2026屆高考物理一輪總復習提能訓練（二十五）含答案

提能訓練練案［25］

基礎鞏固練

題組一開普勒定律的應用

1.北京冬奧開幕式24節氣倒計時驚艷全球，如圖是地球沿橢圓軌道繞太陽運行所處不

同位置對應的節氣，下列說法正確的是（）

A.夏至時地球的運行速度最大

B.從冬至到春分的運行時間為公轉周期的;

4

c.若用。代表橢圓軌道的半長軸，r代表公轉周期，則。=上地球和火星對應的〃值

是不同的

D.太陽既在地球公轉軌道的焦點上，也在火星公轉軌道的焦點上

［答案］D

［解析］根據開普勒第二定律可知，地球與太陽中心連線在相同時間內掃過的面積相等,

根據S=4?⑶可知地球在近日點的運行速度最大，在遠日點的運行速度最小，故夏至時地

球的運行速度最小，A錯誤；根據對稱性可知，地球從冬至到夏至的運行時間為公轉周期的

（由于從冬至到春分地球的運行速度大于從春分到夏至地球的運行速度，可知地球從冬至到

春分的運行時間小于從春分到夏至的運行時間，故地球從冬至到春分的運行時間小于公轉周

期的1B錯誤；根據開普勒第三定律可知，所有繞太陽轉動的行星軌道平長軸的三次方與公

4

由

轉周期的二次方成正比，則有亍;=左，其中攵與中心天體的質量有關，地球和火星都是繞太陽

轉動，故地球和火星對應的k值相同，C錯誤；根據開普勒第一定律可知，所有行星繞太陽

運動的軌道都是橢圓，太陽處于橢圓的一個焦點上，故太陽既在地球公轉軌道的焦點上，也

在火星公轉軌道的焦點上，D正確。

2.2021年2月，我國首次火星探測任務中探測器“天問一號”成功進入周期為7的大

橢圓環火軌道。14天后，“天問一號”成功實施近火制動，經過極軌轉移軌道（圖書未畫出）,

進入近火點高度（離火星表面的高度）為力、遠火點高度為“、周期為gr的火星停泊軌道。已

知火星半徑為R,則大橢圓環火軌道半長軸為（）

O

大棚圓環火軌道

停泊軌道

25,25

A.3忖"+力)B.—(//+//+2/?)

18

C.胃瓜H+h)D.^G(H+h+2R)

［答案］B

'H+h+2R

225

［解析］根據開普勒第三定律可得」不,解得。='十"十火），故選。

7~2B

2q8

題組二重力與萬有引力的關系

3.質量為〃?的著陸器在著陸火星前，會在火星表面附近經歷一個時長為①、速度由％

減速到零的過程。已知火星的質量約為地球的0.1倍，半徑約為地球的0.5倍，地球表面的重

力加速度大小為g,忽略火星大氣阻力。若該減速過程可視為一個豎直向下的勻減速直線運

動，此過程中著陸器受到的制動力大小約為（）

A,小4gd%)

B.m°<g+至

C.相o.2g—?D.m°為+力

［答案］B

［解析］著陸器向下做勻減速運動時的加速度大小仔與在天體表面附近,有〃吆

niM火M乂'區地

G—r,則匚=—XE整理得g火=0.4g,由牛頓第二定律知，F~mg=ma,解得制

R2gM地K

動力F=m°4g+^，B項正確。

4.（2025?廣東廣州高三期中）人類社會的快速進步使得碳排放量不斷增加，這導致溫室效

裔中物理

應加劇，地球南北兩極的牛態環境遭到一定的破壞。一頭質量為〃7的北極熊在失去家園后，

被運送到了位于赤道上的北極熊館加以照料，它在北極和館內的重力差為A凡已知地球自轉

周期為兀根據以上信息，可求出地球的半徑為（）

r-AFRbF

A.—B.

