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2024 高考物理二轮复习 80 热点模型
最新高考题模拟题专项训练
模型19 天体模型
最新高考题
1．（2023年6月高考浙江选考科目）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 。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T，则（ ）
0
A．木卫一轨道半径为
B．木卫二轨道半径为
C．周期T与T 之比为
0
D．木星质量与地球质量之比为
2. （2023高考选择性考试辽宁卷）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（ ）
A. B.
C. D.3. （2023高考山东高中学业水平等级考试）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 。
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. B.
C. D.
4. （2023高考湖南卷）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 倍将坍
缩成白矮星，质量为太阳质量的 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 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
的
B. 恒星坍缩后表面两极处 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
5．（2022新高考海南卷）火星与地球的质量比为a，半径比为b，则它们的第一字宙速度
之比和表面的重力加速度之比分别是（ ）
A． B． = C． D．
6．2.（2018高考全国理综I）．2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力
波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约 100 s时，它们相距约400
km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子
星
A．质量之积
B．质量之和
C．速率之和
D．各自的自转角速度
7.（2015·安徽）由三颗星体构成的系统，忽略其它星体对它们的作用，存在着一种运动形
式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一
共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动（图示为 A、B、C三颗星体
质量不相同时的一般情况）。若A星体质量为2m，B、C两星体的质量均为m，三角形的
边长为a，求：
A
R
O
R
R C
C
B
（1）A星体所受合力大小F；
A
（2）B星体所受合力大小F ；
B
（3）C星体的轨道半径R ；
C
（4）三星体做圆周运动的周期T。
最新模拟题
1. （2023年10月宜荆荆随高三联考）行星各自卫星 的轨
道可以看作是圆形的。某同学根据a行星和b行星的 不同
卫星做圆周运动的半径r与周期T的观测数据，作出 如图
所示的图像，其中图线A是根据a行星的不同卫星的 运行
数据作出的，图线B是根据b行星的不同卫星的运行 数据作出的。已知图线A的斜率为 ，图线B的斜率为 ，a行星半径为b行星半径的n倍，
则（ ）
A.a行星与b行星的质量之比为
B.a行星与b行星的质量之比为
C.a行星与b行星的第一宇宙速度之比为
D.a行星与b行星的第一宇宙速度之比为
的
2. (2024辽宁沈阳重点高中质检)某行星周围存在着环状物质，为了测定环状物质是行星
组成部分还是环绕该行星的卫星群，某天文学家对其做了精确的观测，发现环状物质绕行
星中心的运行速度v与到行星中心的距离r的关系如图所示。已知行星除环状物外的半径
为R，环状物质的宽度为d，引力常量为G。则以下说法正确的是（ ）A. 环状物质不是该行星的组成部分
B. 行星表面的重力加速度g=
C. 该行星除去环状物质部分后的质量M=
D. 该行星的自转周期T=
6. （2024南京六校联合体调研）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 。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. B.
C. D.7．（2023山西阳泉期末）两颗相距较远的行星A、B的半径分别为 、 ，距行星中心
r处的卫星围绕行星做匀速圆周运动的线速度的平方 随r变化的关系如图甲所示，两图
线左端的纵坐标相同；距行星中心r处的卫星围绕行星做匀速圆周运动的周期为T，取对数
后得到如图乙所示的拟合直线（线性回归），两直线平行，它们的截距分别为 、 。
已知两图像数据均采用国际单位， ，行星可看作质量分布均匀的球体，忽
略行星的自转和其他星球的影响，下列说法正确的是
A．图乙中两条直线的斜率均为
B．行星A、B的质重乙比为2∶1
C．行星A、B的密度之比为1∶2
D．行星A、B表面的重力加速度大小之比为2∶1
8.(2023天津模拟)．太阳系行星在众多恒星背景下沿一定方向移动，但也会出现反常，即
改变了移动方向出现“逆行”现象。行星的逆行在天空（天球背景）看起来好像倒退一样，
其中水星的逆行现象每年都会发生3次，若以地球为参考系观察到水星的运动轨迹如图。
已知每当地球与水星相距最近时就发生一次逆行，水星比地球更靠近太阳，假设水星和地
球绕太阳公转方向相同且轨道共面。下列说法正确的是A．水星和地球绕太阳做匀速圆周运动的周期之比约为1:2
B．水星和地球绕太阳做匀速圆周运动的周期之比约为1:4
C．水星和地球绕太阳做匀速圆周运动的半径之比约为1:2
D．水星和地球绕太阳做匀速圆周运动的半径之比约为1:
9.. .(2023山东潍坊重点高中期末)组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一
个最大的自转速率。如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体
做圆周运动。由此能得到半径为R，密度为 。质量为M且均匀分布的星球的最小自转周
期T。下列表达式中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
。
10. (2023北京房山期末)牛顿运用其运动定律并结合开普勒定律，通过建构物理模型研究
天体的运动，建立了伟大的万有引力定律。请你选用恰当的规律和方法解决下列问题：
（1）某质量为m的行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，若行星在近日点与太阳中心的距离为 ，
在远日点与太阳中心的距离为 。求行星在近日点和远日点的加速度大小之比；
（2）实际上行星绕太阳的运动轨迹非常接近圆，其运动可近似看做匀速圆周运动。设行星与太阳的距离为r，请根据开普勒第三定律（ ）及向心力的相关知识，证明太阳对
行星的作用力F与r的平方成反比
（3）我们知道，地球表面不同位置的重力加速度大小略有不同。若已知地球质量为M，自
转周期为T，万有引力常量为 。将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空
气的影响。设在赤道地面附近重力加速度大小为 ，在北极地面附近重力加速度大小为
，求比值 的表达式。
11.(2023甘肃天水秦安一中期末) 使物体成为卫星的最小发射速度称为第一宇宙速度 ，
而使物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度 与 的关系是 =
，已知某星球半径是地球半径R的 ，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g
的 ，地球的平均密度为 ，不计其他星球的影响，则
A. 该星球上的第一宇宙速度为
B. 该星球上的第二宇宙速度为
C. 该星球的平均密度为
D. 该星球的质量为12. (2023北京二中期末)若规定两质点相距无限远时引力势能为零，则质量分别为M、m的
两个质点相距为r时的引力势能 ，式中G为引力常量。若在地球表面发射一
枚火箭，要使其能最终脱离地球引力束缚，飞行至距地球无穷远处，求火箭最小的发射速
度。（已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转及其他天体对火箭的影
响）
13. (2023年7月湖南名校联合体期末)宇宙中有A、B两恒星组成的双星系统，他们以O点
为圆心做匀速圆周运动，如图所示。由于两恒星离地球非常远，而且地球位于他们的轨道
平面上，所以从地球上看过去A、B两星好像在一条直线上做往复运动。A星最远能到达
M、N两点，B星最远能到达P、Q两点。当A星靠近地球时，由于多普勒效应，在地球上
接收到A星发出的光频率比实际频率高，而远离地球时比实际频率低。根据多普勒频移公
式可算出A星做匀速圆周运动的线速度为v；并在地球上O′点测得∠MO′N=2α，
∠PO′Q=2β，A星从M点运动到N点的时间为 。则下列说法正确的是（ ）
A. 该双星系统轨道圆心距地球的距离为
B. B星的线速度大小为
C. A、B两星的总质量为D. A、B两星距离为
