第三章《万有引力定律》章末达标训练-2026年粤教版高中物理必修第二册

第三章《万有引力定律》章末达标训练

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一、单选题

1.（25-26高三上•北京•阶段练习）如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质

量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

Q2M

A.甲的线速度和乙的大小相同B.甲的线速度比乙的大

C.甲的运行周期比乙的小D.甲的向心加速度比乙的小

2.（24-25高一下•浙江绍兴•期中）关于行星绕太阳的运动，下列说法中正确的是（）

A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动

B.离太阳越近的行星的运动周期越短

C.行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处

D.地球绕太阳的轨道半长轴的二次方跟公转周期的二次方的比值与月球绕地球的轨道

半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值相等

3.（25-26高三上・重庆云阳•阶段练习）中国空间站（称“天宫空间站”,英文ChinaSpaceStation,

缩写CSS）是中华人民共和国建成的国家级太空实验室，其凯道高度为400〜450km。设定

中国空间站绕地球做匀速圆周运动，其运行速率为u,则（）

A.v<7.9km/sB.7.9km/s<v<ll.2km/s

C.11.2km/s<i<16,7km/sD.v>16.7km/s

4.（25-26高一下•云南曲靖•阶段练习）2019年3月1（）H,全国政协十三届二次会议笫三次

全体会议上，相关人士透露：未来十年左右，月球南极将出现中国主导、多国参与的月球科

研站，中国人的足迹将踏上月球。假设一探测器在半径为「的轨道上绕月球做匀速圆周运动，

周期为7,引力常量为G,忽略其他天体对探测器的引力作用和月球自转。则可以求出的物

理量是（）

A.探测器的质量B.月球的密度

C.月球的质量D.月球表面的重力加速度

5.（24-25高一下•江苏南通・月考）2025年2月28日前后,在夜空观察时,太阳系中的土星、

水星、海王星、金星、天王星、木星和火星将大致连成一条直线，上演“七星连珠”天象，则

下列说法正确的是（）

A.金星和火星在相同时间内与太阳连线扫过的面积相同

B.火星在近日点的速度大于火星在远日点的速度

C.这些行星的轨迹是椭圆，太阳在椭圆中心

D.七星连成一线时角速度恰好相同

6.（25-26高二上•湖南长沙•开学考试）1772年,法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体

