课时检测训练16 万有引力定律及其应用-【勤径学升】2026年高考物理一轮总复习课时检测训练（人教版2019）

课时检测训练16万有引力定律及其应用 对应客案P581 矿基础对点练 加速度为g,设该星球表面附近的重力加速度为 对点练1开普勒三定律的理解和应用 g',空气阻力不计。则 () 1.为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星 A.gg=1:5 B.g':g=5:2 P,其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球 C.Me±M=1:20D.M星：Me=1t80 卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与 对点练3天体质量、密度的计算 Q的周期之比约为 ( 5.中国绕月卫星“龙江二号”是全球首个独立完成 A.21 B.4:1 地月转移、近月制动、环月飞行的微卫星，2019 C.8:1 D.16:1 年2月4日，“龙江二号”成功拍下月球背面和 2.(2024·安做卷) 地球的完整合照。已知“龙江二号”距离月球表 捕获轨道 2024年3月20日， 近月点 面h处环月做圆周运动的周期为T,月球半径 我国探月工程四期 冻结轨道 为R,万有引力常量为G,据此不可求的物理 “鹊桥二号”中继星 远月点 量是 成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时， A.“龙江二号”的质量 “鹊桥二号”开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨 B.“龙江二号”的线速度大小 道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km. C.月球的质量 后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的 D.月球表面的重力加速度大小 半长轴约为9900km,周期约为24h。则“鹊桥 6,2022年10月，太原卫层发射中心使用长征二号 二号”在捕获轨道运行时 丙运载火箭，成功将S-SAR01屋发射升空，这 A.周期约为144h 颗卫星主要为应急管理、生态环境主体业务提供 B.近月点的速度大于远月点的速度 国产化数据保障，若S-SAR01星绕地球做匀速 C,近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点 圆周运动的轨道距地面高度为h,地球的半径为 的速度 R,地球表面北极的重力加速度为g,引力常量为 D.近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月 G。下列说法正确的是 点的加速度 A,地球的质量为M=(R+h)g G 对点练2万有引力定律的理解 3.(2024·广西卷)潮汐 BS-SARO1星轨道处的重力加速度为，R (R+h)月 现象出现的原因之一 地球 3g 是在地球的不同位置 月球 C.地球的平均密度为4xG(R+) 海水受到月球的引力 D.S-SARO1星运行的速度为√gR 不相同。图中a、b和c处单位质量的海水受月 7.土星最大的卫星叫“泰坦”（如图），每16天绕土 球引力大小在 星一周，其公转轨道半径为1.2×10km。已知 A.a处最大 引力常量G=6.67×101N·m/kg,则土星的 B.b处最大 质量约为 () C.c处最大 D.a、c处相等，b处最小 4.(多选)宇航员在地球表面以一定初速度竖直上 抛一小球，经过时间t小球落回原处。若他在某 星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需 经过时间5小球落回原处。已知该星球的半径 A.5×10"kg B.5X102 kg 与地球半径之比Rm:R=1:4,地球表面重力 C.7X102 kg D.4×105kg 课时检测训练·物理 356 宫综合提升练 12.将一质量为m的物体分别放在地球的南、北两 8.