(8)0有引力定律及其应用、宇宙速度、经典时空观-【衡水金卷·先享题】2025年高考物理一轮复习周测卷（H）

高三轮复习同测卷/物理 (八}万有引力定律及其应用、宇宙速度、经典时空观 (考试时间7五分钟，满分100分) 一，单项避择题（木题共？小题，等小题4分，共28分。在每小题给出的国个这寅中，只有一填是 符合题日要求的)》 器 c√ L许多科学家在物理学发腿过程中做由了重要置藏，下列说法正确的是 6理论上已经证明，质量分布均匀的球壳对亮内物体的万有引力为零。现假设地球是一毕径为 A,牛餐运动定律感透用于低速运动的物体，业透用干高速运动的物体 R,质量分布均匀的实心球体，)为球心，以O为原点建立生标轴Dr,如阁所示。一个质量一尾 我异普精行星运功三大定律周不了行星的运动规律，为万有引力定律的发我莫定了甚 的小将体（程设程它能够在愧球内事移动）在x轴上各位置受到的引力大小用F表示，雨加图所常 C卡文道许发现了万有引力定律，被称为你量地球的场量“的人 的四个F随x的空化美系闭像正确的是 D.国利降通过著名的扭杆实验划出了力常量的数值 工对干围最为m和面量为m:韵两个物体河的万有引力韵表达式下一G"严，下列说法正确 公东体大 的是 A,公式中的G是引力常量，它的大小是山实验得出的，而不是人为搅定的 7.中国在露泉乳限发财中成功将先进天琴太阳天文台卫星“夸父一号”送入面定执道，孩卫展我 业雪两个物体间的距离：边于零时，万有引力趋于无为大 酒可悦为圆轨道，离地高度的为了20km。如周侧水为“夸父一号”，办为地球其帝卫最，6为 C.若国，>m:,侧质量为m:的物体受到的引力较大 道上随越球一一起转动的物体，越球的自转周则为4个时，下到说法正窗的是 D.两个物体可的引力总最大小相等、方向相反，是一对平衡力 A,“运行的违度大于增字宙速度 3,牛额在总结了端人研究成果的基陆上雄理得出了万有引力定律，异写过“月地检铃”证明了地球 B,:的角逸度小于F的角速度 封地面草果的引力与地球对月球的引力其有相司的往延，莲循问样的规律。幕么在已籍月地球 Cu的向心加违度小手：的向心加速度 心距离物为地球半径60倍的情况下，要突城"月地检验”，需要验证 D4的运行周博小于24小时 入在用球表童数自曲落体的邮痘度的为塔球表面的青 二，备项跳择票木题共3小巡，每小团6分，共8分：在每小避给出的四个选用中，有多项符合 巡口要求。全部透对的司6分，建对目不全的得3分，有走错的得0分》 技率果在用球表童受到的引力的为在地球表血的品 &如将所示，有一爱量为BM,半整为R密度均匀韵球体，球心为0，现将其内挖去一个半径为R ℃地球吸引月球的力约为驰球吸外苹界的方的六 的小球，彩戒的球思空腔的球心为心，将小球移也到与大球相切处，小球球心为以，函中口， 无，切点和为国点其线，引力常量为G,则下列说法E场的是 九月球公转的如速度约为草果在地球表山落句地面加湾皮的品 A.小球质量为M L北章冬奥合开幕式以24节气为例计时十分惊隐，如图所示为地球沿师测角道浇大闭运行所处 且拉走小球后剩余第分的质量为号M 不同位置对应的节气·下列说法正确的是 C小球与大球到会部分之同的万有引方大小为袋 A小球与大球期条部分之确的万有引力大小为织 9.人类登上火星，考察完华后，乘段一般宇宙飞船从火星遂网地球时，经历了如图所云的度轨过 A,夏至时趋球与太阳的连线雀单位时间内扫过的面积最大 程，属关干这装飞精，下列说法正偶的是 我从冬至到春分的运行时可等于从春分到夏至的运行时间 A,飞自在轨道【上经过P点时的浓度等于飞图在轨道川上2经过P酰里 C太阳固在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转转通的焦点上 点时的违皮 山，若用：代表概瞬轨道的半长拍，T代表公花周期，票=，则地球和火星对旋的上值不同 品，飞船在轨道Ⅱ上运行时，经过P点时的建度小于经过Q点时的 迪度 5.