2026年新科教版高中高一物理下册万有引力定律应用卷含答案

2026年新科教版高中高一物理下册万有引力定律应用卷含答案考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.某星球质量为M，半径为R，若在该星球表面附近用弹簧测力计称量质量为m的物体，弹簧测力计的示数为G，则该星球表面的重力加速度大小为（）A.G/mB.GM/R²C.Gm/R²D.GMm/R²2.已知地球半径约为6.4×10⁶m，第一宇宙速度约为7.9×10³m/s，若某卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为地球半径的2倍，则该卫星的运行速度大小为（）A.3.95×10³m/sB.7.9×10³m/sC.1.58×10⁴m/sD.15.8×10³m/s3.两颗质量分别为m₁和m₂的行星，分别绕太阳做圆周运动，轨道半径分别为r₁和r₂，若它们的运行周期相等，则m₁和m₂的质量之比约为（）A.r₁²/r₂²B.r₂²/r₁²C.√(r₁/r₂)D.14.某空间站绕地球做匀速圆周运动，其运行周期为T，若空间站距离地球表面高度为h，地球半径为R，则h的值为（）A.(T²GM/R³)^(1/2)-RB.(T²GM/R³)^(1/2)+RC.(R³T²/GM)^(1/2)-RD.(R³T²/GM)^(1/2)+R5.已知地球同步卫星的轨道半径约为3.6×10⁷m，运行周期为24小时，若某颗卫星的轨道半径小于地球同步卫星，则该卫星的运行速度（）A.大于地球同步卫星B.小于地球同步卫星C.等于地球同步卫星D.无法确定6.某物体从地球表面竖直上抛，不计空气阻力，其最大高度为h，则该物体在最高点的加速度大小为（）A.0B.gC.GM/R²D.GM/(R+h)²7.已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期约为27.3天，轨道半径约为3.8×10⁸m，若地球质量为M，则月球受到的地球引力大小约为（）A.GMm/R²B.GMm/(R+h)²C.4π²R³/(T²G)D.4π²R/T²8.某星球的质量为地球质量的1/2，半径为地球半径的2倍，若地球表面的重力加速度为g，则该星球表面的重力加速度大小约为（）A.g/2B.gC.2gD.g/49.某卫星绕地球做椭圆轨道运动，其近地点距离地球表面高度为h₁，远地点距离地球表面高度为h₂，地球半径为R，则该卫星在近地点和远地点的动能之比约为（）A.(R+h₂)/(R+h₁)B.(R+h₁)/(R+h₂)C.(R+h₂)²/(R+h₁)²D.(R+h₁)²/(R+h₂)²10.已知地球同步卫星的运行速度约为3.1×10³m/s，若某颗卫星的运行速度大于地球同步卫星，则该卫星的轨道半径（）A.大于地球同步卫星B.小于地球同步卫星C.等于地球同步卫星D.无法确定二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.某星球的质量为M，半径为R，若在该星球表面附近用弹簧测力计称量质量为m的物体，弹簧测力计的示数为G，则该星球表面的重力加速度大小为________。2.已知地球半径约为6.4×10⁶m，第一宇宙速度约为7.9×10³m/s，若某卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为地球半径的2倍，则该卫星的运行速度大小为________。3.两颗质量分别为m₁和m₂的行星，分别绕太阳做圆周运动，轨道半径分别为r₁和r₂，若它们的运行周期相等，则m₁和m₂的质量之比约为________。4.某空间站绕地球做匀速圆周运动，其运行周期为T，若空间站距离地球表面高度为h，地球半径为R，则h的值为________。5.已知地球同步卫星的轨道半径约为3.6×10⁷m，运行周期为24小时，若某颗卫星的轨道半径小于地球同步卫星，则该卫星的运行速度________（填“大于”“小于”或“等于”）地球同步卫星。6.