提分集训(25)万有引力定律及应用-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习提分集训

提分集训（二十五） 万有引力定律及应用 [A级练对点·固本] 4.(2023·山东高考)牛顿认为物体落地是由于地球 对点练1开普勒三定律的理解和应用 对物体的吸引，这种吸引力可能与天体间（如地球与 1.(2025·北京模拟)如图所示一卫星绕地球运动， 月球)的引力具有相同的性质，且都满足F∝Mm 2· 图中虚线为卫星的运行轨迹，P、Q是轨迹上的两 已知地月之间的距离r大约是地球半径的60倍， 个位置，其中P距离地球最近，Q距离地球最远 地球表面的重力加速度为g,根据牛顿的猜想，月 下列说法中正确的是 ( 球绕地球公转的周期为 () 地球 卫州 A.30元g B.30元 g C.120g D.120√7 A.卫星在P点受到地球的万有引力最小 5.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半 B.卫星在Q点的速度最大 径是r,周期是T,已知地球的半径为R,地球表面 C.卫星在P点的加速度最大 的重力加速度为g,万有引力常量为G,则地球的 D.卫星在Q点的角速度最大 质量为 2.(2024·昆明期中)为探究地球表面万有引力与重 B.8 力的关系，一科学爱好者用同一弹簧测力计分别 A然 G 在地面的不同纬度位置测量一质量为的物体所 D.x'r 受的重力.假设在两极时，物体静止时竖直方向的 c器 GT2 弹簧测力计读数为F,在赤道上时，物体静止时 对点练3天体质量和密度的计算 竖直方向的弹簧测力计读数为F2,地球自转角速 6.(2025·河南联考)如图所示，A、B、C分别表示太 度为ω，设地球为标准的球体，半径为R,质量为 阳，水星和地球，假设水星和地球在同一平面内绕 M,引力常量为G.则以下表述正确的是( 太阳做匀速圆周运动，水星公转半径为，地球公 A.F2=G 转半径为R,此时AB与BC垂直.水星的公转周 R2 期为T1,地球的公转周期为T2,太阳质量为M, B赤道上物体的向心加速度为S4 引力常量为G,所有天体均可视为质点，不考虑其 R2 他天体的影响，下列说法正确的是 () C.F2=F1+ma2R D.两极处重力加速度大小为g= 对点练2万有引力定律的理解和应用 3.(2025·湖北十堰模拟)2024年5月8日10时，在 北京航天飞行控制中心的精确控制下，嫦娥六号 探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞 A.从地球上看，太阳和水星与眼睛连线所成角度 行.已知地球的半径约为月球半径的4倍，地球表 的正弦值最大为 面的重力加速度约为月球表面重力加速度的6 倍，不考虑地球和月球的自转.当嫦娥六号探测器 r B.) 年 在奔月过程中离地心和月心的距离相等时，受到 地球和月球的万有引力之比约为 ( C.水星与地球公转线速度之比为 A.1:1 B.24:1 C.96:1 D.576:1 D.太阳的质量可表示为M=4 GT 387 7.(多选)2024年春分、夏至、秋分和冬至所处四个 位置和对应时间如图所示，地球沿椭圆轨道绕太 阳运动，下列说法正确的是 春分3月20 R 公转轨道 0 太阳 T务 夏至0… 冬至 2月21日 A.行星A的质量大于行星B的质量 6月21日 B.行星A的密度等于行星B的密度 秋分9月22口 C.行星A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇 A,地球由春分运行到夏至的过程中速率逐渐减小 宙速度 B.夏至和冬至时地球绕太阳公转的角速度大小 D.当两行星周围的卫星的运行轨道半径相同时， 相等 C.夏至时地球绕太阳公转的加速度最小 行星A的卫星的向心加速度小于行星B的卫 D.根据地球的公转周期和太阳与地球的距离可估 星的向心加速度 算出地球的质量 10.