2025-2026年广东省北师大版高一物理上册第11章同步练习题

2025-2026年广东省北师大版高一物理上册第11章同步练习题一、单选题（总共10题，每题2分，共20分）1.在第11章《万有引力与航天》中，关于地球表面物体所受重力与万有引力的关系，下列说法正确的是（）A.重力就是万有引力，两者完全等效B.重力是万有引力的一个分力，方向始终指向地心C.万有引力是重力的全部，重力是万有引力的一个分量D.在地球赤道处，重力等于万有引力，在两极处重力大于万有引力参考答案：B解析：重力是地球对物体的万有引力在垂直于水平面的方向上的分量。由于地球自转，物体所受的万有引力会分解为重力和向心力，因此重力小于万有引力。在赤道处，向心力最大，重力最小；在两极处，向心力为零，重力等于万有引力。选项B正确描述了这一关系。2.第11章中提到，第一宇宙速度是物体脱离地球引力所需的最小速度，其大小约为7.9km/s。关于第一宇宙速度的理解，下列说法错误的是（）A.第一宇宙速度是物体绕地球做匀速圆周运动所需的速度B.第一宇宙速度仅与地球质量有关，与地球半径无关C.第一宇宙速度是卫星进入近地圆形轨道的最低速度D.第一宇宙速度的平方等于地球表面重力加速度与地球半径的乘积参考答案：B解析：第一宇宙速度的公式为v=√(GM/R)，其中G为万有引力常数，M为地球质量，R为地球半径。因此，第一宇宙速度与地球质量和半径均有关。选项B错误。其他选项均正确：第一宇宙速度确实是物体绕地球做匀速圆周运动所需的速度；它是卫星进入近地圆形轨道的最低速度；其平方等于重力加速度与半径的乘积（v²=gr）。3.第11章中讨论了开普勒三大定律，其中开普勒第三定律指出，所有行星绕太阳公转的椭圆轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方之比是一个常数。这一常数的大小取决于（）A.行星的质量B.太阳的质量C.行星与太阳之间的距离D.行星的公转速度参考答案：B解析：开普勒第三定律的公式为a³/T²=常数，其中a为椭圆轨道的半长轴，T为公转周期。该常数只与中心天体（太阳）的质量有关，与行星的质量、距离或速度无关。选项B正确。4.在第11章的实验中，通过观察不同质量的小球在光滑水平面上的运动，验证了万有引力定律。以下哪个实验操作能够更准确地验证万有引力定律？（）A.使用不同材质的小球，以排除材质对引力的影响B.增大小球的质量，以增强引力的效果C.缩短小球之间的距离，以减小测量误差D.使用弹簧测力计测量小球之间的引力，并记录数据参考答案：D解析：验证万有引力定律的关键在于精确测量引力大小。使用弹簧测力计可以更准确地测量小球之间的引力，并记录数据进行分析。选项A、B、C虽然有助于排除干扰因素或增强效果，但并非最关键的验证方法。5.第11章中提到，地球同步卫星是指相对于地面静止的卫星，其轨道位于赤道平面。关于地球同步卫星，下列说法错误的是（）A.地球同步卫星的轨道半径约为35786公里B.地球同步卫星的运行周期与地球自转周期相同C.地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度D.地球同步卫星的向心力由地球的万有引力提供参考答案：C解析：地球同步卫星的运行速度约为3.1km/s，小于第一宇宙速度（7.9km/s）。选项C错误。其他选项均正确：同步卫星的轨道半径约为35786公里；运行周期为24小时，与地球自转周期相同；向心力由万有引力提供。6.第11章中讨论了万有引力定律的适用条件，以下哪个说法是正确的？（）A.万有引力定律适用于所有物体，包括微观粒子B.万有引力定律只适用于质点之间的相互作用C.万有引力定律在非惯性参考系中不适用D.万有引力定律在强引力场中失效参考答案：B解析：万有引力定律适用于质点之间的相互作用，即当物体间的距离远大于物体自身大小时，可以将其视为质点。在微观粒子或强引力场中，其他力（如电磁力、量子引力）可能更为重要。选项B正确。7.在第11章的习题中，计算一颗卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力时，需要用到哪些物理量？（）A.卫星的质量、地球的质量、卫星的轨道半径B.卫星的速率、地球的密度、地球的自转速度C.卫星的动能、地球的半径、第一宇宙速度D.