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2026 届高考物理一轮复习专题练习卷
《万有引力定律及应用》
（练习时间：60 分钟；满分：100 分）
一、单选题：本大题共4 小题，共16 分。
1.宇宙中，两颗靠得比较近的星体，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双
星系统。如图所示，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
点做匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为
，且
，
，万有引力
常量为
。则( )
A. 星球
、
做圆周运动的线速度之比为
B. 星球
、
做圆周运动的角速度之比为
C. 星球
做圆周运动的周期为
D. 若质量较大的
星球会“吸食”质量较小的
星球的表面物质，从而实现质量转移。
则在“吸食”的最初阶段，
、
运动的周期变大
2.地球和哈雷彗星绕太阳运行的轨迹如图所示，彗星从
运行到、从运行到
的过程中，
与太阳连线扫过的面积分别为
和
，且
。彗星在近日点与太阳中心的距离约为
地球公转轨道半径的
倍，则彗星( )
A. 在近日点的速度小于地球公转的速度
B. 在近日点加速度约为地球公转加速度的倍
C. 从
运行到的时间等于从运行到
的时间
D. 从运行到的过程中动能先减小后增大
3.
年月日晚，天空上演壮丽月全食。此时太阳、地球、月球连成一线，地球居中
遮挡阳光。已知地球绕太阳，月球绕地球均为逆时针运动。地球绕太阳运动的周期为
，
轨道半径为
，月球绕地球运动的周期为
，轨道半径为
。忽略太阳与月球之间的引
力，某一时刻三者位置关系如图所示，下列说法正确的是( )
A.
B. 太阳与地球质量之比为
C. 太阳与地球密度之比为
D. 太阳、地球、月球由图示位置到再次出现月全食所需时间为
4.地球绕太阳公转的轨道可视为半径为
的圆，周期为
，彗星
的椭圆轨道与地球轨道
外切即
的近日点与地球轨道相切，其远日点到太阳中心的距离为
小行星
的椭圆
轨道与地球轨道内切即
的远日点与地球轨道相切，其近日点到太阳的距离为
，
所有轨道共面。已知太阳位于椭圆的一个焦点上，质量为
，
为万有引力常量。不考
虑彗星
和小行星
与地球之间的相互作用力，则下列说法正确的是( )
A. 彗星
在远日点的速度大于地球的公转速度
B. 小行星
在近日点的加速度大小为
C. 彗星
从远日点向近日点运动时，太阳对它的万有引力做负功，机械能减小
D. 彗星
从近日点运动到远日点的时间与地球公转周期
的比值为
二、多选题：本大题共4 小题，共24 分。
5.甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的倍。下列
应用公式进行的推论正确的有( )
A. 由
可知，甲的速度是乙的
倍
B. 由
可知，甲的向心加速度是乙的倍
C. 由
可知，甲的向心力是乙的
D. 由
可知，甲的周期是乙的
倍
6.土星是太阳系中的第二大行星，距离地球约
亿千米如图所示为发射土星探测器的简
易图，探测器经地土转移轨道后，经停泊轨道、，最后到达探测轨道
已知土星的半
径约为地球半径的
倍，质量约为地球质量的
倍，地球表面的重力加速度大小为
，
下列说法正确的是( )
A. 探测器的发射速度一定大于
B. 土星表面的重力加速度大小为
C. 探测器在轨道、、的运行周期关系为
D. 探测器在轨道经
点的速度小于轨道经
点的速度
7.某卫星绕地心的运动视为匀速圆周运动，其周期为地球自转周期
的
，运行的轨道与
地球赤道不共面如图。
时刻，卫星恰好经过地球赤道上
点正上方。地球的质量为
，半径为
，引力常量为
。则( )
A. 卫星距地面的高度为
B. 卫星与位于
点处物体的向心加速度大小比值为
C. 从
时刻到下一次卫星经过
点正上方时，卫星绕地心转过的角度为
D. 每次经最短时间实现卫星距
点最近到最远的行程，卫星绕地心转过的角度比地球的多
8.如图所示，行星绕太阳的公转可以看成匀速圆周运动。在地图上容易测得地球
水星连
线与地球
太阳连线夹角
，地球
金星连线与地球
太阳连线夹角
，两角最大值分
别为
、
则( )
A. 水星的公转周期比金星的大
B. 水星的公转向心加速度比金星的大
C. 水星与金星的公转轨道半径之比为
D. 水星与金星的公转线速度之比为
三、填空题：本大题共3 小题，共14 分。
9.“嫦娥三号”探月飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，已知其周期为
，月
球的半径为
，引力常量为
，则月球的密度
，月球表面的重力加速度
忽略月球自转的影响
10.万有引力定律中的引力常量
是由科学家卡文迪什通过 实验测得的。引力常量
的单位用国际单位制中的基本单位表示为 。
11.两行星
和
是两个均匀球体，行星
的卫星
沿圆轨道运行的周期为
，行星
的
卫星沿圆轨道运行的周期为
，若两卫星均为各自中心星体的近地卫星，且
，行星
和行星
的半径之比为
，两行星的质量之比
，则行星
和行星
的密度之比
，行星表面的重力加速
度之比
．
四、计算题：本大题共3 小题，共46 分。
12.（12 分）有一质量为
、半径为
、密度均匀的球体，在距离球心
为
的地方有
一质量为
的质点，求：
对
的万有引力大小；
现从
中挖去半径为
的球体，两球心和质点在同一直线上，且两球表面相切如
图所示，则剩余部分对
的万有引力大小。
13.（16 分）假如将来的某一天你成为了一名优秀的宇航员，并成功登上了月球。当你乘
宇宙飞船绕月球表面附近做匀速圆周运动时，测得宇宙飞船绕月球的周期为
；已知引力
常量为
，月球半径为，忽略月球的自转。根据以上信息，求：
月球的质量；
月球表面的重力加速度；
月球上的第一宇宙速度。
14.（18 分）“双星系统”是宇宙中常见的天体运行模型，由两颗相距较近的恒星组成，
每个恒星的半径远小于两星之间的距离可视为质点，且双星系统一般远离其他天体，仅
在相互间的万有引力作用下绕某一点质心做匀速圆周运动。如图为某双星系统甲、乙两
星绕其连线上的
点做匀速圆周运动的示意图，已知甲、乙两星质量分别为
、
，两
星间距为
，引力常量为
，求：
甲、乙两星做圆周运动的半径之比
甲、乙两星速度大小之比
和动能之比
。