(2023·6月浙江选考)木星的卫星中，木卫一、木 [B级练综合·提分] 卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为1：2：4， 8.(多选)我国首次执行火星探测任务的“天问一号” 木卫三周期为T,公转轨道半径是月球绕地球轨 探测器实施近火捕获制动成功，成为我国第一颗 道半径r的n倍，月球绕地球公转周期为T。,则 人造火星卫星，实现“绕、着、巡”目标的第一步 —环绕火星成功.如图所示，P为“天问一号”探 测器，P到火星表面的高度为h,环绕周期为T1, A木卫一轨道半径为 Q为静止在火星赤道表面的物体，Q到火星中心 的距离为R.火星自转周期为T2,已知万有引力 B木卫二轨道半径为受： 常量为G,则 ) C.周期T与T。之比为n D,木星质量与地球质量之比为系， 11.(多选)(2025·太原模拟)若海王星和地球都可 看作是质量均匀分布的球体，海王星的质量是地 球的17倍，半径是地球的4倍.下列说法正确 A.火星的第一宇宙速度大小为=π T2 的是 B火星的密度p=3x(R十) GTR3 A海王显的密度是地球密度的品倍 C.P与Q的线速度之比P=T(R+h) VQ TR B海王星的自转周期是地球自转周期的√骨倍 D.P与Q的向心加速度之比P=T(R+) T3h C.海王星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度 9.(多选)假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和 B,半径分别为R和RB,两颗行星各自周围的卫 的、厚倍 星的轨道半径的三次方(3)与运行公转周期的平 D.海王星表面的重力加速度是地球表面重力加 方(T)的关系如图所示.T。为卫星环绕各自行星 表面运行的周期，则 速度的7倍 388B.设小球在b点受到轨道的支持力为N,对小球在b点时受力分 知果表达式成立F。=m 吃_mNd 新，由牛报第二定律可得N-mg=m爱得N=mg十m发 L房 则向心力公式得到验证 由牛频第三定律有小球经过点的辩间对轨道的压力大小为 N一N-mg十m尺，可见R越大，小球经过b点的醉间对轨道 答案：①保持不变（2E=mL-1 的压力变小，故B错误： F =mNid CD小球从c点到d点微平抛运动，则2R=立g2= 3.解析：(1)挡光杆通过光电门的速度大小为 解得一2R-2√受，故CD亚确.故麦AGD v=4-1X103 12X103m/s=0.50m/s 由v=ru计算得出u-2.5rad/s 10.解析：(1)由题意可得，当物体在托盘上随托盘一起转动时，托 (2)根据向心力公式F=mr 盘对物体的静摩擦力提供向心力，所以随着托盘转逸的增大 可知半径和角地度相同时，质量越大则向心力越大，故曲线②对 物体受到的静摩擦力增大，当静摩擦力最大时，物体将从托盘 应的砖码质量更大， 上滑出，则有∫m=1FN=mmir,F、=mg,解得=2rad/s. 答案：(1)0.502.5(2)更大 (2)由题意可得，当物体滑到裂桌边缘速度恰好减为零时，对应 的餐来华径最小，设物体在餐来上滑动的位移为西，物体在餐 4解所：根据比斜关系有管温-解得=36m 桌上做匀减速运动的加速度大小为4，则有：mg一m 极据平均论度的定义，实际在A,B两点间运动的平均速度为 枚a=2g=3m/s 物体附从托盘滑到餐桌上的速度为助=w1=3m/8 =共-36X0m=.行m 由运动学公式有0一片=一2ax1 (2)结合上述，指尖在B点处绕N,点转动的向心加速度为 解得x1=1.5m 3.62 a向-N18×10-m/s=72m/g2 可得餐来半径的孩小值R√+7-3平m 2 由于人握住手机时，手机祭贴手掌屏幕向上，手机长边与手臂成 (3)由于餐来丰径风=号m,所以物你在赛亲上滑动的位移为 一条直线，而y抽正方向沿手机平面向上，则指尖的向心加速度 方向沿y轴负方向，可知，曲线h反映手指尖向心加速度. VR-F-号m 答案：(1)363.6 (2)72b 设离开餐来的速度为边·由运动学公式有 5,解析：(1)该同字采用的实验方 1州 法为控制变量法，故选B. i 喝-=-2a.rg,解得功=1.5m/s 5 (2)①作出F一子图线如图： 由h=2g产，解得1一立8 ②分析可知，由小到大，第2组 数据偏离直线过大，则数据 则物体航离餐桌后的水平位移工==8m, 错误： 故物体落地，点到餐桌中心的水平距离 d√P+(+-8丽 @旅指F=m月 02468i0m2*89 4 m. 