课时冲关25 万有引力定律及应用-【创新教程】2027年高考物理总复习大一轮课时作业

高考总复习物理 第五章 万有 课时冲关25 万 [基础落实练] 1.如图所示，地球沿椭圆 春分 形轨道绕太阳运动，所 6夏至 冬至 处四个位置分别对应北 米 半球的四个节气.根据 秋分 开普勒行星运动定律可以判定，地球绕太 阳公转速度最大的节气是 ) A.春分 B.夏至 C.秋分 D.冬至 2.如图所示，一卫星绕 B 地球运动，图中虚线 A 地球 C 为卫星的运行轨迹， A、B、C、D是轨迹上的 ?跟 四个位置，其中A距离地球最近，C距离地 球最远，下列说法中正确的是 ( ) A.卫星在A点的速度最大 B.卫星在B点的速度最大 C.卫星在C点的速度最大 D.卫星在D点的速度最大 3.(2025·甘肃卷，2)如图，小星球○ 一小星球与某恒星中心距 离为R时，小星球的速度 R 大小为、方向与两者中心 连线垂直.恒星的质量为 M,引力常量为G.下列说 恒星 法正确的是 A.若0= GM R ,小星球做匀速圆周运动 B.若NR M 2GM ,小星球做抛物线 A R 运动 2GM C.若v= R ,小星球做椭圆运动 D.若v> √R,小星球可能与恒星相撞 2GM 4.1970年4月24日，我国的第一颗人造地 球卫星发射成功，自2016年起，将每年的 4月24日设为“中国航天日”.现测得一颗 人造卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为 T,速度为，引力常量为G,由此可推知地 球的质量为 ) 引力与宇宙航行 有引力定律及应用 A.3uT B.2xo πG GT C.4π GT2 D.37 2πG 5.(2025·河南卷，3)2024年天文学家报道 了他们新发现的一颗类地行星Gliesel2b, 它绕其母恒星的运动可视为匀速圆周运 动.已知Gliesel2b轨道半径约为日地距 离的7，其母恒星质量约为太用质量的号， 则Gliesel2b绕其母恒星的运动周期约为 A.13天 B.27天 C.64天 D.128天 6.(2025·广东卷，5)一颗绕太阳运行的小行 星，其轨道近日点和远日点到太阳的距离 分别约为地球到太阳距离的5倍和7倍. 关于该小行星，下列说法正确的是( ) A.公转周期约为6年 B.从远日点到近日点所受太阳引力大小 逐渐减小 C.从远日点到近日点线速度大小逐渐 减小 D.在近日点加速度大小约为地球公转加 速度的品 7.2024年4月中下旬，太阳系中被称为“恶 魔彗星”的庞士一布鲁克斯彗星到达了近 日点，在视野良好的情况下通过肉眼观测 到该彗星，如图所示.已知地球的公转轨道 半径为1AU(AU为天文单位)，该彗星的 运行轨道近似为椭圆，其近日点与远日点 之间的距离约为34AU,则这颗彗星绕太 阳公转时，从远日点到近日点的最短时间 ( 恶魔彗星 地球 远日点 太阳 近日点 A.34√17年 B年 C.√34年 D.17年 74· 8.2024年5月3日17时27分，我国成功发 射嫦娥六号探测器并于6月2日在月球的 背面着陆，并在月球背面采集样本.已知月 球半径为R。,月球表面处重力加速度为 地球和月球的半径之比R=4,表面 力加速度之比=6，则地球和月球的密 80 度之比2为 ( A号 C.4 D.6 [能力综合练] 9.太阳系一颗质量均匀、可看作球体的小行 星自转角速度为ω，在该星球表面“赤道” 处的重力加速度大小为“两极”处的重力加 速度大小的专，已知引力常量G,则该星球 密度p为 ( A.16m B. 5w2 4πG C.150? ·4πG D.502 TG 10.如图所示，人造卫星P(可 视为质点)绕地球做匀速圆 周运动.在卫星运动轨道平 面内，过卫星P作地球的两 条切线，两条切线的夹角为 0=60°，若卫星P绕地球运动的周期为 T,引力常量为G.则地球的密度为( A爵祭c导 D.