问题》中指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点,

如图中乙、L2、4、L4>4所示，人们称之为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在

太阳与地球共同引力作用下，可以不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做匀速圆周运动。已

知太阳质量为地球质量的33万倍，日地距离为太阳半径的215倍，%和4对称，且与太阳

连线的夹角为120%则下列说法正确的是（）

A.人造卫星在乙和4的向心加速度相同

B.八4的公转线速度相同

C.4距太阳中心的距离比4距太阳中心的距离小

D.%的旋转中心点在太阳的中心

7.（24-25高一下•北京丰台•期末）下列说法正确的是（）

A.开普勒发现了行星运动规律

B.牛顿发现了万有引力定律并测出万有引力常量

C.根据万有引力定律/=6如能可知，当10时，引力厂T8

r~

D.卡文迪什进行的“月一地检验”表明地球、地面物体间的引力与地球、月球间的引力遵

循同样的规律

8.（25-26高三上•浙江•阶段练习）下表为地球与火星的相关数据。若地球与火星绕太阳的

运动可视为圆周运动，则根据表中信息可知（）

与太阳的平均距赤道半径公转自转周质量（上也球视体积（地球视

离（亿km）（km）周期期为1）为11

地23小时

1.4966.3781年11

球56分

火24小时

2.2793.3951.9年0.110.15

星37分

A.地球公转的线速度小于火星公转的线速度

B.地球公转的向心加速度小于火星公转的向心加速度

C.地球自转的角速度小于火星自转的角速度

D.地球表面的重力加速度大于火星表面的重力加速度

二、多选题

9.（24-25高一下•山西朔州•期中）2021年4月29日,中国空间站天和核心舱发射升空,准

确进入预定轨道.2023年2月9日，神舟十五号航天员乘组，迎来了首次出舱活动.核心

舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，已知引力常量G,下列说法中正确的是（）

A.若测得核心舱的轨道半径「和线速度v,即可求地球质量也

B.若测得核心舱的轨道半径「和地球半径R,即可求地球质量M

C.若测得核心舱的轨道半径r和周期T,即可求地球密度P

D.若测得核心舱的轨道半径与地球半径的比值人和周期r,即可求地球密度P

试卷第2页，共4页

10.（24-25高•下・河北邯郸•期中）我们赖以生存的银河系的恒星中大约有!是双星，“双星

系统''由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星

系统一般远离其他天体。如图所示，1、2两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作

用下，绕连线上的O点做匀速圆周运动，且它们在运动中距离保持不变。已知双星1、2的

质量之比叫：〃?2=3:2,下列说法中正确的是（）

A.双星轨道半径之比4W=2：3

B.双星线速度之比u：匕=3:2

C.双星角速度之比回：g=3:2

D.双星周期之比小月=1：1

三、实验题

11.（24-25高一下•黑龙江哈尔滨•期中）一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入该行

星表面的圆形轨道绕行一圈后，着陆在该行星上。飞船上备有以下器材：

A.秒表一只

B.质量为〃?的物体一个

C.弹簧测力计一个

宇航员在绕行时及着陆后各做一次测量，依据测量数据，可求得该星球的半径R，已知引力

常量为G。

（1）绕行时需测量的物理量为周期丁，选用的器材是（填序号）；

（2）着陆后需测量的物理量为物体在行星表面的重力尸，从而得出行星表面的重力加速度,

选用的器材是__________（填序号）；

（3）利用测得的物理软写出半径R=°

四、解答题

12.（24-25高一下•全国•课堂例题）行星的实际运动是椭圆运动，能把它简化成什么运动呢？

行星

行星

13.（24-25高一卜.•重庆・期末）地球静止卫星周期与地球自转周期相同。把地球静止卫星的

运动看作匀速圆周运动，如图所示。已知地球自转的周期为T,地球半径为R,地球静止卫

星绕地球飞行时距地面的高度为力，万有引力常量为G。求：

（1）地球静止卫星的向心加速度大小；

（2）地球的质量。

R

14.（24-25高一下•广东河源・期中）假设未来某天我国宇航员登上月球表面，他通过半径

R=4m、四分之一固定圆弧滑道向月面小车运送仪器。如图所示，质量外=30kg、可看作

质点的仪涔从滑道顶端八点由静止释放，沿滑道运动到末端4点（4点的切线水平）时的速

度y=4m/s。已知地球质量是月球质量的81倍，半径是月球半径的3.67倍，地球表面的重

力加速度&）=9.8m/s2,忽略月球与地球的自转。（结果均保留三位有效数字）

（1）求月球表面的重力加速度g;