卫星的高度、地球的引力常数、卫星的运行周期参考答案：A解析：向心力由万有引力提供，公式为F=GMm/r²，其中G为万有引力常数，M为地球质量，m为卫星质量，r为轨道半径。因此，需要用到卫星的质量、地球的质量和轨道半径。选项A正确。8.第11章中提到，当物体以大于第二宇宙速度的速度发射时，可以摆脱地球引力。第二宇宙速度的大小约为11.2km/s。关于第二宇宙速度的理解，下列说法正确的是（）A.第二宇宙速度是物体绕地球做椭圆轨道运动所需的速度B.第二宇宙速度是物体摆脱太阳引力所需的最小速度C.第二宇宙速度的平方等于地球表面重力加速度与地球半径的乘积D.第二宇宙速度是卫星进入地月系统的最低速度参考答案：A解析：第二宇宙速度是物体摆脱地球引力所需的最小速度，其公式为v=√(2GM/R)，其中G为万有引力常数，M为地球质量，R为地球半径。选项A正确描述了第二宇宙速度的性质。选项B错误，摆脱太阳引力所需的速度为第三宇宙速度；选项C描述的是第一宇宙速度；选项D错误，卫星进入地月系统的最低速度与第二宇宙速度无关。9.在第11章的实验中，通过测量不同质量的小球之间的引力，验证了万有引力定律。以下哪个实验步骤是必要的？（）A.保持小球之间的距离不变，改变小球的质量B.保持小球的质量不变，改变小球之间的距离C.同时改变小球的质量和距离，以观察引力的变化D.使用不同材质的小球，以排除材质对引力的影响参考答案：B解析：验证万有引力定律的关键在于研究引力与质量、距离的关系。保持小球的质量不变，改变小球之间的距离，可以验证引力与距离的平方成反比。选项B是必要的实验步骤。10.第11章中提到，地球表面物体所受的重力与万有引力之间的关系可以用向心力来解释。以下哪个说法是正确的？（）A.在地球赤道处，向心力为零，重力等于万有引力B.在地球两极处，向心力为零，重力等于万有引力C.在地球赤道处，向心力最大，重力小于万有引力D.在地球两极处，向心力最大，重力小于万有引力参考答案：B解析：在地球两极处，由于没有自转效应，向心力为零，重力等于万有引力。在赤道处，向心力不为零，重力小于万有引力。选项B正确。二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）1.第11章中提到，第一宇宙速度是物体脱离地球引力所需的最小速度，其大小约为______km/s。参考答案：7.9解析：第一宇宙速度是物体绕地球做匀速圆周运动所需的速度，其大小约为7.9km/s。2.开普勒第三定律指出，所有行星绕太阳公转的椭圆轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方之比是一个常数，该常数只与______有关。参考答案：太阳的质量解析：开普勒第三定律的常数与中心天体（太阳）的质量有关，与行星的质量或距离无关。3.第11章中讨论了万有引力定律，其公式为F=______，其中G为万有引力常数，M和m分别为两个物体的质量，r为它们之间的距离。参考答案：GMm/r²解析：万有引力定律的公式为F=GMm/r²，其中G为万有引力常数，M和m分别为两个物体的质量，r为它们之间的距离。4.地球同步卫星是指相对于地面静止的卫星，其轨道位于______平面，运行周期与地球自转周期相同。参考答案：赤道解析：地球同步卫星的轨道位于赤道平面，运行周期为24小时，与地球自转周期相同。5.第二宇宙速度是物体摆脱地球引力所需的最小速度，其大小约为______km/s。参考答案：11.2解析：第二宇宙速度是物体摆脱地球引力所需的最小速度，其大小约为11.2km/s。6.第11章中提到，地球表面物体所受的重力与万有引力之间的关系可以用______来解释，重力是万有引力的一个分力。参考答案：向心力解析：重力是万有引力的一个分力，向心力由万有引力提供。7.开普勒第一定律指出，所有行星绕太阳运动的轨道都是______，太阳位于椭圆的一个焦点上。参考答案：椭圆解析：开普勒第一定律指出，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。8.第11章中讨论了万有引力定律的适用条件，其适用于______之间的相互作用，即当物体间的距离远大于物体自身大小时，可以将其视为质点。参考答案：质点解析：万有引力定律适用于质点之间的相互作用，即当物体间的距离远大于物体自身大小时，可以将其视为质点。9.地球同步卫星的运行速度约为______km/s，小于第一宇宙速度（7.9km/s）。