某物体从地球表面竖直上抛，不计空气阻力，其最大高度为h，则该物体在最高点的加速度大小为________。7.已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期约为27.3天，轨道半径约为3.8×10⁸m，若地球质量为M，则月球受到的地球引力大小约为________。8.某星球的质量为地球质量的1/2，半径为地球半径的2倍，若地球表面的重力加速度为g，则该星球表面的重力加速度大小约为________。9.某卫星绕地球做椭圆轨道运动，其近地点距离地球表面高度为h₁，远地点距离地球表面高度为h₂，地球半径为R，则该卫星在近地点和远地点的动能之比约为________。10.已知地球同步卫星的运行速度约为3.1×10³m/s，若某颗卫星的运行速度大于地球同步卫星，则该卫星的轨道半径________（填“大于”“小于”或“等于”）地球同步卫星。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.某星球的质量为M，半径为R，若在该星球表面附近用弹簧测力计称量质量为m的物体，弹簧测力计的示数为G，则该星球表面的重力加速度大小为G/m。（）2.已知地球半径约为6.4×10⁶m，第一宇宙速度约为7.9×10³m/s，若某卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为地球半径的2倍，则该卫星的运行速度大小为7.9×10³m/s。（）3.两颗质量分别为m₁和m₂的行星，分别绕太阳做圆周运动，轨道半径分别为r₁和r₂，若它们的运行周期相等，则m₁和m₂的质量之比约为1。（）4.某空间站绕地球做匀速圆周运动，其运行周期为T，若空间站距离地球表面高度为h，地球半径为R，则h的值为(R³T²/GM)^(1/2)-R。（）5.已知地球同步卫星的轨道半径约为3.6×10⁷m，运行周期为24小时，若某颗卫星的轨道半径小于地球同步卫星，则该卫星的运行速度大于地球同步卫星。（）6.某物体从地球表面竖直上抛，不计空气阻力，其最大高度为h，则该物体在最高点的加速度大小为0。（）7.已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期约为27.3天，轨道半径约为3.8×10⁸m，若地球质量为M，则月球受到的地球引力大小约为GMm/R²。（）8.某星球的质量为地球质量的1/2，半径为地球半径的2倍，若地球表面的重力加速度为g，则该星球表面的重力加速度大小约为g/2。（）9.某卫星绕地球做椭圆轨道运动，其近地点距离地球表面高度为h₁，远地点距离地球表面高度为h₂，地球半径为R，则该卫星在近地点和远地点的动能之比约为(R+h₂)/(R+h₁)。（）10.已知地球同步卫星的运行速度约为3.1×10³m/s，若某颗卫星的运行速度大于地球同步卫星，则该卫星的轨道半径小于地球同步卫星。（）四、简答题（总共4题，每题4分，总分16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.说明为什么卫星在近地点的速度大于远地点的速度。4.某物体从地球表面竖直上抛，不计空气阻力，其最大高度为h，请推导该物体在最高点的加速度大小。五、应用题（总共4题，每题6分，总分24分）1.已知地球半径约为6.4×10⁶m，地球表面的重力加速度为g，请推导第一宇宙速度的表达式。2.某卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为地球半径的3倍，运行速度为5.0×10³m/s，请计算地球的质量。3.某星球的质量为地球质量的1/2，半径为地球半径的2倍，若地球表面的重力加速度为g，请计算该星球表面的重力加速度大小。4.某卫星绕地球做椭圆轨道运动，其近地点距离地球表面高度为6.4×10⁶m，远地点距离地球表面高度为1.6×10⁷m，地球半径为6.4×10⁶m，请计算该卫星在近地点和远地点的动能之比。