（2）求仪器经过4点时对滑道的压力

试卷第4页，共4页

《第三章《万有引力定律》章末达标训练一2026年粤教版必修第二册高中物理》参考答案

题号12345678910

答案DBACBCADADAD

1.D

【详解】根据万有引力提供向心力，有

—Minv2-Mm4TI2〃Mm

G——=m—,G——=m——r,G——=ma

rrr-T~厂

整理得

=怦/。信T

其中M表示中心天体质量，，•表示轨道半径，凯道半径相同，则中心天体质量越大，I，越大，

7越小，。越大，乙所环绕的中心天体质量较大，故其线速度较大，周期较小，向心加速度

较大，故D正确。

故选D。

2.B

【分析】根据题干中“行星绕太阳的运动可知本题考查开普勒三定律，根据开普勒三定律

分析作答即可。

【详解】A.行星是在各自的轨道上绕太阳运动，并不是都在同一轨道上，A错误：

B.由开普勒第三定律

干二人

所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，得离太阳越近的行星的

运动周期越短，B正确：

C.行星绕太阳运动的轨道是椭圆形，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，并不是轨道的中心

处，C错误；

D.所有行星必须是对同一中心天体而言，开普勒第三定律才适用，地球的中心天体是太阳，

而月球的中心天体是地球，所以各自坑道半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值并不相等,

D错误。

故选Bo

3.A

【详解】根据万有引力提供向心力有

-MmV

G—厂二一

所以

由此可知，中国空间站绕地球做匀速圆周运动的运行速率小于近地卫星的运行速率，即小于

7.9km/So

故选Ao

4.C

【详解】根据

答案第1页，共6页

GMm4乃2

可知，无法计算探测器的质量，可以计算月球质量，但是月球半径不知，所以无法计算月球

密度和表面里力加速度。

故选C。

5.B

【详解】A.根据开普勒第二定律，同一行星在相同时间内与太阳连线扫过的面积相等，但

金星和火星是不同行星，轨道参数不同，扫过的面积速率不同，A错误；

民根据开普勒第二定律，行星在近日点速度最大，远日点速度最小，火星在近日点的速度

大于远日点的速度，B正确；

C.开普勒第一定律指出行星轨道是椭圆，但太阳位于椭圆的一个焦点上，而非中心，C错

误；

D.行星角速度由轨道半径决定，根据开普勒第三定律，轨道半径越大，公转周期越大，角

速度越小，七星连珠时各行星角速度不同，D错误。

故选B。

6.C

【详解】A.在乙和区位置的卫星的角速度相同，圆周运动半径不同，根据

可知向心加速度大小不同，故A错误；

B.根据u=m

可知，5个点角速度相同，当圆周运动半径相同时，线速度大小相同。由于。和4的圆周运

动半径不同，故其线速度不同，故B错误；

C.根据图示可知，A到太阳的距离小于右到太阳的距离，故C正确；

D.飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，保持与地球同步绕太阳做匀速

圆周运动，则人的旋转中心点在太阳和地球的公共质心点，不在太阳的中心，如图所示

。地球

故D错误。

故选C。

7.A

【详解】A.开普勒通过分析第谷的观测数据，总结出行星运动的三大定律，故A正确；

B.牛顿发现了万有引力定律，但万有引力常量G是卡文迪什通过扭秤实验测出的，故B错

误；

C.万有引力定律仅适用于质点或均匀球体间的相互作用。当10时，物体不能视为质点,

公式不再成立，故c错误；

答案第2页，共6页

D.“月一地检验”是牛顿为验证地球对月球的引力与地球对地面物体的引力遵循相同规律而

提出的，卡文迪什的贡献是测定引力常量G,故D错误。

故选Ao

8.D

【详解】A.根据万有引力提供向心力，则有

八Mmv2

G——=m—

I-r

解得

由表数据中可知地球的轨道半径小于火星的轨道半径，故地球公转的线速度大于火星公转的

线速度，故A错误；

B.根据牛顿第二定律，则有

G吧"

r

解得

GM

a-

由表数据中可知地球的轨道半径小于火星的轨道半径，故地球公转的向心加速度大于火星公

转的向心加速度，故B错误；

C.根据

由表数据中可知地球的自转周期小于火星的自转周期，故地球的自转角速度大于火星的自转

角速度，故C错误；

D.在星球表面，根据万有引力等于重力，则有

解得

GM

g-

由表中地球和火星的质量、半径的数据代入上式，可知地球表面的重力加速度大于火星表面

的重力加速度，故D正确。

故选D。

9.AD

【详解】AB.由万有引力提供向心力公式

厂MmV1

G——=m—»

r~r

可得

山

MM=----

G

故A正确，B错误；

CD.根据万有引力提供向心力可得

答案第3页，共6页

GMm4乃

———r

r2T2

解得

u442，

M=------

GT-

根据密度公式得

MM

〜4

3

联立可得

3万r33乃小

P=-----•—T=-------K'

GT2R'GT2

故C错误，D正确。

故选ADo

10.AD

【详解】A.“双星系统”在相等时间内转过的角度相等，即角速度相等，根据

叫小2

G-j^-=my(o4

，吗/2

G-^-=m2Mr2

解得

q:4=2：3

A正确；

B.根据

匕=叼

v2=(or2

解得

v1:v2=2:3

B错误；

C.根据上述可知

外：牡=1：।

C错误；

D.“双星系统”在相等时间内转过的角度相等，即角速度相等，根据

2乃

60=一

T

可知

工：4=1:1

D正确。

故选ADo

答案第4页，共6页

FT

II.ABC/CB-^-4—

4不加

【详解】（1）⑴测周期需要秒表，故选A。

（2）⑵测质量为〃?的物体的重力需要弹簧测力计，故选BC。

（3）[3]绕行时，根据万有引力等于向心力

4后,、

G——=m——R

R2T2

着陆后，万有引力等于重力

Mm

G—丁=F