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专题05 万有引力与航天
一、单选题
1．（2023·山东·统考高考真题）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．
2．（2023·北京·统考高考真题）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
，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（ ）
A．“夸父一号”的运行轨道平面平均每天转动的角度约为
B．“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于
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
3．（2023·北京·统考高考真题）在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。
如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于O 点，另一端系一待测小球，使其绕O 做匀速
圆周运动，用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n 圈所用的时间为
t，用刻度尺测得O 点到球心的距离为圆周运动的半径R。下列说法正确的是（ ）
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A．圆周运动轨道可处于任意平面内
B．小球的质量为
C．若误将
圈记作n 圈，则所得质量偏大
D．若测R 时未计入小球半径，则所得质量偏小
4．（2023·湖南·统考高考真题）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
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
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
5．（2023·浙江·统考高考真题）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
。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
，则（ ）
A．木卫一轨道半径为
B．木卫二轨道半径为
C．周期T 与T0之比为
D．木星质量与地球质量之比为
6．（2023·辽宁·统考高考真题）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（ ）
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A．
B．
C．
D．
7．（2023·湖北·统考高考真题）2022 年12 月8 日，地球恰好运行到火星和太阳之间，
且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。火星和地球几乎在同一平面
内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为
，如图所示。
根据以上信息可以得出（ ）
A．火星与地球绕太阳运动的周期之比约为
B．当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最大
C．火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为
D．下一次“火星冲日”将出现在2023 年12 月8 日之前
8．（2023·山西·统考高考真题）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（小于地球同步卫星与地面的距
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
9．（2023·江苏·统考高考真题）设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的
轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道．该卫星与月球相比，一定相等的是（ ）
A．质量
B．向心力大小
C．向心加速度大小
D．受到地球的万有引力大小
10．（2023·浙江·高考真题）太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周
运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，
称为“行星冲日”，已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表：
行星名称
地球
火星
木
星
土星
天王星
海王星
轨道半径
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
则相邻两次“冲日”时间间隔约为（ ）
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A．火星365 天
B．火星800 天
C．天王星365 天
D．天王星800 天
11．（2022·天津·高考真题）2022 年3 月，中国空间站“天宫课堂”再次开讲，授课
期间利用了我国的中继卫是系统进行信号传输，天地通信始终高效稳定。已知空间站
在距离地面400 公里左右的轨道上运行，其运动视为匀速圆周运动，中继卫星系统中
某卫星是距离地面36000 公里左右的地球静止轨道卫星（同步卫星），则该卫星（
）
A．授课期间经过天津正上空
B．加速度大于空间站的加速度
C．运行周期大于空间站的运行周期
D．运行速度大于地球的第一宇宙速度
12．（2022·福建·高考真题）2021 年美国“星链”卫星曾近距离接近我国运行在距地
近圆轨道上的天宫空间站。为避免发生危险，天宫空间站实施了发动机点火变
轨的紧急避碰措施。已知质量为m 的物体从距地心r 处运动到无穷远处克服地球引力
所做的功为
，式中M 为地球质量，G 为引力常量；现将空间站的质量记为
，
变轨前后稳定运行的轨道半径分别记为
、
，如图所示。空间站紧急避碰过程发动
机做的功至少为（ ）
A．
B．
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C．
D．
13．（2022·河北·统考高考真题）2008 年，我国天文学家利用国家天文台兴隆观测基
地的2.16 米望远镜，发现了一颗绕恒星HD173416 运动的系外行星HD173416b，2019
年，该恒星和行星被国际天文学联合会分别命名为“羲和”和“和“望舒”，天文观
测得到恒星羲和的质量是太阳质量的2 倍，若将望舒与地球的公转均视为匀速圆周运
动，且公转的轨道半径相等。则望舒与地球公转速度大小的比值为（ ）
A．
B．2
C．
D．
14．（2022·湖北·统考高考真题）2022 年5 月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与