如图所示，地球亚早严绕地球匀速国周岳动，地球相时里星的张角为一2另一贝早Q图中 C,飞船在轨殖I上运行经过P点时的知速度等干飞船在，道■上运行经过P点时的加速度 卡出)的张角为4如，调卫星P与卫星Q的周侧的比值为 D飞船以相月的航道半径分别淡地球和大星运行，周明不可 物理第1更共1直) 害水全表·先率理·高三一轮复习图图酥人 物理算2真【共4茂1 画 10.空可姑相隔2的两个时刻的相美数据如！表所新示。已用室间站的运行可栈为匀感割周运动， 13.【分)假登境城五号”在月球表面完成了如下的实段：等一平直的长木板本平成定在月球的 1力有盘G=6,6701N·m/kg,利用这些数据可算出 极点处，将一滑块以一定的初速度由长木板的+确滑到另一墙，滑块在：时判内通过的良非用 时剩 是度/度 博度/度 高夏/下米 通夏/千米/秒 工表示，利用振8器得到了三关干：的变化线律如图所示，已知月球半径为民，引力常量为 110731 10.514 181.81 7.581 图线的斜岸为一，滑块与长未板同的动摩藤因数为州。求： 1十经 111.800 11.480 181.86 7.5对 1月球的质量： A,地球的质址 且，空间站的妩量 ,室间站的加德度 久室司地的烧行周则 2)若月球具步其星距离月球表面的高度为，求月球本道处的重力加速度， 所烟 姓名 分数 题9 10 答案 三，非选播露（本遇共5小题，共5利分，请按要求完或下列各思） 11.8分)神身十三号保组航天员在空同站核（舱内采和干动遥控操作的方式，完成了天身二号贤 运飞船与整间站的交会对接试验。试验开龄后，航天员控制艺船厘核心输20m时烟物停的： 1410分)某行星周用的卫是绕其隙圆周运动的航道半经与运行同周户的关系如周质示，厅 之后向核心能平移誉找。已知在平移草找阶段，龙船从停前点沿直线由静止匀相意启动，然后 限的事径为R,引力常量为G,图中6为已知量，求 做匀违直线运动，接近空何站组合体时蟹匀减速直线运动，对接时速度拾好为零，对接后的粗 (1该行是的质量： 合体在距电面高400km的属轨道上运行，龙船加迪时受到的图功力为4,5N,平移拿找阶段加 (2)矩该程望表面2R。高度处的重力加速度 违距离为10m,减渔距离为20m,飞船的质量为9×10kg,地球的半径为自.4×10km,地球 表面的重力加速度g一0m/公，米， (1)完成平移常找断用的时间： (》对接后的组合体在烟轨道上运行的滚度大小 15.《15分)用算簧测力计格量个质量为烟物体的重力，在胞球北极趋加上称量时重力为下，在 本道地面上称量时重力为F:。将地球视为质量均匀分布的球体，半径为R.引力常量为G:考 虑地球自校的零南 《1)求地球的密度： (2)求地球自转的角违度： 12.10分)某星球的面量约为墟球疑量的4倍，半径与块球近似相等。 (3)若本道上有一近填卫星（可认为其物道半轻等于地球半径），和地球静止卫早在同一平面内 1)若从胞球表面高为A处平地一物体，求平射塑为四m.则在该星球表童，从同样高度.以可 运动，近用卫明白东0用飞行，从某次二青相臣量近开给计时，求这两颗卫星再次相距盛近经 样的初连度平抛同一物体，求该物体水平时程： 过的封同。 《)如周质示，在该星球表面爱财一枚大睛，火箭平台上有精密的探测器，竖直向上做相速直视 运功：已知该量球半径为及，表面重力加速度为上升到装一高度时，相速度大小为云心，方 向向上，测试权器对平台的压力刚好是起飞能压为的器，求此时火箭所经位登距星球表面约 高度。 物理第8宽（共4街 创冰常物·失摩期·商三一轮复可烟测聚人 物理第4灯1共1直) 回高三一轮复习H ·物理· 高三一轮复习周测卷/物理（八） 9 品题要素一览表 注： 1.能力要求： I.理解能力Ⅱ.推理能力 Ⅲ，分析综合能力V,应用数学处理物理间题的能力V,实验能力 2.