（浙江专用）五年（2021-2025）高考物理真题分类汇编 专题05 万有引力与宇宙航行（解析版）.docxVIP

专题05万有引力与宇宙航行

考点

五年考情（2021-2025）

命题趋势

考点1行星运动

2022、2023、2024、2025

万有引力定律、天体质量与密度计算、卫星运动参量分析（线速度、角速度、周期、向心加速度等）是高频考点。如利用万有引力等于向心力的关系，推导卫星在不同轨道上各参量的表达式并进行比较。同时，卫星变轨问题也频繁考查，涉及到变轨时速度、能量的变化分析。?紧密结合航天领域新进展、天文观测新发现等实际情境。像以我国嫦娥探月、天问一号火星探测等航天成就为背景，将抽象的物理知识融入真实的宇宙探索情境，要求学生从具体情境中抽象出物理模型，运用所学知识解决问题，增强对知识应用能力的考查。?

与数学知识结合愈发紧密。在处理椭圆轨道问题时，常需借助数学中的椭圆几何性质，如长半轴、短半轴、焦距等知识来分析；计算天体运动相关物理量时，对三角函数、开方运算等数学运算能力要求较高。

考点2万有引力定律及应用

2021、2022、2023、2024

考点3牛顿力学局限性及相对论初步

2023、2024

考点01行星运动

1．（2025·浙江·1月选考）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d的过程中，与太阳连线扫过的面积分别为S1和S2，且

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

【答案】C

【详解】A．地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力GMm

B．从b运行到c的过程中万有引力与速度方向夹角一直为钝角，哈雷彗星速度一直减小，因此动能一直减小，B错误；

C．根据开普勒第二定律可知哈雷彗星绕太阳经过相同的时间扫过的面积相同，根据S1S2可知从a运行到b的时间大于从

D．万有引力提供加速度GMmr2=ma→a=GMr

D错误。

故选C。

2．（2024·浙江·6月选考）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R1，小行星乙的近日点到太阳的距离为R2，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T

D．甲乙两星从远日点到近日点的时间之比t1t

【答案】D

【详解】A．根据开普勒第二定律，小行星甲在远日点的速度小于近日点的速度，故A错误；

B．根据GMmR

C．根据开普勒第三定律，小行星甲与乙的运行周期之比

T

故C错误；

D．甲乙两星从远日点到近日点的时间之比即为周期之比

t1t

故D正确。

故选D。

3（2023·浙江·6月选考）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。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T0，则（????

A．木卫一轨道半径为n16r

C．周期T与T0之比为n32

【答案】D

【详解】根据题意可得，木卫3的轨道半径为r

AB．根据万有引力提供向心力

G

可得

R=

木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为1:2:4,可得木卫一轨道半径为

r

木卫二轨道半径为

r

故AB错误；

C．木卫三围绕的中心天体是木星，月球的围绕的中心天体是地球，根据题意无法求出周期T与T0之比，故C错误；

D．根据万有引力提供向心力，分别有

G

G

联立可得

M

故D正确。

故选D。

4．（2022·浙江·1月选考）“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

【答案】C

【详解】A．因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发射速度介于11.2km/s与16.7km/s之间，故A错误；

B．因P点转移到Q点的转移轨道的半长轴大于地球公转轨道半径，则其周期大于地球公转周期（1年共12个月），则从P点转移到Q点的时间为轨道周期的一半时间应大于6个月，故B错误；

C．因在环绕火星的停泊轨道的半长轴小于调相轨道的半长轴，则由开普勒第三定律可知在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故C正确；

D．卫星从Q点变轨时，要加速增大速度，即在地火转移轨道Q点的速度小于火星轨道的速度，而由

GMm

可得

v=

可知火星轨道速度小于地球轨道速度，因此可知卫星在Q点速