、8π 3GT 11.2025年2月27日，我国在酒泉卫星发射 中心使用长征二号丙运载火箭再一次发 射一箭双星，成功将四维高景一号03.04 星发射升空.设卫星进入预定轨道后在同 一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周 运动，它们之间的距离△r随时间变化的 关系如图所示，不考虑“03星”、“04星”之 间的万有引力，已知“03星”的线速度小 于“04星”的线速度，下列说法正确的是 ( △r 10r 6 0 2T A.“04星”的周期等于7T B.“03星”的周期等于T C.“04星”的线速度大小为32 7T D.“03星”、“04星"”的轨道半径之比为5：3 ·375 第五章万有引力与宇宙航行 12.(多选)我国发射的 T答题栏] 2016H03 “天问二号”探测器 将首次实现从小行 太阳 星2016HO3采样返 回地球.该小行星绕 太阳运行的轨道半长轴大于地球公转轨3 道半径.若将小行星看作质量分布均匀 的球体，半径为R,密度与地球相同.已知 探测器在地球表面附近做匀速圆周运动 5 的周期为T。,地球半径为R,引力常量6 为G.正确的说法是 ( A,地球的质量M=4πR 7 GT 2元Ro B.小行星的第一宇宙速度v= T 9 C.小行星绕太阳运行周期大于地球公转10 周期 D.探测器在小行星表面附近做匀速圆周11 运动的周期等于T。 12- [素养培优练] 13.北京时间2025年10 月31日23时，神舟二 和核心舱 十一号载人飞船圆满 0 发射成功，并于11月 1日3时成功对接于 入神舟二十一号 天和核心舱.已知天和核心舱距离地面 高度h,环绕地球运动视为匀速圆周运 动，运行周期为T,地球半径为R,引力常 量为G,假设地球可视为质量分布均匀的 球体.则： (1)地球的质量M(用题中所给字母表示)； (2)飞船从近地点P到远地点Q的时间t (用题中所给字母表示).选项C正确；若把轻绳换成轻杆，则从最高点由静止转 过90°的过程中开始时杆对小球的作用力为支持力：转 到水平位置时由杆的拉力提供向心力，即此时杆对球的 作用力是拉力，所以在小球从最高，点由静止转过90°的 过程中，杆对小球的作用力开始时是支持力，然后是拉 力，故D错误.门 8.AB[三个物块做圆周运动的角速度相同，向心加速度 为a=wr,即半径越大，向心加速度越大，所以这时C的 向心加速度最大，故A正确；摩擦力提供向心力f= ω”，由于B物块的质量和到轴距离的乘积最小，所以B 物块受到的摩擦力最小，故B正确；当最大静摩擦力提 供向心力时mg=m。r,得a√，物块滑动与否与 物块质量无关，只与到轴的距离有关，所以C物块最先 滑动，A、B一起滑动，故C、D错误.门 9.解析：(1)A在最高点时，对A,根据牛顿第二定律得g =m”今，解得=√原，因为A,B两球的角速度相等， 半径相等，则=UA=√g. (2)B在最高，点时，对B,根据牛顿第二定律得2mg十 UB FTou=2m 代入ID中的m,可得F0 UA 对A有FoA'-mg=mi 可得FoA =2mg, 则O轴所受的力大小为2g,方向竖直向下」 (3)要使O轴不受力，根据B的质量大于A的质量，设 A、B的速度为v,可判断B球应在最高，点 对B有From”+2mg=2m, 对A有FoA”一mg=m乙' O轴不受力时有FTOA"=From”, 联立可得v=√3gl, 所以当A、B球的速度大小为√3gl时，O轴不受力」 答案：(1)√gl(2)2mg,方向竖直向下 (3)能当A、B球的速度大小为√3g时，O轴不受力 课时冲关23实验五探究平抛运动的特点 1.解析：安装斜槽轨道末端水平，这样小球离开斜槽时速 度方向水平，才能保证小球离开斜槽做平樾运动，故选 项正确：为了保证小球多次运动是同一轨迹，应保证小 球离开斜槽的初速度相同，所以小球的释放，点应该相 同，故选项b错误，选项c正确；为描出小球的运动轨迹， 应该用平滑的曲线连接，故选项d错误. 