由因像可知长=丹=是 9 答案：1)2ds(2)3y2m（3)压m 若圈柱休运动半径r=0.18m,可得圆柱休的质量 2 4 m=0.16kg 提分集训（二十四） 答案：(1)B (2)①见解析图②2③0.16(0.14一0.18之间) 1.解析：(1)本实验中探究向心力大小与质量、半径和角递度的关 6.解析：(1)根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，小铜球通过A 系，采用的实脸方向是控制变量法】 A.探究弹簧弹力与形变量的关系，没有采用控制变量法，故A错 点时的速度大小可视为口一 误：B.探究加捷度与力、质量的关系采用的实脸方法是控制度量 (2)根据向心力公式可得，钢球经过最低点时的向心力大小为 法，故B正确：C,探究两个互成角度的力的合成规律采用的实脸 md 方法是等效替代法，数C错误.故选B. Fn=mR=R(△) (2)若将质量相同的小球分别放在A、B两处，则两小球做聞周运 钢球经过最低点时，绳子拉力与钢球重力的合力提供向心力，则 动的半径相等：传动皮带套在左、右两个塔轮的半径之比为2： 钢球通过A点时的向心力大小为F。'=F一mg 1,根据=R. (3)实验测得小钢球通过A,点时的速度为遮光条通过A点时的 由于左、右两个塔轮边嫁处的线速度大小相等，则A,B两处的角 速度，小钢球、遮光条同轴转动，由于小钢球的运动半径小于遮 速度大小之比为创表1创右=R方：R点=1：2. 光条的运动半径，根据u一w可知实际小钢球通过A点时的達 根据F=mm°r可得左，右两侧露出的标尺格数之比为 度小于，即小钢球速度的测量值偏大，故选C F点：F右=w:2=1：4 答案：号 (2)m (△r)P F-mg (3)C 答案：(1)B(2)1:214 2.解析：(1)力传感器1的示数始终等于小球和谜光片的总重力，示 提分集训（二十五） 数保持不变 (2)甲同学实验时，周期工“N一 1,选CA,根据万有引力表达式有FGMm 由于P距离地球最近，则卫星在P点受到地球的万有引力最大， 知果表达式成立F=mL() 故A错误： =ml 4x(N1-1)2 B.卫星由P点运动到Q点过程，万有引力方向与速度方向央角 则向心力公式得到验证。 为纯角，卫星做减造运动，可知，卫星在Q点的速度最小，故B (3)乙同学实验时，遮光片八：次遮光的总时阿为妇，一次遮光的 错误： 平均时同为=N C.根据牛颜第二定排有Gm=m dN:d 小球运动的线速度助一。一妇 解得a-以，由于P距离地味最近，则卫里在P点的加造度摄 大，故C正确： 622 D,根据与线建度的关系有。=号，结合上迷，卫星在Q点的追 8.选BCA.设近火卫星的周期T,则火星的第一字宙速度大小为 v=2rk 度最小，Q距离地球最远，则卫星在Q点的角速度最小，故D错 误，故选C 由于T≠T。,故A错误： 2.选DAC,地球自转不可忽略时，物体受到的万有引力可分解为 Mm 重力和向心力，所以物体在不同纬度处所受重力不同，在两极时 B根据万有引力提供向心力GR十h=m (R十h),火星的 轨速半径为零，向心力为零，此时万有引力等于重力，即F =GMm 体积为V=专R,大星的密度为P一世，解得大是的密度为 R 3π(R+h)3 ,故B正确： 在赤道上时桃远半径为地球来径，有-十m心2R。 P-GTR 联立可得F1=F,十mm2R,故AC错误： C战连度大小为=罗P与Q的我造度之比-点》， TR B赤道上物体的向心力为F南=m角=R=R一R-G-B, 故C正确 R 可得赤道上物休的向心加连度为台-心R-G-E,故B 卫旅据向心力加建度公式a=产 R 可得P与Q的向心加追度之比 错误： 里_T(R十)故D错误.