参考答案：3.1解析：地球同步卫星的运行速度约为3.1km/s，小于第一宇宙速度（7.9km/s）。10.第11章中提到，当物体以大于______的速度发射时，可以摆脱地球引力。参考答案：第二宇宙速度解析：当物体以大于第二宇宙速度的速度发射时，可以摆脱地球引力。三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）1.重力就是万有引力，两者完全等效。（×）解析：重力是万有引力的一个分力，方向始终指向地心，而万有引力是地球对物体的引力，两者不完全等效。2.第一宇宙速度是物体脱离地球引力所需的最小速度。（×）解析：第一宇宙速度是物体绕地球做匀速圆周运动所需的速度，而摆脱地球引力所需的最小速度是第二宇宙速度。3.开普勒第三定律指出，所有行星绕太阳公转的椭圆轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方之比是一个常数，该常数只与地球的质量有关。（×）解析：开普勒第三定律的常数只与中心天体（太阳）的质量有关，与地球的质量无关。4.地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度。（×）解析：地球同步卫星的运行速度约为3.1km/s，小于第一宇宙速度（7.9km/s）。5.第二宇宙速度是卫星进入地月系统的最低速度。（×）解析：卫星进入地月系统的最低速度与第二宇宙速度无关，而是与地月系统的引力势能有关。6.万有引力定律适用于所有物体，包括微观粒子。（×）解析：万有引力定律适用于质点之间的相互作用，在微观粒子或强引力场中，其他力（如电磁力、量子引力）可能更为重要。7.在地球赤道处，向心力为零，重力等于万有引力。（×）解析：在地球赤道处，由于自转效应，向心力不为零，重力小于万有引力。在两极处，向心力为零，重力等于万有引力。8.开普勒第一定律指出，所有行星绕太阳运动的轨道都是圆形。（×）解析：开普勒第一定律指出，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。9.地球同步卫星的轨道半径约为35786公里。（√）解析：地球同步卫星的轨道半径约为35786公里。10.当物体以大于第二宇宙速度的速度发射时，可以摆脱地球引力。（√）解析：当物体以大于第二宇宙速度的速度发射时，可以摆脱地球引力。四、简答题（总共4题，每题4分，共16分）1.简述开普勒三大定律的主要内容。参考答案：开普勒三大定律的主要内容如下：-第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。-第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，即行星的公转速度不均匀。-第三定律：所有行星绕太阳公转的椭圆轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方之比是一个常数，该常数只与太阳的质量有关。解析：开普勒三大定律是描述行星运动的三大规律，第一定律指出行星轨道的形状，第二定律描述行星运动的速率变化，第三定律则建立了行星轨道大小与公转周期之间的关系。这些定律为后来的万有引力定律奠定了基础。2.解释为什么地球同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度。参考答案：地球同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度，因为它们所处的轨道半径不同。第一宇宙速度是物体绕地球做匀速圆周运动所需的速度，其公式为v=√(GM/R)，其中G为万有引力常数，M为地球质量，R为地球半径。地球同步卫星的轨道半径远大于地球半径，因此其运行速度小于第一宇宙速度。解析：地球同步卫星的轨道半径约为35786公里，远大于地球半径（约6371公里）。根据公式v=√(GM/R)，轨道半径越大，运行速度越小。因此，地球同步卫星的运行速度约为3.1km/s，小于第一宇宙速度（7.9km/s）。3.为什么在地球赤道处，重力小于万有引力？参考答案：在地球赤道处，重力小于万有引力，因为地球自转提供了向心力。地球自转使得赤道处的物体受到一个向外的惯性离心力，该力部分抵消了万有引力，导致重力小于万有引力。