答案：a、c 2.解析：(1)小球平抛轨迹标注小球最高点，所以选B.实验 过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置静 止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，离开斜槽 末端的速度就是一样的，所以选项A错误；记录，点适当多 一些，舍去偏差较大的，点，能够保证描，点平滑，选项B正确， C错误；y轴必须是竖直方向，即用重垂线确定，选项D 正确. (2)由题图可知斜槽末端不水平，才会造成斜樾运动，选 项C正确. (3)插入瓶中的另一根吸管使得细管上端压强恒定，目 的就是为了保证水流流速不受瓶内水面下降的影响而 减小，能保证下降到该细管上端前的一段时间内，能够 得到稳定的细水柱，所以选B. 答案：(1)BBD(2)C(3)B 3.解析：(1)小球做平炮运动时，水平方向是匀速直线运动，竖 直方向是自由落体运动，故摄像头A所拍摄的频闪照片 为(b). y ②)竖直方向上y=合得1√ /2X0.45 10 =0.30s, 水平方向上=王=03m/s=1m/s, ·5 参考答案 P点小球在竖直方向的速度 v1=gt=10×0.3m/s=3m/s, 则p=√06十=√10m/s. 答案：(1)(b)(2)1√10 课时冲关24实验六探究向心力的大小 与半径、角速度、质量的关系 1.解析：(1)研究向心力的大小F。与质量的关系时，必 须保证角速度ω和半径r是相同的；研究向心力的大小 F。与角速度w的关系时，必须保证角速度仙和半径r是 相同的；同样在研究向心力的大小F与半径”的关系 时，必须保证角速度仙和质量是相同的，所以在研究 向心力的大小F。与质量m、角速度w和半径r之间的关 系时主要用到了物理学中的控制变量法，故选C. (2)①当探究向心力的大小F与半径r的关系时，需要 控制两小球做圆周运动的半径是不同的，故应选择到转 轴距离不同的B、C两处； ②两个变速塔轮靠皮带传动，即皮带套在的塔轮上线速 度相同，需要控制角速度相同，则两塔轮的半径相同，故 应将皮带套在①④塔轮上 答案：(1)C(2)B、C①④ 2.解析：根据题意，物块做匀速圆周运动，合外力提供向心 力，大小不变，方向变化，故向心力在变，加速度在变，故 A、D错误：物块的速度方向始终沿着轨迹的切线方向， 即速度方向在不断变化，大小不变，故B正确；根据线速 度公式可得物块线速度大小u=r,故C错误. 答案：B 3.解析：(1)根据所给数据描绘 图像F-w如图所示 (2)根据图像可知，随角速度 的增大，轻杆作用力增大； 轻杆对滑块的作用力为滑块 做圆周运动提供向心力，根据 F=mrw,图线的斜率k=mr =局kg·m,解得m=1kg 答案：(1)见解析图(2)增大1 课时冲关25万有引力定律及应用 1.D2.A3.A4.D 5,A[地球绕太阳运行的周期约为365天，根据万有引力 提供向心力得GMm=m 4π , 已知r=7M=号M,网里得GMm=m 4π r2 r,整理得 TM. TM 代入数据得T=工，≈13天，故选A] 6.D[根据题意，设地球与太阳间距离为R,则小行星公 转轨道的半长抽为a=R,7迟=6R, 由开普勒第三定律有(6R)=R TT 解得T=√/6·T=6√6年，故A错误； 从远日点到近日点，小行星与太阳间距离减小，由万有 引力定律F=G可知，小行星受太阳引力增大，故 B错误； 由开普勒第二定律可知，从远日，点到近日，点，小行星线 速度逐渐增大，故C错误； 由牛顿第二定律有G三ma,解得a=,,可知 r2 d克 (5R)7=25 即小行星在近日，点的加速度是地球公转加速度的万，故 D正确；故选D.] 7.B[彗星的运行轨道的半轴长为a= 兰AU=17AU,报 3 高考总复习 物理 据开普勒第三定律 T T 解得昔星的周期为T√（尽）T=177年，这颗昔 