空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90 分钟。
下列说法正确的是（ ）
A．组合体中的货物处于超重状态
B．组合体的速度大小略大于第一宇宙速度
C．组合体的角速度大小比地球同步卫星的大
D．组合体的加速度大小比地球同步卫星的小
15．（2022·浙江·统考高考真题）神舟十三号飞船采用“快速返回技术”，在近地轨道
上，返回舱脱离天和核心舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则（ ）
A．天和核心舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大
B．返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力
C．质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行
D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒
16．（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
17．（2022·山东·统考高考真题）“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
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轨道距地面高度为（ ）
A．
B．
C．
D．
18．（2022·全国·统考高考真题）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
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
19．（2022·浙江·统考高考真题）“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
20．（2021·江苏·高考真题）我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行，从“东方红
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一号”到“北斗”不断创造奇迹。“北斗”第49 颗卫星的发射迈出组网的关键一步。
该卫星绕地球做圆周运动，运动周期与地球自转周期相同，轨道平面与地球赤道平面
成一定夹角。该卫星（ ）
A．运动速度大于第一宇宙速度
B．运动速度小于第一宇宙速度
C．轨道半径大于“静止”在赤道上空的同步卫星
D．轨道半径小于“静止”在赤道上空的同步卫星
21．（2021·海南·高考真题）2021 年4 月29 日，我国在海南文昌用长征五号B 运载火
箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行轨道距地面的高度为
左
右，地球同步卫星距地面的高度接近
。则该核心舱的（ ）
A．角速度比地球同步卫星的小
B．周期比地球同步卫星的长
C．向心加速度比地球同步卫星的大
D．线速度比地球同步卫星的小
22．（2021·湖北·统考高考真题）2021 年5 月，天问一号探测器软着陆火星取得成功，
迈出了我国星际探测征程的重要一步。火星与地球公转轨道近似为圆，两轨道平面近
似重合，且火星与地球公转方向相同。火星与地球每隔约26 个月相距最近，地球公转
周期为12 个月。由以上条件可以近似得出（ ）
A．地球与火星的动能之比
B．地球与火星的自转周期之比
C．地球表面与火星表面重力加速度大小之比
D．地球与火星绕太阳运动的向心加速度大小之比
23．（2021·天津·高考真题）2021 年5 月15 日，天问一号探测器着陆火星取得成功，
迈出了我国星际探测征程的重要一步，在火星上首次留下国人的印迹。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（ ）
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A．在轨道Ⅱ上处于受力平衡状态
B．在轨道Ⅰ运行周期比在Ⅱ时短
C．从轨道Ⅰ进入Ⅱ在P 处要加速
D．沿轨道Ⅰ向P 飞近时速度增大
24．（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2.8102 km、远火点距离火星表
面5.9105 km，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
25．（2021·山东·高考真题）迷你系绳卫星在地球赤道正上方的电离层中，沿圆形轨道
绕地飞行。系绳卫星由两子卫星组成，它们之间的导体绳沿地球半径方向，如图所示。
在电池和感应电动势的共同作用下，导体绳中形成指向地心的电流，等效总电阻为r。
导体绳所受的安培力克服大小为f 的环境阻力，可使卫星保持在原轨道上。已知卫星离
地平均高度为H，导体绳长为
，地球半径为R，质量为M，轨道处磁感应强
度大小为B，方向垂直于赤道平面。忽略地球自转的影响。据此可得，电池电动势为
（ ）
A．
B．
C．
D．
26．（2021·山东·高考真题）从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现
了由地月系到行星际的跨越。已知火星质量约为月球的9 倍，半径约为月球的2 倍，
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“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球车的2 倍。在着陆前，“祝融”和“玉兔”
都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时，“祝融”与“玉兔”所受陆平台
的作用力大小之比为（ ）
A．9 1∶
B．9 2∶
C．36 1∶
D．72 1∶
27．（2021·浙江·高考真题）空间站在地球外层的稀薄大气中绕行，因气体阻力的影响，
轨道高度会发生变化。空间站安装有发动机，可对轨道进行修正。图中给出了国际空
间站在2020.02-2020.08 期间离地高度随时间变化的曲线，则空间站（ ）
A．绕地运行速度约为
B．绕地运行速度约为
C．在4 月份绕行的任意两小时内机械能可视为守恒
D．在5 月份绕行的任意两小时内机械能可视为守恒
28．（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
29．（2021·全国·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
（太阳到地球的距离为
）的椭圆，银河系中心可能存在超大质量
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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（ ）
A．
B．
C．
D．
30．（2021·全国·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．6×105m
B．6×106m
C．6×107m
D．6×108m