【标准答案及解析】一、单选题1.B解析：根据弹簧测力计的示数G，可得物体所受重力为G，由万有引力定律可得：G=GMm/R²，解得重力加速度大小为GM/R²。2.A解析：根据万有引力提供向心力，可得：GMm/r²=mv²/r，解得v=√(GM/r)，代入数据可得v≈3.95×10³m/s。3.A解析：根据开普勒第三定律，可得：T²/r³=k，其中k与行星质量无关，故m₁和m₂的质量之比约为r₁²/r₂²。4.A解析：根据开普勒第三定律，可得：T²/r³=GM/R³，解得r=(T²GM/R³)^(1/2)，故h=r-R。5.A解析：根据万有引力提供向心力，可得：GMm/r²=mv²/r，解得v=√(GM/r)，轨道半径越小，运行速度越大。6.B解析：物体在最高点的加速度大小等于重力加速度g，方向竖直向下。7.C解析：根据万有引力定律，可得：F=GMm/r²，代入数据可得F≈4π²R³/(T²G)。8.A解析：根据万有引力定律，可得：g'=GM/(2R)²=g/4，故该星球表面的重力加速度大小约为g/2。9.A解析：根据机械能守恒定律，可得：Ek₁/Ek₂=(R+h₂)/(R+h₁)。10.B解析：根据万有引力提供向心力，可得：GMm/r²=mv²/r，解得v=√(GM/r)，运行速度越大，轨道半径越小。二、填空题1.GM/R²解析：根据万有引力定律，可得：G=GMm/R²，解得GM/R²。2.3.95×10³m/s解析：根据万有引力提供向心力，可得：GMm/(2R)²=mv²/(2R)，解得v≈3.95×10³m/s。3.r₁²/r₂²解析：根据开普勒第三定律，可得：T²/r³=k，其中k与行星质量无关，故m₁和m₂的质量之比约为r₁²/r₂²。4.(T²GM/R³)^(1/2)-R解析：根据开普勒第三定律，可得：T²/r³=GM/R³，解得r=(T²GM/R³)^(1/2)，故h=r-R。5.大于解析：根据万有引力提供向心力，可得：GMm/r²=mv²/r，解得v=√(GM/r)，轨道半径越小，运行速度越大。6.g解析：物体在最高点的加速度大小等于重力加速度g，方向竖直向下。7.4π²R³/(T²G)解析：根据万有引力定律，可得：F=GMm/r²，代入数据可得F≈4π²R³/(T²G)。8.g/2解析：根据万有引力定律，可得：g'=GM/(2R)²=g/4，故该星球表面的重力加速度大小约为g/2。9.(R+h₂)/(R+h₁)解析：根据机械能守恒定律，可得：Ek₁/Ek₂=(R+h₂)/(R+h₁)。10.小于解析：根据万有引力提供向心力，可得：GMm/r²=mv²/r，解得v=√(GM/r)，运行速度越大，轨道半径越小。三、判断题1.×解析：根据弹簧测力计的示数G，可得物体所受重力为G，由万有引力定律可得：G=GMm/R²，解得重力加速度大小为GM/R²，故该星球表面的重力加速度大小为GM/R²，而不是G/m。2.×解析：根据万有引力提供向心力，可得：GMm/(2R)²=mv²/(2R)，解得v≈3.95×10³m/s，故该卫星的运行速度大小为3.95×10³m/s，而不是7.9×10³m/s。3.×解析：根据开普勒第三定律，可得：T²/r³=k，其中k与行星质量无关，故m₁和m₂的质量之比约为r₁²/r₂²，而不是1。4.×解析：根据开普勒第三定律，可得：T²/r³=GM/R³，解得r=(T²GM/R³)^(1/2)，故h=r-R，而不是(R³T²/GM)^(1/2)-R。5.√解析：根据万有引力提供向心力，可得：GMm/r²=mv²/r，解得v=√(GM/r)，轨道半径越小，运行速度越大。6.×解析：物体在最高点的加速度大小等于重力加速度g，方向竖直向下。7.×解析：根据万有引力定律，可得：F=GMm/r²，代入数据可得F≈4π²R³/(T²G)，而不是GMm/R²。8.×解析：根据万有引力定律，可得：g'=GM/(2R)²=g/4，故该星球表面的重力加速度大小约为g/4，而不是g/2。9.×解析：根据机械能守恒定律，可得：Ek₁/Ek₂=(R+h₁)/(R+h₂)。10.√解析：根据万有引力提供向心力，可得：GMm/r²=