星绕太阳公转时，从选日点到近日点的最短时间1=受I =号V年，故选B] 8.B根据G=mg,M=p·青R,可得p一 4 R 3g0 音形地球中月装的害度之地为会是·餐-6X 是故选B] 9,C[该星球“两极”处G8”=mg·该星球表面“赤道”处 GMn=4 R mR十mmR,设孩星球窑度为P,则p= 解得需截速C] R 10.B[设卫星P绕地球运动的半径为r,地球半径为R, 根据万有引力提供向心力G=m禁，根搭几何关 r2 系有R=rsin吕，地球的体积为V=号R,地球的蜜 度为=兰联立解得=票成遂] 11,C[根据万有引力提供向心力有G=m r GM 得U气r 故轨道半径越大，线速度越小，因“03星”的线速度小于 “04星”的线速度，故roa>r4, 由图可知，03十ro1=10r,r3一ro1=6r, 解得ro3=8r,ro1=2r, 故“03星”、“04星”的轨道半径之比为4：1，故D错误； 保摄并香格系三定方斧一亮】 特号=8 由题图可知，“03星”与“04星”相邻两次距离最远的时 同时是为工则有子子 联立解得T=7T,工=，故A,B错误 4是的线连度大小为2警2-罕故 7T 8 C正确.] 12.ACD[对于A.探测器在地球表面附近做匀速圆周运 动的周期为T。,地球半径为R。,万有引力提供向心力 有G=m Ro 元R。,得 M=4πR GT,故A正确； 4元R GM Gp 对于B,行星的第一宇宙速度√R 3 R 匹GR,由于小行星半径与地球半径不相等，且地球 3 的第一宇宙速度为U= 2R,故B错误： To 对于C,由于该小行星绕太阳运行的轨道半长轴大于地 球公转轨道半径，根据开普勒第三定律可知，小行星绕 太阳运行周期大于地球公转周期，故C正确； ·5 4πR 对于D,中心天体的密度为p= M GT 4 3πR 祭由于 小行星密度与地球密度相同，所以探测器在二者表面 运行的周期相等，均为T。,故D正确.] 13.解析：(1)根据万有引力提供向心力有G Mm (R+h)=m 祭(R+ 所以M=4π(R+h) GT 2R+h1 2 (2)根据开普勒第三定律可得 (R+h) T? 飞船从近地点P到远地点Q的时间为1=) T 所以t= /(2R十h) 2W8(R+h) 答案：(1)4π(R+h) /2R+h) GT (2)2W8(R+ 课时冲关26人造卫星宇宙速度 1.B2.A3.A4.BD 5.C[“鹊桥二号”依然绕地球运动，其发射速度应大于 7.9km/s,小于11.2km/s.故A错误；“鹊桥二号”的向 心力由月球引力和地球引力共同提供.故B错误；依题 意，“鹊桥二号”随月球绕地球同步公转，可知绕地球运 动的周期约等于月球绕地球运动的周期.故C正确；“鹊 桥二号”若刚好位于L,点，由几何关系可知，通讯范围 较小，不能够更好地为嫦娥六号探测器提供通信支持 故D错误. 6.B[A是同步卫星，周期为24h,与地球球心的连线在8 小时内特注的国心角为9会×2：=号故A错误：振 据=m，解得0√ GM ,可知A卫星的线速度小 于B卫星的线速度，由s=t,可知在相同时间内，A卫星 转过的孤长比B卫星转过的孤长短.故B正确；同理，由 GMm =m 4πr nr,解得T=,可知B卫星的运行周 期一定小于A卫星的周期，即小于24小时.故C错误； 第一宇宙速度是卫星的最大环绕速度，所以B卫星的运 行速度小于第一宇宙速度.故D错误.] 7.C[对于环月椭圆轨道和环月圆轨道，根据开普勒第三 a十b+2R1 2 定律有」 T 7, 可得r=a+62迟，故A,B错误； 2 对于环月圆轨道，根据万有引力提供向心力可得GMm 2 u(r 回得M二故C正确，D错误了 8.AC[设星球质量为M,半径为R,第一宇宙速度为v, 根据=m员： R GM 解得UR GM GM 可得u%R卷，w√R大√行√R 即探测器相对于火星的速度小于地球第一宇宙速度，故 A正确；B错误； 同理，可得=m其R R 4