2026年新科教版高中高一物理下册第三单元万有引力计算卷含答案

2026年新科教版高中高一物理下册第三单元万有引力计算卷含答案考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________【考核对象】高中一年级学生【试卷总分】100分【考试时间】90分钟一、单选题（总共10题，每题2分，共20分）1.若地球半径为R，质量为M，某卫星在距离地表h高处做匀速圆周运动，则卫星的运行周期T与地球表面重力加速度g的关系为（）A.T∝√(R+h)B.T∝√(R+h)/gC.T∝√(R/g)D.T∝√(R+h)/√g2.已知月球绕地球做匀速圆周运动，周期为T，轨道半径为r，若将地球质量记为M，月球质量记为m，则地球对月球的万有引力大小为（）A.F=GMm/r²B.F=4π²mr/T²C.F=GMm/(r+R)²（R为地球半径）D.F=mv²/r3.某星球质量是地球质量的4倍，半径是地球半径的2倍，若在地球表面重力加速度为g，则该星球表面的重力加速度为（）A.g/2B.2gC.4gD.g/44.用弹簧测力计在地球表面测量一个物体的重力，示数为G。若将该物体带到距离地球表面高度等于地球半径的位置，弹簧测力计的示数变为（）A.G/2B.G/4C.2GD.G5.两颗质量分别为m₁和m₂的行星，相距为r，它们之间的万有引力大小为F。若将它们的质量分别变为2m₁和2m₂，距离也变为2r，则它们之间的万有引力大小变为（）A.F/2B.FC.2FD.4F6.某卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，线速度为v。若该卫星的轨道半径增大为2r，则其线速度大小变为（）A.v/2B.v√2C.v/√2D.2v7.已知第一宇宙速度是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，若某卫星的轨道半径是地球半径的3倍，则其运行速度大小与第一宇宙速度之比为（）A.1/3B.√3/3C.1/√3D.√3/28.某星球的质量为地球质量的1/4，半径为地球半径的1/2，若在地球表面重力加速度为g，则该星球表面的重力加速度为（）A.g/2B.g/4C.2gD.4g9.用万有引力定律计算地球同步卫星的向心力时，下列说法正确的是（）A.地球对卫星的引力就是卫星的向心力B.卫星对地球的引力就是卫星的向心力C.地球对卫星的引力与卫星的向心力是不同性质的力D.卫星做匀速圆周运动不需要向心力10.已知地球质量为M，半径为R，某物体在地球表面受到的重力为G。若将该物体带到距离地球表面高度为R的位置，则它受到的重力大小变为（）A.G/2B.G/4C.2GD.G参考答案：1B2A3B4B5C6C7C8B9A10B---二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）11.万有引力定律的公式为________，其中G为万有引力常量，其值为6.67×10⁻¹¹N•m²/kg²。12.在地球表面，质量为m的物体受到的重力大小为________，方向竖直向下。13.第一宇宙速度是指物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，其大小约为________m/s。14.已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T，轨道半径为r，则月球做圆周运动的角速度ω为________。15.若某星球的质量为M，半径为R，则在该星球表面，质量为m的物体受到的重力加速度g为________。16.用万有引力定律计算地球同步卫星的向心力时，向心力的大小为________，方向指向地球中心。17.已知地球质量为M，半径为R，某物体在地球表面受到的重力为G，则该物体在距离地球中心2R的位置受到的重力大小为________。18.若两颗行星的质量分别为m₁和m₂，相距为r，则它们之间的万有引力大小为________。19.已知某卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，线速度为v，则卫星做圆周运动的向心加速度大小为________。20.若某星球的质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的2倍，则在该星球表面，质量为m的物体受到的重力大小是地球表面同质量物体受到的重力的________倍。参考答案：11.F=GMm/r²12.G=mg13.7.914.ω=2π/T15.g=GM/R²16.F=GMm/r²17.G/418.F=GMm/r²19.a=v²/r20.4---三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）21.万有引力定律适用于任何两个有质量的物体之间。22.在地球表面，物体的重力大小等于万有引力大小。23.第一宇宙速度是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度。24.月球绕地球做匀速圆周运动，其向心力由地球对月球的万有引力提供。25.若某卫星的轨道半径增大，则其运行速度大小增大。26.用万有引力定律计算地球同步卫星的向心力时，向心力的大小与卫星的质量成正比。27.已知地球质量为M，半径为R，某物体在地球表面受到的重力为G，则该物体在距离地球表面高度为R的位置受到的重力大小为G/2。28.若两颗行星的质量分别为m₁和m₂，相距为r，则它们之间的万有引力大小与它们的质量乘积成正比，与距离平方成反比。29.已知某卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，线速度为v，则卫星做圆周运动的向心加速度大小为v²/r。30.若某星球的质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的2倍，则在该星球表面，质量为m的物体受到的重力大小是地球表面同质量物体受到的重力的4倍。参考答案：21√22×23√24√25×26√27√28√29√30√---四、简答题（总共3题，每题4分，共12分）31.简述万有引力定律的发现过程及其意义。32.为什么第一宇宙速度是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度？33.已知地球质量为M，半径为R，某物体在地球表面受到的重力为G。若将该物体带到距离地球表面高度为h的位置，则它受到的重力大小如何变化？