2025年高考真题和模拟题物理分类汇编专题05 万有引力定律（解析版） .docx

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专题05万有引力定律

1.（2024年新课标考题）3.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

【答案】B

【解析】设红矮星质量为M1，行星质量为m1，半径为r1，周期为T1；太阳的质量为M2，地球质量为m2，到太阳距离为r2，周期为T2；根据万有引力定律有

联立可得

由于轨道半径约为日地距离的0.07倍，周期约为0.06年，可得

故选B。

2.（2024全国甲卷考题）3.2024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。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

【答案】D

【解析】A．在环月飞行时，样品所受合力提供所需的向心力，不为零，故A错误；

BD．若将样品放置在月球正面，它对月球表面压力大小等于它在月球表面的重力大小；由于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，则样品在地球表面的重力大于在月球表面的重力，所以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，故B错误，D正确；

C．样品在不同过程中受到的引力不同，但样品的质量相同，故C错误。

故选D。

3.（2024年安徽卷考题）5.2024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

【答案】B

【解析】A．冻结轨道和捕获轨道的中心天体是月球，根据开普勒第三定律得

整理得，A错误；

B．根据开普勒第二定律得，近月点的速度大于远月点的速度，B正确；

C．近月点从捕获轨道到冻结轨道鹊桥二号进行近月制动，捕获轨道近月点的速度大于在冻结轨道运行时近月点的速度，C错误；

D．两轨道的近月点所受的万有引力相同，根据牛顿第二定律可知，近月点的加速度等于在冻结轨道运行时近月点的加速度，D错误。

故选B。

4.（2024年江西卷考题）4.两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动，半径分别为、，则动能和周期的比值为（）

A. B.

C. D.

【答案】A

【解析】两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动，则月球对卫星的万有引力提供向心力，设月球的质量为M，卫星的质量为m，则半径为r1的卫星有

半径为r2卫星有

再根据动能，可得两卫星动能和周期比值分别为，

故选A。

5.（2024年广东卷考题）9.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和。地球表面重力加速度大小取。忽略大气对探测器和背罩的阻力。下列说法正确的有（）

A.该行星表面的重力加速度大小为

B.该行星的第一宇宙速度为

C.“背罩分离”后瞬间，背罩的加速度大小为

D.“背罩分离”后瞬间，探测器所受重力对其做功的功率为30kW

【答案】AC

【解析】A．在星球表面，根据，可得

行星的质量和半径分别为地球的和。地球表面重力加速度大小取，可得该行星表面的重力加速度大小，故A正确；

B．在星球表面上空，根据万有引力提供向心力

可得星球的第一宇宙速度

行星的质量和半径分别为地球的和，可得该行星的第一宇宙速度

地球的第一宇宙速度为，所以该行星的第一宇宙速度，故B错误；

C．“背罩分离”前，探测器及其保护背罩和降落伞整体做匀速直线运动，对探测器受力分子，可知探测器与保护背罩之间的作用力

“背罩分离”后