2026年高考全国卷物理万有引力专题突破卷含解析

2026年高考全国卷物理万有引力专题突破卷含解析考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.关于万有引力定律，下列说法正确的是A.万有引力定律是牛顿发现的，它说明物体间存在相互吸引力B.万有引力定律公式F=G*(m₁*m₂)/r²中，G是比例常数，r是两质点间的距离C.两物体间的万有引力总是大小相等，方向相反，是一对作用力与反作用力D.在地球表面附近，物体所受的重力就是地球对物体的万有引力2.已知地球半径约为6.4×10⁶m，第一宇宙速度约为7.9×10³m/s。一个近地轨道卫星（可视为质点）绕地球做匀速圆周运动，其运行的角速度ω约为A.0.25rad/sB.0.50rad/sC.1.0rad/sD.2.0rad/s3.某行星绕太阳做近似圆周运动的轨道半径为r，运行周期为T。根据开普勒第三定律，下列关系式中正确的是A.T²∝r³B.T²∝1/r³C.T∝√rD.T∝1/√r4.一颗人造地球卫星在轨道上运行，下列说法正确的是A.卫星运行的线速度可能大于第一宇宙速度B.卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度C.卫星运行时，其机械能可能增加D.卫星运行时，只受地球的万有引力作用5.设地球表面处的重力加速度为g₀，离地面高度为h处（h远小于地球半径R）的重力加速度为g，则下列关系式中正确的是A.g=g₀B.g=g₀*(R/(R+h))²C.g=g₀*(R+h)/RD.g=g₀*(R/(R-h))²二、多项选择题：在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得满分，选对但不全的得部分分，有选错的得零分。6.关于地球同步卫星，下列说法正确的是A.地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度B.地球同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度C.所有地球同步卫星的轨道半径都相同D.地球同步卫星的运行周期与地球自转周期相同7.一颗卫星从地球的圆形同步轨道减速后坠入地面，在坠落过程中A.卫星的动能逐渐减小B.卫星的引力势能逐渐减小C.卫星的机械能逐渐减小D.卫星的加速度逐渐增大8.设人造地球卫星在近地圆轨道上运行时，其运行速度为v₁，周期为T₁；在椭圆轨道上运行时，其近地点速度为v₂，远地点速度为v₃，周期为T₂。下列关系式中正确的是A.v₁>v₂B.v₁>v₃C.T₁<T₂D.v₂<v₃9.在地球赤道地面上，有一质量为m的物体随地球一起自转。下列说法正确的是A.物体受到的万有引力等于它所受的重力B.物体所受的重力是地球对物体的万有引力与物体随地球自转所需的向心力之差C.物体所受的重力方向竖直向下D.物体的向心加速度方向指向地心10.关于宇宙速度，下列说法正确的是A.第一宇宙速度是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度B.第二宇宙速度是卫星进入椭圆轨道绕地球运行的最大速度C.第三宇宙速度是航天器摆脱太阳引力束缚的最小发射速度D.摆脱太阳引力束缚后，航天器仍受地球万有引力作用三、填空题：11.设地球半径为R，质量为M，引力常量为G。一个质量为m的物体在地球表面附近，所受地球的万有引力大小约为________。若物体静止在地面上，其受到的重力大小约为________。（假设地球是均质球体）12.一颗人造地球卫星在离地面高度为h的圆形轨道上运行，运行周期为T。已知地球半径为R，引力常量为G。则卫星所在处的引力加速度大小g'=________。卫星运行的线速度大小v=________。13.某星球的质量是地球质量的α倍，半径是地球半径的β倍（α,β为大于1的纯数字）。一个在地球表面可以举起质量为m₀的物体的物体，若将其移到该星球表面，则可以举起的质量为________。14.某同学设想发射一颗绕地球做椭圆轨道运行的人造卫星，其近地点高度为h₁，远地点高度为h₂（均相对于地球表面）。若卫星在近地点的速度为v₁，则它在远地点的速度v₂=________。（不计空气阻力）四、计算题：15.已知地球半径R约为6.4×10⁶m，第一宇宙速度v₁约为7.9×10³m/s，引力常量G约为6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²。求地球的质量M。16.一颗近地卫星在离地面高度为h=300km的圆形轨道上运行，周期T约为5400s。求该卫星运行的线速度大小v。(结果保留两位有效数字)17.设地球质量为M，月球质量为m，地月之间的距离（中心间距）为d。求地球与月球组成的系统，其质心离地球中心的距离。（假设月球绕地球做匀速圆周运动）18.一航天器在距离地球表面高度为h₁的圆轨道上运行，速度为v₁。若该航天器要变轨至离地球表面高度为h₂的圆轨道上运行，求在变轨过程中，航天器需要增加的动能。（可用地球质量M、地球半径R、引力常量G表示）试卷答案一、单项选择题：1.C2.B3.A4.B5.B二、多项选择题：6.B,C,D7.B,C,D8.A,B,D9.B,C10.A,C三、填空题：11.G*(M*m)/R²,G*(M*m)/R²12.G*M/(R+h)²,√(G*M/(R+h))13.m₀*β/α14.√(v₁²*(R+h₁)/(R+h₂))四、计算题：15.解析：卫星在近地圆轨道上运行时，由万有引力提供向心力：G*(M*m_satellite)/R²=m_satellite*v₁²/R。解得地球质量M=v₁²*R/G。代入数据得M≈5.97×10²⁴kg。答案：约5.97×10²⁴kg16.解析：卫星运行的线速度v=2π*(R+h)/T。代入数据得v≈7.5×10³m/s。答案：约7.5×10³m/s17.解析：设地球中心为坐标系原点，地月质心离地球中心距离为x。由质心定义：M*x=m*(d-x)。解得x=m*d/(M+m)。代入数据（M≈6×10²⁴kg,m≈7.3×10²²kg,d≈3.8×10⁸m）得x≈4.7×10⁶m。答案：约4.7×10⁶m（距地球中心）18.解析：设地球质量为M，航天器质量为m。在高度h₁处，机械能E₁=½*m*v₁²-G*(M*m)/(R+h₁)。在高度h₂处，机械能E₂=½*m*v₂²-G*(M*m)/(R+h₂)。由机械能守恒E₁=E₂。由于在圆轨道上v₂²=G*M/(R+h₂)，且v₁²=G*M/(R+h₁)，代入可得½*m*v₁²-G*(M*m)/(R+h₁)=½*m*[G*M/(R+h₂)]-G*(M*m)/(R+h₂)。化简可得½*m*v₁²=½*m*[G*M/(R+h₂)]-G*(M*m)/(R+h₂)。需要增加的动能ΔE_k=E₂-E₁=½*m*v₂²-½*m*v₁²=½*m*[G*M/(R+h₂)]-½*m*v₁²。将v₁²=G*M/(R