2024年高一物理万有引力测试卷

170.2024年高一物理万有引力测试卷考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。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，适用于任何两个可以看作质点的物体之间B.当两个物体间的距离趋近于零时，它们之间的万有引力趋近于无穷大C.在地球表面附近，物体的重力和万有引力是同一个力D.万有引力定律揭示了宇宙中物体之间普遍存在的一种吸引力2.设想地球突然停止自转（但仍绕太阳公转），此时（）A.地球表面所有物体的重力都消失了B.赤道上的物体将因为惯性飞向太空C.赤道地区的重力加速度将增大D.两极地区的重力加速度将增大3.已知火星的质量约为地球质量的1/9，半径约为地球半径的1/2。若一个物体在火星表面的重力约为在地球表面重力的3/8，则火星表面与地球表面重力加速度之比g火/g地约为（）A.1/3B.3/8C.2/9D.4/94.关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（）A.它是物体绕地球做匀速圆周运动的最大速度B.它是物体挣脱地球引力所需的最小速度C.它是卫星在近地圆轨道上运行的速度D.它的大小仅与地球的质量有关5.同步卫星是指相对于地面静止的卫星，下列关于同步卫星的说法正确的是（）A.它一定位于赤道正上空B.它的运行速度一定大于第一宇宙速度C.它的向心加速度与位于赤道上的物体相等D.它的运行周期大于24小时6.某星球的质量为M，半径为R。已知在距离星球表面h高处（h<<R）释放一物体，物体自由下落，加速度为g'。则该星球表面的重力加速度g为（）A.g'B.g'*(R+h)/RC.g'*R/(R+h)D.g'*R²/(R+h)²7.将质量为m的卫星发射到半径为地球半径2倍的轨道上做匀速圆周运动，它所受的万有引力大小为在地球表面所受重力的（）A.1/2B.1/4C.1/8D.1/168.下列关于地球同步卫星的说法中，正确的是（）A.它们可以在我国任何地方的正上方空运货物B.它们的运行速度都小于第一宇宙速度C.它们的向心力都由地球对它们的万有引力提供D.它们的轨道高度越高，运行速度越大9.已知地球半径约为6.4×10⁶m，第一宇宙速度约为7.9×10³m/s。若某星球的质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的1.5倍，则该星球的第一宇宙速度约为（）A.3.3×10³m/sB.5.4×10³m/sC.8.9×10³m/sD.10.2×10³m/s10.用F、M、m、r分别表示万有引力常量、地球质量、近地卫星质量、近地卫星轨道半径，则下列表达式中，能正确表示近地卫星所受地球引力大小的是（）A.mgB.GMm/r²C.GMm/R²（R为地球半径）D.mv²/r二、多项选择题（本题共5小题，每小题6分，共30分。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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）11.关于万有引力，下列说法正确的是（）A.万有引力定律适用于两个质点，也可以近似用于两个均匀球体B.万有引力常量G是由实验测得的，其值约为6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²C.两物体间的万有引力总是相互的，遵循牛顿第三定律D.万有引力的大小与两物体质量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比12.关于第一宇宙速度和第二宇宙速度，下列说法正确的是（）A.第一宇宙速度是物体绕地球做匀速圆周运动所需的最小发射速度B.第二宇宙速度是物体摆脱地球引力束缚所需的最小发射速度C.第一宇宙速度是第二宇宙速度的√2倍D.绕地球做匀速圆周运动的卫星，其速度一定小于第一宇宙速度13.对于做匀速圆周运动的地球卫星，下列说法正确的是（）A.卫星离地面越高，其运行速度越小B.卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度C.卫星的向心力由其受到的地球引力提供D.卫星的运行周期与轨道半径的三次方成正比14.下列现象或设备中，与万有引力有关的是（）A.物体自由下落B.月球绕地球公转C.国际空间站绕地球运行D.地球绕太阳公转15.设想地球是一个密度均匀的球体。质量为m的物体位于地球内部，距离球心距离为r（r<R，R为地球半径）。关于物体所受地球的引力，下列说法正确的是（）A.物体受到的引力大小与r成正比B.物体受到的引力大小与r²成反比C.物体受到的引力大小与r成反比D.物体受到的引力大小与r²成正比三、填空题（本题共4小题，每小题5分，共20分。