4兀勺刀2nzm

mT1

04兀2D,4兀

［答案］A

［解析］設地球的質量為加地，北極熊在赤道上時，萬有引力的一部分提供向心力，即

Gm池6/2兀\,Gm地〃i,jI“士,

——---mg=十，北極點在北極時，有———=mg，根據題意，有AE=

A\1JA

12Tl\DbF

/wV次，得氏=:；一，A正確，B、C、D錯誤。

\/）4兀-〃7

題組三天體質量和密度的計算

5.（2024?山東卷）“鵲橋二號”中繼星環繞月球運行，其24小時橢圓軌道的半長軸為心

已知地球同步衛星的軌道半徑為廠，則月球與地球質量之比可表示為（）

［答案］D

［解析］“鵲橋二號”中繼星（在24小時橢圓軌道運行）地球同步衛星正普勒黃與應建

*

z3

=鼠；-hf__O勒堂量與曳立型槌L質量成正1匕_也=）____也=1，D正確。

6.（多選）宇航員在月球表面將一片羽毛和一個鐵錘從同一高度由靜止同時釋放，二者兒

乎同時落地。若羽毛和鐵錘是從高度為/?處下落，經時間，落到月球表面。已知引力常量為

G,月球的半徑為R。不考慮月球自轉的影響，則下列表述正確的是（）

A.月球表面的自由落體加速度g月=不

B.月球的質量加=等

（jrr

C.月球的密度〃

2nRGi

裔中物理

D.月球的密度方許

［答案］ABD

［解析］月球表面附近的物體做自由落體運動，有〃=月氏則月球表面的自由落體加

速度g月=1，故A正確；不考慮月球自轉的影響，有隼=〃吆月，得月球的質量加=

2/求2

2/必必3〃

故B正確；月球的密度〃匕=%=,故C錯誤，D正確。

CrrV4兀…2兀"W

5心

題組四人造衛星（或行星）運行參數的確定

7.（2025?八省聯考云南卷）神舟十九號載人飛船與中國空間站完成自主交會對接后形成一

個組合體。該組合體在距地面高約400km（高于近地軌道高度）的軌道上運行，其軌道可近似

視為圓。已知地球同步衛星位于地面上方高度約36000km處，則該組合體（）

A.運行速度大于7.9km/s,運行周期小于地球同步衛星的周期

B.運行速度大于7.9km/s,運行周期大于地球同步衛星的周期

C.運行速度小于7.9km/s,運行周期小于地球同步衛星的周期

D.運行速度小于7.9km/s,運行周期大于地球同步衛星的周期

［答案］C

Mtnp24兀2IGA/I

［解析］根據。^-=%~=團而八可得，=7=2兀不彳組合體的軌道半徑大于

地球半徑，可知組合體的運行速度小于7.9km/s;組合體軌道半徑小于同步衛星的軌道半徑，

可知組合體的運行周期小于地球同步衛星的周期。故選C。

8.（2023?廣東卷）如圖（a）所示，太陽系外的一顆行星尸繞恒星0做勻速圓周運動。由于P

的遮擋，探測器探測到。的亮度隨時間做如圖（b）所示的周期性變化，該周期與P的公轉周期

相同。已知。的質量為引力常量為G。關于尸的公轉，下列說法正確的是（）

探

測，-----------

器r0。2Z|TO時間

圖（a）圖伽）

A.周期為一歷

B.半徑為

裔中物理

7T

C.角速度的大小為

t\—lo

D.加速度的大小為探

［答案］B

［解析］由題圖(b)可知探測器探測到。的亮度隨時間變化的周期丁=八一的則尸的公轉

「1￡

周期為。-如故A錯誤；行星尸繞恒星Q做勻速圓周運動，由萬有引力提供向心力可得皇

=〃凈，解得P的公轉半徑r='故B正確；尸的角速度口與=

1

T14兀2、4兀2T

2TC3、口.c［2兀\,GM(ti-to)22兀,\2TIGM“、口

，故C錯灰；P的加速度大小a=a)-r=-----2------1-----=--------------，故D錯樂。

t\-to-------------------------------------------------Vi-to)J4兀2t\-ZoJt\-to

題組五宇宙速度

9.星球上的物體脫離星球引力所需要的最小速度稱為第二宇宙速度。星球的第二宇宙速

度％與第一宇宙速度片的關系是嶺=四/。已知某星球的半徑為廣，它表面的重力加速度為

地球表面重力加速度g的卜不計其他星球的影響。則該星球的第二宇宙速度為(

)

C.fD.國

［答案］A

［解析］由題意可知，此星球上的重力加速度為上，此星球的第一宇宙速度有〃7、g=

my.又妁=及%，解得匕=J^,故選A。

10.經典的“黑洞”理論認為，當恒星收縮到一定程度時，會變成密度非常大的天體，

這種天體的逃逸速度非常大，大到光從旁邊經過時都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于

等于光速，此時該天體就變成了一個黑洞。若太陽演變成一個黑洞后的密度為P、半徑為幾

設光速為前第二宇宙速度是第一宇宙速度的Ji倍，引力常量為G,則Pg的最小值是()