核心素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 核心素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ③ ① 档次 系数 1 单项选择题 4 物理学史 易 0.85 2 单项选择题 万有引力表达式的理解 0.85 单项选择题 月地检验 易 0.85 4 单项选择题 4 开普勒定律 中 0.75 5 单项选择题 4 开普勒第三定律 中 0.75 6 单项选择题 4 F-x图像 中 0.75 7 单项选择题 4 卫星与地球表面物体对比 难 0.55 8 多项选择题 6 割补法求万有引力 中 0.75 多项选择题 6 天体的变轨 中 0.75 10 多项选择题 万有引力定律 难 0.58 11 非选择题 8 对接、万有引力定律 易 0.85 12 非选择题 10 平抛，万有引力定律 易 0.85 13 非选择题 11 结合图像考查万有引力定律 中 0.75 14 非选择题 10 万有引力、重力加速度 中 0.75 15 非选择题 15 天体运行规律 难 0.55 香考答案及解析 一、单项选择题 2.A【解析】公式中的G是引力常量，是通过实验测 1,B【解析】牛顿运动定律适用于物体的低速运动，不 量出来的，不是人为规定的，A项正确：当两物体间的 适用于物体的高速运动，A项错误：开普勒行星运动 距离r趋向零时，两物体不能看成质点，万有引力定 三大定律揭示了行星的运动规律，为万有引力定律的 律不再适用，得不到万有引力趋于无穷大的结论，B 发现奠定了基础，B项正确：牛顿发现了万有引力定 项错误：两个物体间的万有引力总是大小相等，方向 律，卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量被称为 相反，是一对作用力和反作用力，大小一定是相等的， “称量地球的质量最”的人，C,D项错误。 C、D项错误。 ·29· ·物理· 参考答案及解析 3.D【解析】“月地检验”是检验地球上的物体受到地 宇宙速度是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周 球的引力与月球受到地球的引力是否是同一性质的 运动的速度，“夸父一号”的轨道半径比地球半径大， 力，在地球表面有G”=mg,月球所在位置GMm 其运行速度小于第一字宙速度，A项错误：由，> R w,=似，则似>似，B项错误：由=似，有a> =m。,可得是-号=六，因此月球公转的如造度约 g ae,又a.>as,则a.>ae,C项错误；a的运行周期T. 为苹架落向地面加速度的品D项正确。 <T=24h,D项正确。 二、多项选择题 4.C【解析】由开普勒第二定律可知地球与太阳的连 8.AD )【解析】小球质量m=8M· V=8M· 线在单位时问内扫过的面积都相等，A项错误：地球 经历春夏秋冬由图可知是逆时针方向运行，冬至为近 4 R 3π(” 日点，运行速度最大，夏至为远日点，运行速度最小， =M,A项正确：挖走小球后剩余部分的质 4 所以从冬至到春分的运行时间小于从春分到夏至的 R 运行时间，B项错误：根据开普勒第一定律可知，太阳 量为m'=8M一M=7M,B项错误：假设将球形空腔 既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦 填满恢复均匀球形，大球对小球O,的万有引力F:= 点上，C项正确；若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代 GM-号.G答小球0对小球0的万有引 (R) 9 表公转周期，号=k,则地球和火星对应的长值是相 同的，D项错误。 力F=G R 反，小球0，与挖走小球后剩余部 5.D【解析】根据几何关系可知卫星P的轨道半径r: 分之间的万有引力F-F,-F,=23CM C项错误， =R,卫星Q的轨道半径厅，=R 9R sin a n乙a根据开普勒 D项正确。 第三定律气=，可知卫星P与卫显Q的周期之比 9.CD【解析】根据题意可知，飞船在轨道I上经过P 点时需点火加速，做离心运动才能进入轨道Ⅱ，则飞 m2c,D项正确。 