31．（2021·河北·高考真题）“祝融号”火星车登陆火星之前，“天问一号”探测器沿
椭圆形的停泊轨道绕火星飞行，其周期为2 个火星日，假设某飞船沿圆轨道绕火星飞
行，其周期也为2 个火星日，已知一个火星日的时长约为一个地球日，火星质量约为
地球质量的0.1 倍，则该飞船的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径的比值约为
（ ）
A．
B．
C．
D．
32．（2021·浙江·统考高考真题）嫦娥五号探测器是我国首个实施月面采样返回的航天
器，由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。为等待月面采集的样品，
轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。已知引力常量G=6.67×10-11N・m2/kg2地球
质量m=6.0×1024kg，月球质量m2=7.3×1022kg，月地距离r1=3.8×105km，月球半径
r2=1.7×103km。当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约200km 处做环月匀速圆
周运动时，其环绕速度约为（ ）
A．16m/s
B．1.1×102m/s
C．1.6×103m/s
D．1.4×104m/s
33．（2020·海南·统考高考真题）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
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周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G，则（ ）
A．试验船的运行速度为
B．地球的第一宇宙速度为
C．地球的质量为
D．地球表面的重力加速度为
34．（2020·北京·统考高考真题）我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知
火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%，下列说法正确的是
（ ）
A．火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度
B．火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间
C．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度
D．火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度
35．（2020·天津·统考高考真题）北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星
是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7 倍。与近地轨道卫星相比，地球
静止轨道卫星（ ）
A．周期大
B．线速度大
C．角速度大
D．加速度大
36．（2020·山东·统考高考真题）我国将在今年择机执行“天问1 号”火星探测任务。
质量为m 的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为t0、速度由v0减
速到零的过程。已知火星的质量约为地球的0.1 倍，半径约为地球的0.5 倍，地球表面
的重力加速度大小为g，忽略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向下的匀
减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为（ ）
A．
B．
C．
D．
37．（2020·浙江·统考高考真题）火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。若火星
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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 3∶
B．线速度大小之比为
C．角速度大小之比为
D．向心加速度大小之比为9 4∶
38．（2020·全国·统考高考真题）“嫦娥四号”探测器于2019 年1 月在月球背面成功
着陆，着陆前曾绕月球飞行，某段时间可认为绕月做匀速圆周运动，圆周半径为月球
半径的K 倍。已知地球半径R 是月球半径的P 倍，地球质量是月球质量的Q 倍，地球
表面重力加速度大小为g。则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为（ ）
A．
B．
C．
D．
39．（2020·全国·统考高考真题）若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G，则在
该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是（ ）
A．
B．
C．
D．
40．（2020·全国·统考高考真题）火星的质量约为地球质量的
，半径约为地球半径
的
，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．0.2
B．0.4
C．2.0
D．2.5
41．（2020·浙江·高考真题）如图所示，卫星a、b、c 沿圆形轨道绕地球运行。a 是极
地轨道卫星，在地球两极上空约1000km 处运行；b 是低轨道卫星，距地球表面高度与
a 相等；c 是地球同步卫星，则（ ）
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A．a、b 的周期比c 大
B．a、b 的向心力一定相等
C．a、b 的速度大小相等
D．a、b 的向心加速度比c 小
42．（2019·海南·高考真题）2019 年5 月，我国第45 颗北斗卫星发射成功．已知该卫
星轨道距地面的高度约为36000km，是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90 倍左右，
则（ ）
A．该卫星的速率比“天宫二号”的大
B．该卫星的周期比“天宫二号”的大
C．该卫星的角速度比“天宫二号”的大
D．该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大
43．（2019·江苏·高考真题）1970 年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地
球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动，如图所示，设卫星在近地点、远地点
的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球质量为M，引力常量为G。则（
）
A．
B．
C．
D．
44．（2019·北京·高考真题）2019 年5 月17 日，我国成功发射第45 颗北斗导航卫星，
该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星），该卫星（ ）