A里R￡

*4KG?8兀G

裔中物理

［答案JB

［解析］設太陽演變成一個黑洞后的質量為“，對于太陽表面一個質量為〃7的物體，根

Mm/I（JA/

據萬有引力提供向心力，有座=加下，可得太陽的第一宇宙速度為，=丁第二宇宙速

度大于等于光速，又第二宇宙速度是第一宇宙速度的g倍，則。《血，又根據太陽演變成

一個黑洞后的質量A/=p?$/?3,聯立解得〃火2》\言，故B正確。

11,（2023?北京卷）2022年10月9日,我國綜合性太陽探測衛星“夸父一號”成功發射,

實現了對太陽探測的跨越式突破。“夸父一號”衛星繞地球做勻速圓周運動，距地面高度約

為720km,運行一圈所用時間約為100分鐘。如圖所示，為了隨時跟蹤和觀測太陽的活動，

“夸父一號”在隨地球繞太陽公轉的過程中，需要其軌道平面始終與太陽保持固定的取向，

使太陽光能照射到“夸父一號”，下列說法正確的是（）

A.“夸父一號”的運行軌道平面平均每天轉動的角度約為1。

B.“夸父一號”繞地球做圓周運動的速度大于7.9km/s

C.“夸父一號”繞地球做圓周運動的向心加速度大于地球表面的重力加速度

D.由題干信息，根據開普勒第三定律，可求出日地間平均距離

［答案］A

［解析］因為“夸父一號”軌道要始終保持被太陽光照射到，則在一年之內轉過360。，

即軌道平面平均每天約轉動1。，故A正確；第一宇宙速度是所有繞地球做圓周運動的衛星的

最大環繞速度，則“夸父一號”的速度小于7.9km/s,故B錯誤；根據受=〃皿：可知“夸

父一號”繞地球做圓周運動的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故C錯誤；“夸父一

號”繞地球轉動，地球繞太陽轉動，中心天體不同，則根據題中信息不能求解地球與太陽的

距離，故D錯誤。故選A。

裔中物理

題蛆六天體中的追及相遇問題

12.A.3兩顆衛星均在赤道平面內繞地球做勻速圓周運動，已知衛星片的周期為北,

某時刻兩衛星相距最近，至少再經過時間，=77〃時，它們再一次相距最近。若衛星力、8的

16

軌道半徑分別為心、/8,且々V%，則”的值最接近（）

以

A.6.0B.6.3

C.6.6D.6.9

［答案］C

17

［解析］某時刻兩衛星相距最近，至少再經過時間/二生〃時，它們再一次相距最近，有

1o

解得稱=17,則利=，卜26.6,故選C。

TATBTA以、，

能力提升練

13.某行星周圍的衛星繞其做圓周運動的軌道半徑，?與運動周期T的關系如圖所示。行

星的半徑為R），引力常量為G,圖中〃、6為已知量。下列說法正確的是（）

A.繞該行星表面運行衛星的周期為Y

B.該行星的質量為誓

C.該行星的密度為聾

4b

D.該行星表面的重力加速度為r

aR6

［答案］C

［解析］根據開普勒第三定律有,=左，且％=2可得丁=空aRi，A錯誤；由萬有引力提

/ci、b

32

,,,.、,Mm4兀27P1rGM一入GMh_4n/>皿tMM

供向心力何%^=加亍升'付了=而'可何行=7解傳〃=高'B錯次；由P=7,且'

裔中物理

4元2〃47r2〃

4,r"MGa3bji丁..MmGM。4兀為”