故选BC. D.在两极时，有F,=mg,可得两极处重力加速度大小为g= 9.选DA根据6=m亭，解得产-仪·下可知，户-下 故D正确，故选D 42 品选C在定瑰表面附运，根据万有引力与重力的关系有-。 因像的针率表示，行星B图像的斜率大一些，则行星A的质 地球的半径釣为月球半径的4倍，地球表面的重力加速度的为 量小于行星B的质量，故A错误： 月球来面堂力知造定的6修，明可如此=96，查培放六号款测 B.T。为卫星环绕各自行星表面运行的周期，结合上述有 R3-GM π .T6,则行星的密度p= 解得p一品脚行是 器在奔月过程中离地心和月心的距离相等时，受到地球和月碳 了R3 GM地m A的密度等于行星B的密度，故B正确： F r2 的万有引力之比约为 M=96.故选C C,第一字宙速度等于卫星环绕各自行星表面运行的线递度，则 2GM月mM r 有一袋由于R<R,则有队<咖，即行里A的第一宇省建 4.选C设地球半径为R,由题意知，r=60R,地球表面的重力加逸 度小于行星B的第一字宙速度，故C错误： 度为g测有网g=6是”，月球绕地球公特，由万有引力提修 n旅据G=m,解得口-以，当两行显月周的卫星的造行 轨道半径相同时，由于行星A的质量小于行星B的质量，则行星 向心力，有G GM4=mn斧，联立解得T=120√ 4π2 2 巴，故C A的卫星的向心加速度小于行星B的卫星的向心加速度，故D 正确. 正确. 故选BD 5.遮CAB.根据黄金代换，可得GN=mg,解得M= G,故AB 10.选D木卫三绕木星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有 R GMm一四*，月球挠地球微匀速网网运动，万 错误： (r)9 C①.万有引力提供人德卫里的向心力，可得=m答，解得 4π2 4 有引力提供向心力，有地携=m月 r,联立解得木星质量 M=1 C,故C正确：D错误，故选C 与地球废量之比：=号D正确：知果地珠、木是质量相 6,选BA,从地球上看，太阳和水星与暴睛连线所成角度的正弦 等，则根据上式可知二=忙，但木星，地球质量并不相等，C错 值最大为尺故A错溪： 溪：设木卫一、木卫二，木卫三的轨道半径分别为R1,R2,R,根 B.由开普物第三定律可知 =k,可知RR阳：R=1:4:16,所以 R T 据开普粉第三定律 T 又知T=1年，联立解得T√（）广年：故B正确： 木卫一的轨道半径为m”,木卫二的轨道半径为”，A,B错误， /16 CGn ，故C错误 11.选ACA.密度p=7 4 r 3R:海王星的质量是地球 D.由GM 的1了倍，丰径是地球的4倍，则海王里的害度是地球害度的品 T.选ACA.由开普勒第二定律可知地球与太阳连线在相同时间 倍，故A正确： 内扫过的面积相同，所以地球由春分运行到夏至的过程中速率 B.根据题中条件，无法比较海王星的自转周期是地束自转周 遥渐减小，故A正确： 期，故B错误； B.由开普勒第二定律可知地球与太阳连线在相同时间内扫过的 2 GM C.根据牛领第三定辣Gm农V尽·海王星的质量 面积相同，冬至时地球绕太阳公转的距离最近，则相问时间内转 过的角度更大，所以冬至时地球绕太阳公转的角速度大，故B 是地球的17停，半径是地球的4停，则海王星的第一宇宙速度 错误： 是地球第一宇宙速度的厘倍，故C正硫： 2 C根据牛顿第二定排有G恤-m,可得。一夏至时地球 D在来面重力等于万有引力G把-mg:g-袋，海王星的质 GM R2 绕太阳公转r最大，所以加建度最小，故C正确： 量是地球的17倍，半径是地球的4倍，别海王星表面的重力加 D.由开普物第一定律，太阳在辅圈的一个焦点上，根据地球的公 转周期和太阳与地球的距离可估算出的是中心天休太阳的质 建度是地球表面重力加选度的吕倍，战D错误。 量，不能够估算地球的质量，故D错误， 故速AC, 623