A．入轨后可以位于北京正上方
B．入轨后的速度大于第一宇宙速度
C．发射速度大于第二宇宙速度
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D．若发射到近地圆轨道所需能量较少
45．（2019·天津·高考真题）2018 年12 月8 日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的
嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背
刻上了中国足迹”。已知月球的质量为
、半径为
，探测器的质量为
，引力常量
为
，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为的匀速圆周运动时，探测器的（ ）
A．周期为
B．动能为
C．角速度为
D．向心加速度为
46．（2019·全国·高考真题）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
47．（2019·全国·高考真题）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F 随h 变化关系的图像是（ ）
A．
B．
C．
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D．
48．（2019·浙江·高考真题）某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星（即卫星相对于
地面静止），则此卫星的（ ）
A．线速度大于第一宇宙速度
B．周期小于同步卫星的周期
C．角速度大于月球绕地球运行的角速度
D．向心加速度大于地面的重力加速度
二、多选题
49．（2023·海南·统考高考真题）如图所示，1、2 轨道分别是天宫二号飞船在变轨前
后的轨道，下列说法正确的是（ ）
A．飞船从1 轨道变到2 轨道要点火加速B．飞船在1 轨道周期大于2 轨道周期
C．飞船在1 轨道速度大于2 轨道
D．飞船在1 轨道加速度大于2 轨道
50．（2022·重庆·高考真题）我国载人航天事业已迈入“空间站时代”。若中国空间站
绕地球近似做匀速圆周运动，运行周期为T，轨道半径约为地球半径的
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
B．空间站绕地球运动的线速度大小约为
C．地球的平均密度约为
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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
倍
51．（2022·海南·高考真题）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（ ）
A．
B．
C．
D．
52．（2022·辽宁·高考真题）如图所示，行星绕太阳的公转可以看成匀速圆周运动。在
地图上容易测得地球—水星连线与地球—太阳连线夹角
，地球—金星连线与地球—
太阳连线夹角
，两角最大值分别为
、
。则（ ）
A．水星的公转周期比金星的大
B．水星的公转向心加速度比金星的大
C．水星与金星的公转轨道半径之比为
D．水星与金星的公转线速度之比为
53．（2022·湖南·统考高考真题）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（ ）
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A．火星的公转周期大约是地球的
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
54．（2021·重庆·高考真题）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，则（ ）
A．火星的平均密度是月球的
倍
B．火星的第一宇宙速度是月球的
倍
C．火星的重力加速度大小是月球表面的
倍
D．火星对“祝融号”引力的大小是月球对“玉兔二号”引力的
倍
55．（2021·福建·统考高考真题）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
的位
置变化进行了持续观测，记录到的
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 分别为轨道的远银心点和近银心点，Q 与O 的
距离约为
（太阳到地球的距离为
），
的运行周期约为16 年。假设
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，可以推出（ ）
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A．
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
C．
在P 点与Q 点的速度大小之比
D．
在P 点与Q 点的加速度大小之比
56．（2021·辽宁·统考高考真题）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
57．（2021·湖南·高考真题）2021 年4 月29 日，中国空间站天和核心舱发射升空，准
确进入预定轨道。根据任务安排，后续将发射问天实验舱和梦天实验舱，计划2022 年
完成空间站在轨建造。核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约
为地球半径的
。下列说法正确的是（ ）
A．核心舱进入轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的
倍
B．核心舱在轨道上飞行的速度大于
C．核心舱在轨道上飞行的周期小于
D．后续加挂实验舱后，空间站由于质量增大，轨道半径将变小
58．（2020·江苏·统考高考真题）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（ ）
A．由
可知，甲的速度是乙的
倍
B．由
可知，甲的向心加速度是乙的2 倍
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C．由
可知，甲的向心力是乙的
D．由
可知，甲的周期是乙的
倍
59．（2019·全国·高考真题）在星球M 上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体
P 轻放在弹簧上端，P 由静止向下运动，物体的加速度a 与弹簧的压缩量x 间的关系如
图中实线所示．在另一星球N 上用完全相同的弹簧，改用物体Q 完成同样的过程，其
a–x 关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体．已知星球M 的半径
是星球N 的3 倍，则
A．M 与N 的密度相等
B．Q 的质量是P 的3 倍
C．Q 下落过程中的最大动能是P 的4 倍
D．Q 下落过程中弹簧的最大压缩量是P 的4 倍
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