中r为星体到观测点的距离，H为哈勃系数。

H与时间t有关但与r无关，分析说明H随t增大还是减小。

35．（2024·吉林·高考真题）如图（a），将一弹簧振子竖直悬挂，以小球的平衡位置为坐标原点O，竖直

向上为正方向建立x轴。若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图

像如（b）所示（不考虑自转影响），设地球、该天体的平均密度分别为1和2，地球半径是该天体半径

1

的n倍。2的值为（）

n21

A．2nB．2C．nD．2n

36．（2023·山东·高考真题）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

Mm

F∝2

地球与月球）的引力具有相同的性质、且都满足r。已知地月之间的距离r大约是地球半径的60

1

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（）

rgrg

30π30π120π120π

A．gB．rC．gD．r

37．（2023·辽宁·高考真题）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T₁，地球绕太阳运动的周期为T₂，地球半径是月球半径的k倍，则地球与

太阳的平均密度之比约为（）

2222

3T3T1T1T

k1k212

TTk3Tk3T

A．2B．1C．2D．1

38．（2023·新课标卷·高考真题）2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约

5800kg的物资进入距离地面约400km（小于地球静止卫星与地面的距离）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D．做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大

39．（2023·湖南·高考真题）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，不断聚集可

能形成恒星。恒星最终的归宿与其质量有关，如果质量为太阳质量的1~8倍将坍缩成白矮星，质量为太阳

质量的10~20倍将坍缩成中子星，质量更大的恒星将坍缩成黑洞。设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，自转变快．不考虑恒星与其它物体的相互作用．已知逃逸速度为第一宇宙速

度的2倍，中子星密度大于白矮星。根据万有引力理论，下列说法正确的是（）

A．同一恒星表面任意位置的重力加速度相同

B．恒星坍缩后表面两极处的重力加速度比坍缩前的大

C．恒星坍缩前后的第一宇宙速度不变

D．中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸速度

40．（2023·北京·高考真题）螺旋星系中有大量的恒星和星际物质，主要分布在半径为R的球体内，球体

外仅有极少的恒星。球体内物质总质量为M，可认为均匀分布，球体内外的所有恒星都绕星系中心做匀速

圆周运动，恒星到星系中心的距离为r，引力常量为G。

1

（1）求rR区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系；

（2）根据电荷均匀分布的球壳内试探电荷所受库仑力的合力为零，利用库仑力与万有引力的表达式的相

似性和相关力学知识，求rR区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系；

（3）科学家根据实测数据，得到此螺旋星系中不同位置的恒星做匀速圆周运动的速度大小v随r的变化关

系图像，如图所示，根据在rR范围内的恒星速度大小几乎不变，科学家预言螺旋星系周围（rR）存

在一种特殊物质，称之为暗物质。暗物质与通常的物质有引力相互作用，并遵循万有引力定律，求

rnR内暗物质的质量M。

41．（2022·重庆·高考真题）（多选）我国载人航天事业已迈入“空间站时代”。若中国空间站绕地球近似

17

做匀速圆周运动，运行周期为T，轨道半径约为地球半径的16倍，已知地球半径为R，引力常量为G，忽

略地球自转的影响，则（）

A．漂浮在空间站中的宇航员不受地球的引力

17R

B．空间站绕地球运动的线速度大小约为8T

3

316

2

C．地球的平均密度约为GT17

2

16

D．空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的17倍

42．（2022·北京·高考真题）利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思维方法。

（1）某质量为m的行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，在近日点速度为v1，在远日点速度为v2。求从近日点

到远日点过程中太阳对行星所做的功W；

r3

2k

（2）设行星与恒星的距离为r，请根据开普勒第三定律（T）及向心力相关知识，证明恒星对行星的

作用力F与r的平方成反比；

（3）宇宙中某恒星质量是太阳质量的2倍，单位时间内向外辐射的能量是太阳的16倍。设想地球“流浪”

后绕此恒星公转，且在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样。地球绕太阳公转的周期为T1，绕此恒星公转

1

T2

T1

的周期为T2，求。

43．（2022·海南·高考真题）（多选）火星与地球的质量比为a，半径比为b，则它们的第一宇宙速度之比

和表面的重力加速度之比分别是（）

gavagavb

火火火火

gbvbgb2va

A．地B．地C．地D．地

44．（2022·山东·高考真题）“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地

球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球

表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈。已知地球半径为地轴R，自转周期为T，地球表面重力加速度为

g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为（）

11

gR2T23gR2T23

22R22

2nπ2nπ

A．B．

11

gR2T23gR2T23

22R22

4nπ4nπ

C．D．

45．（2022·全国乙卷·高考真题）2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约

400km的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，

在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们（）

A．所受地球引力的大小近似为零

B．所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零

C．所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等

D．在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小

46．（2021·重庆·高考真题）（多选）2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆火星表面，是我国航天事

业发展中具有里程碑意义的进展。此前我国“玉兔二号”月球车首次实现月球背面软着陆，若“祝融号”的质

量是“玉兔二号”的K倍，火星的质量是月球的N倍，火星的半径是月球的P倍，火星与月球均视为球体，

1

则（）

N

A．火星的平均密度是月球的P3倍

B．火星的第一宇宙速度是月球的NP倍

N

C．火星的重力加速度大小是月球表面的P倍

KN

2

D．火星对“祝融号”引力的大小是月球对“玉兔二号”引力的P倍

47．（2021·辽宁·高考真题）（多选）2021年2月，我国首个火星探测器“天问一号”实现了对火星的环绕。

若已知该探测器在近火星圆轨道与在近地球圆轨道运行的速率比和周期比，则可求出火星与地球的（

）

A．半径比B．质量比

C．自转角速度比D．公转轨道半径比

48．（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

49．（2021·全国乙卷·高考真题）科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出1994

年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为1000AU（太阳到地球的距离

为1AU）的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若

认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为M，可以推测出该黑洞质量约为（

）

1

46810

A．410MB．410MC．410MD．410M

50．（2021·福建·高考真题）一火星探测器着陆火星之前，需经历动力减速、悬停避障两个阶段。在动力

减速阶段，探测器速度大小由96m/s减小到0，历时80s。在悬停避障阶段，探测器启用最大推力为

1

7500N的变推力发动机，在距火星表面约百米高度处悬停，寻找着陆点。已知火星半径约为地球半径的2，

1

2

火星质量约为地球质量的10，地球表面重力加速度大小取10m/s，探测器在动力减速阶段的运动视为竖直

向下的匀减速运动。求：

（1）在动力减速阶段，探测器的加速度大小和下降距离；

（2）在悬停避障阶段，能借助该变推力发动机实现悬停的探测器的最大质量。

51．（2020·海南·高考真题）2020年5月5日，长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将

新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为