火星表面特征非常接近地球，适合人类居住。近 极点时，该物体的重力均为mg。:将该物体放在 期，我国宇航员王跃正与俄罗斯宇航员一起进行 地球赤道上时，该物体的重力为mg。假设地球 “模拟登火星”实验活动。已知火星半径是地球 可视为质量均匀分布的球体，半径为R,已知引 力常量为G,则由以上信息可得出 () 半径的2，质量是地球质量的)，自转周期也基 A.g。小于g 本相同。地球表面重力加速度是g,若王跃在地 面上能向上跳起的最大高度是h,在忽略自转影 B地球的质量为SR 响的条件下，下述分析不正确的是 C.地球自转的角速度为√ gog A.王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳 R 的最大高度是头 D地球的平均密度为 B.火层表面的重力加速度是g8 4 13.2022年5月10日01时56分，搭载天舟四号货 运飞船的长征七号逼五运载火箭，在中国文昌 C.火星的平均密度是地球平均密度的8倍 航天发射场点火发射，发射取得圆满成功。已 知地球半径为R,地球质量为M,忽略地球自 D.王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面 转，地球表面的重力加速度为g。 受万有引力的号倍 (1)火箭在竖直方向上以加速度a加速上升时， 若在货运飞船的平台上放置一压力传感器，压 9,火星的质量约为地球质量的0，半径约为地球半 力传感器上放置一质量为m的砝码，某时刻测 径的号，则同一物体在火星表面与在地球表面受 得压力传感器读数为F,引力常量为G,求此时 火箭上升的高度。 到的引力的比值约为 (2)若测得天舟四号货运飞船绕地球做匀速圆 A.0.2 B.0.4 C.2.0 D.2.5 10.若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附 周运动转过圆周所用时间为：，飞船距地面的 近相同的高度处以相同的速率平抛一物体，它 高度为h,引力常量为G,求飞船运行的向心加 们在水平方向运动的距离之比为2：√7。已知 速度大小和地球的平均密度。 该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R, 不考虑气体阻力，该行星的半径约为 A C.2R 11.(2023·广东卷)如图(a)所示，太阳系外的一颗 行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的 遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图 (b)所示的周期性变化，该周期与P的公转周期 相同。已知Q的质量为M,引力常量为G。关 于P的公转，下列说法正确的是 探 ◆亮度 器 时间 t 21- (a) (b) A.周期为211一t。 GM(t-to)? B.半径为 4π C.角速度的大小为，π t-to 2RGM D.加速度的大小为√，- 357 课时检测训练·物理F=√F+(mg) 题意：根据Gm=mg且m也为 |10.C解析由平抛运动规律：x=。1, R 解得F=m√4xL(-)+g 已知量，可求出月球表面的重力加速 A=之，得x=√臣，两种情况 度，故D正确，不符合题意。 课时检测训练16 下，抛出的速率相同，高度相同，故 6.B解析根据万有引力等于重力有 1.C解析 由开首勒第三定体得 GM-mg可得M- 。,则地球的平 会-子由6觉管-8，写特8 R :-√)-√ M 3g Me 均皆度可表示为p一74CR:故AC 7 C正确。 售民：提器=加g结合M g M =千，解得R。=2R,选 R 2.B解析设鹤桥二号在捕获轨道、东 联立可得S-SARO1星轨道处的 项C正确。 结轨道半长轴分别为r、”,笃桥二号 G 11,B解析由(b)可知探测器探测 在捕获轨道、冻结轨道运行的周期分 gR 到Q的亮度随时问变化的周期为T 别为T,、T,:根据开普勒第三定律有 重力加速度g一R十，故B正确： =4一，则P的公转周期为4一6，故 T了疗方，代入数据解得T≈288，A 根据万有引力提供向心力可得 A错误，P绕恒星Q做匀速圆周运 物-州R千而站合M-答可得 GMm e 错误：鹊桥二号在捕获轨道运行时，根 动，由万有引力提供向心力可得GMm 据开普勒第二定律可知，鹊桥二号与 月球的连线在相等的时间内扫过的面 S-SARO1星运行的速度v=√R干五' ER =m 示，解得半径为r= GMT 积相等，因此鹉桥二号在近月点附近， 故D错误。