2026年新科教版高中高一物理下册第三单元万有引力综合计算卷含答案

2026年新科教版高中高一物理下册第三单元万有引力综合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分一、单选题（每题2分，共20分）1.已知地球半径为R，质量为M，万有引力常量为G，某卫星在距离地面高度为R的轨道上做匀速圆周运动，其运行速度为（）A.√(GM/R)B.√(GM/2R)C.√(GM/3R)D.√(GM/R²)2.关于地球同步卫星，下列说法正确的是（）A.所有同步卫星的轨道半径都相同B.同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度C.同步卫星的向心加速度等于地球表面的重力加速度D.同步卫星可以运行在除赤道平面外的任意轨道上3.两颗质量分别为m₁和m₂的行星，分别围绕同一恒星做圆周运动，轨道半径分别为r₁和r₂，则它们的线速度之比v₁∶v₂为（）A.m₁/m₂B.r₁²/r₂²C.√(m₂/m₁)•(r₁/r₂)D.√(r₂²/r₁²)4.某星球的质量是地球质量的1/4，半径是地球半径的2倍，则该星球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的（）A.1/8B.1/4C.1/2D.2倍5.一颗卫星在半径为r的轨道上做匀速圆周运动，周期为T，若该卫星突然变为静止，则它将（）A.沿原轨道做离心运动B.沿原轨道做近心运动C.沿直线落向地球D.无法确定运动状态6.已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，则在地球表面附近，质量为m的物体所受的重力近似等于（）A.G•M•m/R²B.G•M•m/RC.m•gD.G•M•m•R²7.某行星的质量为地球质量的1/2，半径为地球半径的1/2，则该行星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的（）A.1/2B.1倍C.2倍D.4倍8.两颗质量分别为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，相距变为2r，则它们之间的万有引力大小变为（）A.FB.2FC.4FD.F/29.一颗卫星在半径为r的轨道上做匀速圆周运动，周期为T，若该卫星的轨道半径变为2r，则其周期将变为（）A.T/2B.TC.√2TD.2T10.已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，则在地球表面附近，质量为m的物体所受的重力近似等于（）A.G•M•m/R²B.G•M•m/RC.m•gD.G•M•m•R²二、填空题（每空2分，共20分）1.万有引力常量G的数值为______，单位为______。2.地球质量约为______kg，半径约为______km。3.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所需的最小速度，其数值约为______m/s。4.已知某卫星的轨道半径为地球半径的3倍，则其运行速度约为地球表面第一宇宙速度的______倍。5.若两颗行星的质量分别为m₁和m₂，相距为r，它们之间的万有引力大小为F，则当它们的质量分别变为2m₁和2m₂，相距变为2r时，它们之间的万有引力大小变为______。6.地球同步卫星的运行周期为______小时，它始终位于地球赤道正上方的同一位置。7.已知某行星的质量为地球质量的1/2，半径为地球半径的1/2，则该行星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的______倍。8.一颗卫星在半径为r的轨道上做匀速圆周运动，其向心加速度大小为a，若该卫星的轨道半径变为2r，则其向心加速度大小将变为______。9.若某行星的质量为M，半径为R，万有引力常量为G，则在该行星表面附近，质量为m的物体所受的重力近似等于______。10.已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，则在地球表面附近，质量为m的物体所受的重力近似等于______。三、判断题（每题2分，共20分）1.所有行星都围绕太阳做椭圆轨道运动，太阳位于椭圆的一个焦点上。（）2.同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度。（）3.万有引力常量G的数值是由牛顿通过实验测定的。（）4.地球表面的重力加速度约为9.8m/s²，它等于地球质量与万有引力常量的比值除以地球半径的平方。（）5.若两颗行星的质量分别为m₁和m₂，相距为r，它们之间的万有引力大小为F，则当它们的质量分别变为2m₁和2m₂，相距变为2r时，它们之间的万有引力大小变为4F。（）6.地球同步卫星的运行周期为24小时，它始终位于地球赤道正上方的同一位置。（）7.一颗卫星在半径为r的轨道上做匀速圆周运动，其向心加速度大小为a，若该卫星的轨道半径变为2r，则其向心加速度大小将变为a/2。（）8.若某行星的质量为M，半径为R，万有引力常量为G，则在该行星表面附近，质量为m的物体所受的重力近似等于G•M•m/R²。（）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所需的最小速度，其数值约为7.9km/s。（）10.已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，则在地球表面附近，质量为m的物体所受的重力近似等于m•g。（）四、简答题（每题4分，共12分）1.简述万有引力定律的内容及其适用条件。2.解释为什么地球同步卫星的运行周期为24小时。3.比较第一宇宙速度和第二宇宙速度的区别。五、应用题（每题9分，共18分）1.已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，质量为m的物体在地球表面附近所受的重力近似等于m•g，求地球表面的重力加速度g的表达式。2.某卫星在半径为r的轨道上做匀速圆周运动，其运行速度为v，周期为T，求该卫星的向心加速度大小a的表达式。标准答案及解析---一、单选题答案1.A2.A3.C4.C5.C6.A7.C8.C9.D10.A解析1.卫星在距离地面高度为R的轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为2R，根据万有引力提供向心力：G•M•m/(2R)²=m•v²/(2R)解得v=√(GM/2R)，故选B。2.同步卫星的轨道半径固定，运行周期与地球自转周期相同，即24小时，故选A。3.根据万有引力提供向心力：G•M•m₁/r₁²=m₁•v₁²/r₁G•M•m₂/r₂²=m₂•v₂²/r₂两式相除得v₁/v₂=√(m₂/m₁)•(r₁/r₂)，故选C。4.根据万有引力公式：g'=G•M/(2R)²=G•M/4R²=g/4，故选C。5.卫星突然变为静止，将沿原轨道做近心运动，故选B。6.在地球表面附近，物体所受的重力近似等于万有引力：G•M•m/R²≈m•g，故选A。7.根据万有引力公式：g'=G•(M/2)/(R/2)²=2G•M/R²=2g，故选C。8.根据万有引力公式：F'=G•(2m₁)•(2m₂)/(2r)²=4G•m₁m₂/r²=4F，故选C。9.根据开普勒第三定律：T²/r³=常量，若轨道半径变为2r，则周期T'=√(8T²)=2T，故选D。10.同第6题，故选A。---二、填空题答案1.6.67×10⁻¹¹N•m²/kg²，国际单位制（SI）2.5.97×10²⁴kg，6.37×10³km3.7.9×10³m/s4.1/√35.4F6.247.2倍8.a/49.G•M•m/R²10.m•g---三、判断题答案1.√2.×3.×（万有引力常量G是由卡文迪许通过实验测定的）4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.√---四、简答题答案1.万有引力定律的内容及其适用条件-内容：宇宙中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与两个物体的质量乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。-适用条件：适用于质点间的引力计算，或两个质量分布均匀的球体间的引力计算。2.为什么地球同步卫星的运行周期为24小时地球同步卫星的运行周期必须与地球自转周期相同（24小时），才能始终位于地球赤道正上方的同一位置，实现与地球自转同步。3.第一宇宙速度和第二宇宙速度的区别-第一宇宙速度：物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动所需的最小速度（约7.9km/s）。-第二宇宙速度：物体摆脱地球引力所需的最小速度（约11.2km/s）。---五、应用题答案1.地球表面的重力加速度g的表达式在地球表面附近，物体所受的重力近似等于万有引力：G•M•m/R²=m•g解得g=G•M/R²。2.卫星的