请将答案写在答题卡对应位置。）16.已知万有引力常量G=6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²，地球半径R≈6.4×10⁶m，重力加速度g≈9.8m/s²。请估算地球的质量M约为______kg。17.在地球赤道附近，质量为m的物体随地球自转做匀速圆周运动，其运行半径约为地球半径R。已知地球自转周期T≈8.64×10⁴s，则该物体所受的向心加速度大小约为______m/s²。（结果保留一位有效数字）18.一颗人造地球卫星在距离地面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，周期为T。已知地球半径为R，引力常量为G，则该卫星轨道处的重力加速度g'=______。（用G、R、T、h表示）19.我国发射的“神舟”飞船在绕地球运行的过程中，其机械能______（填“守恒”或“不守恒”），其动能______（填“增大”、“减小”或“不变”）。（均选填正确选项）四、计算题（本题共3小题，共50分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）20.（15分）已知地球半径R≈6.4×10⁶m，第一宇宙速度v₁≈7.9×10³m/s。现有一质量为500kg的航天器，在距离地球表面300km的高空（可近似看作圆轨道）做匀速圆周运动。求：（1）航天器所受的向心力大小；（2）航天器运行的速度大小。21.（15分）我国发射的“嫦娥五号”探月工程，其中返回器在返回地球的过程中，曾先进入一个绕月轨道做匀速圆周运动。已知月球质量约为地球质量的1/81，月球半径约为地球半径的1/4。求探月返回器在月球表面附近做匀速圆周运动的速度大小v月。（结果用地球第一宇宙速度v₁和月球、地球半径R月、R地表示）22.（20分）质量为m的物体从地面竖直上抛，不计空气阻力。设地球半径为R，地球表面重力加速度为g。求物体上升至距离地面高度为h时：（1）物体所受地球的引力大小；（2）物体的重力加速度大小；（3）若此时物体恰能做匀速圆周运动，求此时地球对物体的万有引力大小是多少倍的重力？（用h、R、g表示）试卷答案一、单项选择题1.A2.B3.D4.C5.A6.B7.B8.B9.B10.B二、多项选择题11.ABCD12.ABD13.ACD14.ABCD15.AC三、填空题16.5.9×10²⁴17.0.318.(4π²R³)/(T²(R+h)²)19.不守恒；减小四、计算题20.（1）解：航天器在距地面300km高空做匀速圆周运动，轨道半径r=R+h=6.4×10⁶m+300×10³m=6.7×10⁶m。航天器所受向心力F=mv₁²/r代入数据：m=500kg,v₁=7.9×10³m/s,r=6.7×10⁶mF=500×(7.9×10³)²/6.7×10⁶=500×62.41×10⁶/6.7×10⁶≈4700N航天器所受向心力大小约为4.7×10³N。（2）解：航天器做匀速圆周运动的速度v=v₁²/r代入数据：v₁=7.9×10³m/s,r=6.7×10⁶mv=(7.9×10³)²/6.7×10⁶=62.41×10⁶/6.7×10⁶≈9.3×10³m/s航天器运行的速度大小约为9.3×10³m/s。21.解：设地球质量为M地，半径为R地，第一宇宙速度为v₁；月球质量为M月，半径为R月。探月返回器在月球表面附近做匀速圆周运动，月球的引力提供向心力：GM月m/R月²=mv月²/R月v月²=GM月/R月在地球表面，地球的引力等于重力：GM地m/R地²=mgg=GM地/R地²GM地=gR地²在月球表面，月球的引力等于月球表面重力加速度g月：GM月m/R月²=mg月g月=GM月/R月²GM月=g月R月²代入v月²表达式：v月²=g月R月²/R月=g月R月将g月和GM地表达式代入：v月²=(GM月/R月²)*R月=(GM地R地²/R地²)*R月/g=v₁²*(R月/R地)/gv月=v₁*√(R月/R地)已知R月≈R地/4，代入：v月=v₁*√(R地/4R地)=v₁*√(1/4)=v₁/2探月返回器在月球表面附近做匀速圆周运动的速度大小v月=v₁/2。22.（1）解：物体在距离地面高度为h处，距离地心距离r=R+h。物体所受地球引力F=GMm/r²由GM地=gR地²，得GM地/R地²=gF=(GM地/R地²)*(R地/r)²=g*(R地/r)²代入数据：g=g,R地=R,r=R+hF=g*(R/(R+h))²=gR²/(R+h)²（2）解：物体在高度h处的重力加速度g'是该处引力加速度：g'=F/m=(gR²/(R+h)²)/mg'=gR²/(m(R+h)²)（3）解：物体恰能做匀速圆周运动，说明地球对物体的引力F提供向心力：F=ma向此时a向=g'又知物体在地面附近的重力mg=F'=ma地=mga地=ga向/a地=g'/gg'/g