二鏟高，可得〃=二=0：=而'°正確；由F一町付g=7［=K=靛T口錯

鏟Rd鏟鳳

誤。

14.（多選）（2024?河北卷）2024年3月20日,“鵲橋二號”中繼星成功發射升空,為“嫦

娥六號”在月球背面的探月任務提供地月間中繼通訊。“鵲橋二號”采用周期為24h的環月

橢圓凍結軌道（如圖），近月點力距月心約為2.0X103km,遠月點。距月心約為1.XX104km,

CD為橢圓軌道的短軸，下列說法正確的是（）

A.“鵲橋二號”從C經8到。的運動時間為12h

B.“鵲橋二號”在力、8兩點的加速度大小之比約為81：1

C.“鵲橋二號”在C、。兩點的速度方向垂直于其與月心的連線

D.“鵲橋二號”在地球表面附近的發射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s

［答案］DD

［解析］由開普勒第二定律可知，“鵲橋二號”在近月點的速度大于在遠月點的速度，

因此“鵲橋二號”從C經B到。的時間應大于“鵲橋二號”運行的半個周期，即大于12h,

A錯誤；“鵲橋二號”在/、8兩點的加速度由萬有引力產生，則由牛頓第二定律有岑=

〃心得。=潸，則也當二B正確；“鵲橋二號”在C、。兩點的速度方向沿軌跡的切

r-aB1

線方向，即“鵲橋二號”在C。兩點的速度方向與C。連線垂直，C錯誤；“鵲橋二號”

為月球的衛星，沒有脫離地球的束縛，因此其發射速度介于第一宇宙速度與第二宇宙速度之

間，D正確。

15.（多選）（2024?廣東卷）如圖所示，探測器及其保護背罩通過彈性輕繩連接降落傘。在

接近某行星表面時以60m/s的速度豎直勻速下落。此時啟動“背罩分離”，探測器與背罩斷

開連接，背罩與降落傘保持連接。已知探測器質量為1000kg,背罩質量為50kg,該行星的

裔中物理

質量和半徑分別為地球的右和;。地球表面重力加速度大小g取10m/鏟。忽略大氣對探測器

1xj4

和背罩的阻力。下列說法正確的有（）

A.該行星表面的重力加速度大小為4m*2

B.該行星的第一宇宙速度為7.9km/s

C.“背罩分離”后瞬間，背罩的加速度大小為80m/s2

D.“背罩分離”后瞬間，探測器所受重力對其做功的功率為30kW

［答案］AC

［解析］在星球表面有霹，=〃?g,可得g=罪，故g行=等~?第?=4111*2,故A正確;

R-R-M地R長

Mm

在星球表面上空，根據萬有引力提供向心力有限=〃7萬，可得星球的第一宇宙速度，=

器，故該行星的第一宇宙速度，行=等.髻，地=T^=^X7.9km/s,故B錯誤；“背

個R地A行［J5

罩分離”前，探測器及其保護背罩整體做勻速直線運動，對整體受力分析，有產地=的+〃7‘應

行，對探測器受力分析，根據平衡條件可得探測器與保乎背罩之間的作用力大小/=〃吆行=4

000N,“背罩分離”后瞬間，背罩所受的合力大小為廠絕-加'8行=尸=4000N,對背罩根

據牛頓第二定律有尸=〃/〃，解得。=80m/s2,故C正確；“背罩分離”后瞬間探測器所受

重力對其做功的功率。=〃嚕行/=1000X4X60W=240kW,故D錯誤。

16.（2025?陜西榆林高三校聯考階段練習）2023年8月29日華為Mate60隆重上市，該手

機搭載我國自主研發的麒麟9000s芯片，該手機還有一個最大的亮點就是可以連接天通一號

01星實現衛星通信。已知天通一號01星。相對于地球的最大張角為仇如圖所示，已知地球

的平均密度為勺地球的半徑為心引力常量為G,天通一號01星的運動可看作繞地球做勻

速圓周運動，天通一號01星可視為質點，則根據以上數據可以求出（）

裔中物理

A.天通一號01星距地面的高度為〃=R(1—sin寸

B.第?宇宙速度的大小為應

40

C.天通一號01星軌道所在處的重力加速度大小為丁G〃Rsin彳

371

D.天通一號01星運行的周期為7=

2

I答案］C

［解析］設天通一號01星距地面的高度為九如圖所示，根據幾何關系可得”_=sin

R+h

0解得〃=A」了T，故A錯誤；設第一宇宙速度大小為％則有

一,=加匕地球的

.U

2sin—R

\2)

質量為兩式聯立得解，■火警，故B錯誤；設天通一號01星軌道半徑為

r,天通一號01星軌道所在處的重力加速度大小為g',天通一號01星在軌道所在處有

=mg',地球表面物體有/絲=〃?ig,地球的質量為W=兀7?3,又x=sin2,聯立解得

R2