船在轨道I上经过P点时的速度小于飞船在轨道Ⅱ 6.A【解析】设地球的密度为P,当x≥R时，地球可被 上经过P点时的速度，A项错误：由开普勒第二定律 看成球心处的质点，物体所受的引力为F=GMm 可知，飞船在轨道Ⅱ上运动时，经过P点时的速度大 r 于经过Q点时的速度，B项错误：根据万有引力提供 p子R G 一，当x≤R时，可将地球“分割”为两 向心力得=ma,解得a-,可知飞船在轨道 Ⅲ上运动到P点时的向心加速度等于飞船在轨道川 部分，一部分是厚度为(R一x)的球壳，一部分是半径 上运动到P点时的向心加速度，C项正确：根据万有 为x的球体，由题目信息可知，引力为F=GMm= 引力提供向心力得=m禁，解得T- G·合-专6mnA暖正角 4 G 2π√成，由于火量的质量与地球的质量不相等，故 7.D【解析】设地球的质量为M,“夸父一号”的质量为 周期不同，D项正确。 m,绕地球做半径为r、周期为T,速度大小为v的匀 10,ACD【解析】根据题巾表格可以知道高度和运行 速圆周运动，根据牛顿第二定律有G=m号 速度以及角速度，根据0=红(R十 T ,u=m(R十h), m严r=ma,可知卫星轨道半径r越大，线速度v越 4π 可以计算地球半径和空间站的运行周期，根据a 小，角速度m越小，周期T越大，加速度a越小，第一 祭(R十么)，可以计算空间站的加速度，根据 ·30. 高三一轮复习H ·物理· G=m祭(R十)，可以计算地球魔量，无 13.【解析】(1)根据牛顿第二定律有mg=ma(1分) 法计算空间站的质量，A,C,D项正确，B项错误。 根据图像可知工=一k:十b 三、非选择题 根据匀变速公式可知x=饰1一 (1分) 11.【解析】(1)设天舟二号货运飞船加速时加速度的大 小为a,匀速运动时速度大小为，有 故2a=k (1分) F=ma (1分) v=2ax (1分) 解得g=2达 (1分) 设加速时间为，匀速时间为：，减速时间为，有 根据6- (1分) =受一一西==受 (2分) 解得月球的质量M=2R (2分) 飞船完成平移靠拢段所用的时问t=1十十= G 2300s (1分) (2)根据G 限平=m答(R+ Mi (1分) (2)设地球质量为M,对接后会空间站组合体质量为 m,运行速度的大小为矿，有G议而=m品 在月球赤道处有mg十m禁R=mg (1分) (1分) 解得月球赤道处的重力加速度g=坠(1一 设地面物体的质量为m,有GM=mg R R (1分) (R) (2分) 解得≈7.8×10m/s (1分) 12.【解析】(1)在星球体表面万有引力等于重力，有mg 14.【解析】(1)根据万有引力提供向心力有GMm r: =GMm 4 (2分) R (1分) GM 在星球体表面做平抛运动，则h=之心，s=‘ 解得 4 (1分) (1分) 由图知SM 4π a (1分) 设星球质量为M,半径为R,地球质量为M2,半径 为R,物体在星球和地球表面平抛水平位移分别为 解得该行星的质量M=4织 aG (2分) 与和，故会是√一 (1分) (2)距该行星表面2R。高度处，根据万有引力等于重 Min 解得s1=10m (2分) 力有GR十2R)=m8 (2分) (2)起飞前N,=mg (2分) 高h处时根据牛顿第二定律得N:一g=ma 解得一瓷 (1分) 15.【解析】(1)在地球北极点地面，物体受力平衡有 兴酷 GMm=F R (1分) 解得=岩 (1分) 解得M=FR Gn (1分) 根据万有引力等于重力GMm=mg (1分) M 密度p一 (1分) 3xR L R go (Rh) 3F 解得p一4nG丽 (2分) 解得A=子R (2分) (2)在赤道地面上，物体随地球自转做匀速圆周运 31· ·物理· 参考答案及解析 动，由牛顿第二定律有F,一F:=mwR (2分) 近地卫星自东向西飞行而地球静止卫星自西向东飞 解得ω= F-F mR (1分) 行，设经过时间，两卫星再次相距最近，则有（停+ (③)地球静止卫星的周期T-石=2x√ mR 祭)1=2x (2分) (1分) 解得t= 2n mR (2分) 由牛顿第二定律有=m(学)R √F+√F-F R (1分) 解得T=2√盒=2√ (1分) ·32·