请用公式说明。参考答案：31.万有引力定律由牛顿在1687年提出，其意义在于揭示了宇宙中一切物体之间都存在相互吸引的力，为天体运动提供了理论解释。32.第一宇宙速度是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，因为此时物体所受的向心力完全由地球对物体的万有引力提供。33.物体在距离地球表面高度为h的位置受到的重力大小为G'=(R/(R+h))²G。---五、应用题（总共2题，每题9分，共18分）34.已知地球质量为M，半径为R，某卫星在距离地球表面高度为h的位置做匀速圆周运动，周期为T。请用万有引力定律和牛顿第二定律求该卫星的运行速度大小。35.已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T，轨道半径为r。请用万有引力定律和牛顿第二定律求地球的质量M。参考答案：34.设卫星质量为m，运行速度为v，根据万有引力定律和牛顿第二定律，有：GMm/(R+h)²=mv²/(R+h)，解得v=√(GM/(R+h))。又因为T=2π(R+h)/v，所以v=2π(R+h)/T。联立两式，解得v=√(GM/(R+h))=2π(R+h)/T。35.设月球质量为m，根据万有引力定律和牛顿第二定律，有：GMm/r²=mv²/r，解得M=v²r/G。又因为月球做圆周运动的角速度ω=2π/T，线速度v=ωr，所以M=(4π²r³)/(GT²)。---标准答案及解析一、单选题1B.根据万有引力定律和牛顿第二定律，有：GMm/(R+h)²=mv²/(R+h)，解得v=√(GM/(R+h))，周期T=2π(R+h)/v=2π(R+h)√(R+h)/(GM)=√(R+h)/√(GM)∝√(R+h)/g。2A.根据万有引力定律，地球对月球的万有引力大小为F=GMm/r²。3B.根据万有引力定律，星球表面的重力加速度g'=GM/R²，地球表面的重力加速度g=GM/R²，所以g'=4GM/(2R)²=2GM/R²=2g。4B.根据万有引力定律，物体在距离地球表面高度等于地球半径的位置受到的重力大小为F'=GMm/(2R)²=Gm/R²/4=G/4。5C.根据万有引力定律，新的万有引力大小为F'=G(2m₁)(2m₂)/(2r)²=4F/4=F。6C.根据万有引力定律和牛顿第二定律，有：GMm/r²=mv²/r，解得v=√(GM/r)，所以当轨道半径变为2r时，新的线速度大小为v'=√(GM/(2r))=v/√2。7C.根据万有引力定律和牛顿第二定律，有：GMm/r²=mv²/r，解得v=√(GM/r)，第一宇宙速度v₁=√(GM/R)，所以v'/v₁=√(R/r)=√3/3。8B.根据万有引力定律，星球表面的重力加速度g'=GM/R²，地球表面的重力加速度g=GM/R²，所以g'=M/(R²)/(M/(4R)²)=4g/1=4g。9A.地球对卫星的引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，所以地球对卫星的引力就是卫星的向心力。10B.根据万有引力定律，物体在距离地球表面高度为R的位置受到的重力大小为F'=GMm/(2R)²=Gm/R²/4=G/4。---二、填空题11.F=GMm/r².万有引力定律的公式为F=GMm/r²，其中G为万有引力常量，其值为6.67×10⁻¹¹N•m²/kg²。12.G=mg.在地球表面，质量为m的物体受到的重力大小为G=mg，方向竖直向下。13.7.9.第一宇宙速度是指物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，其大小约为7.9m/s。14.ω=2π/T.已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T，轨道半径为r，则月球做圆周运动的角速度ω=2π/T。15.g=GM/R².若某星球的质量为M，半径为R，则在该星球表面，质量为m的物体受到的重力加速度g=GM/R²。16.F=GMm/r².用万有引力定律计算地球同步卫星的向心力时，向心力的大小为F=GMm/r²，方向指向地球中心。17.G/4.已知地球质量为M，半径为R，某物体在地球表面受到的重力为G，则该物体在距离地球中心2R的位置受到的重力大小为F'=GMm/(2R)²=G/4。18.F=GMm/r².若两颗行星的质量分别为m₁和m₂，相距为r，则它们之间的万有引力大小为F=GMm/r²。19.a=v²/r.已知某卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，线速度为v，则卫星做圆周运动的向心加速度大小为a=v²/r。20.4.若某星球的质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的2倍，则在该星球表面，质量为m的物体受到的重力大小为F'=G(2M)(m)/(2R)²=4GMm/R²=4G。---三、判断题21√.万有引力定律适用于任何两个有质量的物体之间，包括宏观物体和微观粒子。22×.在地球表面，物体的重力大小近似等于万有引力大小，但存在微小差异。23√.第一宇宙速度是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度。24√.月球绕地球做匀速圆周运动，其向心力由地球对月球的万有引力提供。25×.若某卫星的轨道半径增大，则其运行速度大小减小。26√.用万有引力定律计算地球同步卫星的向心力时，向心力的大小与卫星的质量成正比。27√.已知地球质量为M，半径为R，某物体在地球表面受到的重力为G，则该物体在距离地球表面高度为R的位置受到的重力大小为G/2。28√.若两颗行星的质量分别为m₁和m₂，相距为r，则它们之间的万有引力大小与它们的质量乘积成正比，与距离平方成反比。29√.已知某卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，线速度为v，则卫星做圆周运动的向心加速度大小为v²/r。30√.若某星球的质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的2倍，则在该星球表面，质量为m的物体受到的重力大小是地球表面同质量物体受到的重力的4倍。---四、简答题31.万有引力定律由牛顿在1687年提出，其意义在于揭示了宇宙中一切物体之间都存在相互吸引的力，为天体运动提供了理论解释。牛顿通过观察苹果落地和行星运动，发现了万有引力定律，并用数学公式描述了