故选B. V4π 相等的时间内通过的弧长更长，运行 7,B解析根据“泰坦”使土是做圆周 GM(-) 运动，由万有引力提供向心力，则 -,故B正确；P的角速 的速度大，在远月点附近，相等的时间 内通过的瓢长更短，运行的速度小，因 G学=m(停)化简得到M=答 度为=2红 此鹪桥二号在近月点的速度大于远月 宁：故C错误；P的 代入数据得M≈5×10“kg,故选B. 点的速度，B正确：根据卫星变轨原理 8,D解析根据万有引力定律得F一 可知，鸷桥二号在捕获轨道近月点 声建度大小为。-（气广· 要减速才能远入冻结轨道运行，所以 GM(to) 2π 2RGM 腾桥二号在棚获轨道运行时近月点的 √4 速度大于在冻结轨道运行时近月点的 号，王跃在火星表面受的万有引力是 故D错误。故选B。 速度，C错误：在近月点，根据万有引力 在地球表面受万有引力的号倍，选项 12.C解析设地球的质量为M,物体 定徘和牛颜第二定律，可得GMm 在赤遭处随地球自转做圆周运动的 r D错误，特合题意；根据G=mg可 角速度等于地球自转的角速度，轨道 R ma,则有a=G4 ,子，由此可知，在捕获轨 得5=MR21 半径等于地球半径，物体在泰道上的 重力和物体随地球自转的向心力是 道运行时近月点的加速度等于在沫结 一，风=分×2-告，则火墨 轨道运行时近月点的加速度，D错误。 素面重力加速度为音8，放B正确，不 万有引力的分力。有G R 一mg 3.A解析根据万有引力公式F 符合题意；根据P= MM mmR,物体在两极受到的重力等于万 G可知，图中。处单位质量的海水 P 有引力GMm =mg。,所以g。>g,放 受到月球的引力最大，故选A。 M R 4,AD解析设初速度为，由对称性 R,解得M A银误在两极mg,一GMm, 可知整直上抛的小球在空中运动的时 不符合题意，因为火星表面的重力加 =&o 月-g因免得管一京一亏造缓A 速度是地球表面重力加速度的号修， G,放B器误：由G R 一mg= 正确，B错误：由G恤=mg得M 根据6一知火星上跳起的商度是地 wRn=6管得a√令 R 告总-袋-号×得广 球上跳起离度的号倍，为？，故A正 故C正确：地球的平均害度p-兰 确，不符合题意。故选D。 &oR 动，选项C错误，D正猜。 9.B解析由万有引力定律可得，质量 G 3g0 为m的物体在地球表面上时，受到的 4 4πCG示，故D错误。 5.A解析根据万有引力提供向心力 可知G+-m(停)广R+),“先 R,,质量为 万有引力大小为F。=G”, 13.(1)RNF-ma mg一1） m的物体在火星表面上时，受到的万 江二号”的质量不可求出，但月球质量 有引为大小为R=6觉，三者的比 (2)(R+23x(R+h 可求出，故A错误，符合题意，C正确 16GIR 不符合题意：根据T=红R+2可求 0 解析(1)设压力传感器读数为F时 三=0.4，B正骑，A、C、D 火箭上升的高度为H,则此时砝码所 出其运动的线速度，故B正确，不符合错误。 受的万有引力大小为 581 高考一轮总复习·物理 Mm Fa-G(R+H)' 受格球引力为R一因此有> R■0.8R,解得M■0.512M,故行 星的质量小于地球的质量，B错误：根 由牛顿第三定律可知，压力传感器对 F,故BC错误；物体绕地球傲匀速圈周 陆码的支持力大小为F=F, 对砝码，由牛顿第二定律得F一F 运动时万有引力提供向心力GMm 据mg。=m是，地球表面mg=mR, 得该行星的第一字宙速度为v=6.4X =ma, GM m,解得仙一√学。这批物资在空 10m/s,C正确；根据对称性可知，该 又对在地球表面上的物体有G Mm' 物体落到行墨表面时的速度大小与初 R 闻站内的轨道半径小于同步卫星的轨 速度大小相等，也为32m/s,D错误。 =m'g, 道半径，因此这批物质的角速度大 7.A解析该星球的第一宇由速度满 联立解得H=R√F一ma mg一一】 同步卫星的角速度，同步卫星的角速 度等于地球自转的角速度，即这批物 足，G恤=m二，在该星球表面处万 r (2)飞船运行的周期为T=t, 资的角速度大于地球自转的角速度， 角速度为。停= 故D正确。故选D。 有引力等于重力：G海=m告，由以 3.A解析根据万有引力提供向心力， 上两式得该星球的第一宇宙速度，= 飞船运行的向心加谑度大小为 有G恤=m=m 4π2 a,=(R+h)m'=(R+) r=mwr=ma, √唇，则第二辛直速度=厄×√层 4t2 设飞船整体的质量为m。,根据天舟四 GMT 解得r=4 GM 0= 号货运飞船所受万有引力提供向心 -√写，故A正有， 力有 √a-以，旅题意，可得 GM 8,D解析“天和”核心麓内的航天员 GMm (R+h) =m,(R+h)4x 仍受到地球引力的作用，放A错误：由 4+1,Uatw=112,w:=18,aA am=1:16,故选A。 公式G=m辰得贴近地球表面飞 R M 地球的平均密度p=它，其中V= 4,A解析探测器在环月轨道做匀速 圆周运动，测月球对探测器的万有引 GM一 4 行的卫星的线速度？=√ 3R, 力提供向心力，设月球的质量为M,探 7.9km/s,“天和”被心舱运行的线速 联立解得p=3xR十) 测器的质量为m,则半径为r1时有 16GaR· GM GMm =m ，半径为万时 4元 度=√辰干h<知=7.9km/s,苏炳 课时检测训练17 r 添百米决赛比赛时间小于10s,所以疑 1,A解析近地轨道卫星的轨道半径 稍大于地球半径，由万有引力提供向 有G恤=m= 24x2 海胜在轨观看苏炳添百米决赛比赛时 r ，厚根据动 句段内飞行路程小于79km,故B错 心力，可得G””=m号，解得线速 能B-之m,可得动能和周知的比值 误：北京不在赤道上，考虑到地球的 转的因素，若疑海胜记录连续两次经 m生，由于地球静止轨道卫 度=r 经是 ,故选A 过北京上空的时间间周T,该时间一定 不是在较低的轨道上的“天和”核心舱 星的轨道半径大于近地轨道卫星的轨 5.D解析 由题意可知，星球表面的重力 做匀速圆周运动的周期，所以不能用 道半径，所以地球静止轨道卫星的线 速度较小，选项B错误：由万有引力提 和速度为尽一苏报辐万有引力定律可 P票告紫地球的寄度，武C错1由 供向心力，可得G”=m(停) 题意可知，“天和”核心龄的轨道毕径 2 知GMm 2GM ,在 () 解得w一√ d 和地球同步卫星的轨道半径不同，但 2 解得周期T=2乐√Cm,所以地球静 其轨道平面内可能存在一颗与地球自 止轨道卫星的周期较大，选项A正确： 星球表面重力等于万有引力G Mm 转周期相同的地球卫星，故D正确。 d 9,C解析第一宇宙速度是绕地球做匀 由ω一织，可知地球静止载道卫星的角 速圈周运动最大的环绕速度，所以这两 =mg,解得=受√层，放D正瑰， d 速度较小，选项C错误：由万有引力提 颗卫星的运行速度均小于7.9km/s,故 A错误：北斗G7只能定点于泰道正上 供向心力，可得Gm”=ma,解得加 6,AC解析由题图可知，物体上升的 最大高度为h=64m,上升的时可为t n' 方，故B错误：根据GMm=m r, 速度a=G学，所以地球静止轨道卫 =48,对于上升过程，由4=受，得初 星的加速度较小，选项D错误。 速度为。=32m/s,物体上升的加速 可得T=2√rs<,卫星“墨 2.D解析物体在低速（速度远小于光 子”的周期比北斗G7的周期小，故C 速)宏观条件下质量保持不变，即在空 度大小为8，=名=8m/g,A正确：物 正确，根据GM=ma,a-G, 间站和地面质量相同，故A错误：设空 体在行星表面受到的重力等于万有引 r r2 间站离地面的高度为h,这批物资在地 面上静止合力为零，在空问站所受合 力G=mg1,物体在地球表面受到 T,<r,卫星“墨子”的向心加速度比 R 北斗G7的大，救D错误。故选C, 力为万有引力即F=GMm GM m' (R+h),在地面 的重力等于万有引力 10,B解析地球自转周期变小，卫星 R 要与地球保持同步，则卫星的公转周 高考一轮总复习·物理 ·582