解析：地球自转使得赤道处的物体受到一个向外的惯性离心力，该力的大小等于向心力。向心力由万有引力提供，因此重力（即万有引力在垂直于水平面的方向上的分量）小于万有引力。在两极处，由于没有自转效应，向心力为零，重力等于万有引力。4.解释万有引力定律的适用条件。参考答案：万有引力定律适用于质点之间的相互作用，即当物体间的距离远大于物体自身大小时，可以将其视为质点。此外，万有引力定律在宏观、低速的条件下适用，在微观粒子或强引力场中，其他力（如电磁力、量子引力）可能更为重要。解析：万有引力定律的公式F=GMm/r²是基于质点模型推导的，因此适用于质点之间的相互作用。在宏观、低速的条件下，万有引力是主要的相互作用力。但在微观粒子或强引力场中，其他力（如电磁力、量子引力）可能更为重要，万有引力定律可能不再适用。五、应用题（总共4题，每题6分，共24分）1.一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为10000公里。求该卫星的运行速度。案例背景：假设一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为10000公里。已知地球质量为5.97×10²⁴kg，万有引力常数为6.67×10⁻¹¹N•m²/kg²。求该卫星的运行速度。参考答案：卫星的运行速度可以通过向心力公式计算，即v=√(GM/R)，其中G为万有引力常数，M为地球质量，R为轨道半径。代入数据得：v=√(6.67×10⁻¹¹×5.97×10²⁴/10000×10³)=√(3.98×10¹⁴/10000×10³)=√(3.98×10¹⁰)=6.31×10⁵m/s解析：卫星的运行速度可以通过向心力公式计算，即v=√(GM/R)。代入数据得v=6.31×10⁵m/s。2.一颗行星绕太阳做椭圆轨道运动，轨道半长轴为1.5×10⁸公里，公转周期为365天。求该行星绕太阳公转的椭圆轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方之比。案例背景：假设一颗行星绕太阳做椭圆轨道运动，轨道半长轴为1.5×10⁸公里，公转周期为365天。求该行星绕太阳公转的椭圆轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方之比。参考答案：根据开普勒第三定律，a³/T²=常数，其中a为椭圆轨道的半长轴，T为公转周期。代入数据得：a=1.5×10⁸公里=1.5×10¹¹米，T=365天=365×24×3600秒=3.15×10⁷秒a³/T²=(1.5×10¹¹)³/(3.15×10⁷)²=3.375×10³³/9.92×10¹⁴=3.41×10¹⁸解析：根据开普勒第三定律，a³/T²=常数。代入数据得a³/T²=3.41×10¹⁸。3.一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为7000公里。求该卫星的向心加速度。案例背景：假设一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为7000公里。已知地球质量为5.97×10²⁴kg，万有引力常数为6.67×10⁻¹¹N•m²/kg²。求该卫星的向心加速度。参考答案：卫星的向心加速度可以通过万有引力公式计算，即a=GM/R²，其中G为万有引力常数，M为地球质量，R为轨道半径。代入数据得：a=6.67×10⁻¹¹×5.97×10²⁴/(7000×10³)²=3.72×10²m/s²解析：卫星的向心加速度可以通过万有引力公式计算，即a=GM/R²。代入数据得a=3.72×10²m/s²。4.一颗卫星以第二宇宙速度发射，求该卫星摆脱地球引力所需的最小速度。案例背景：假设一颗卫星以第二宇宙速度发射，求该卫星摆脱地球引力所需的最小速度。已知地球质量为5.97×10²⁴kg，万有引力常数为6.67×10⁻¹¹N•m²/kg²，地球半径为6371公里。求该卫星摆脱地球引力所需的最小速度。参考答案：第二宇宙速度的公式为v=√(2GM/R)，其中G为万有引力常数，M为地球质量，R为地球半径。代入数据得：v=√(2×6.67×10⁻¹¹×5.97×10²⁴/6371×10³)=√(7.96×10¹⁴/6.371×10⁶)=√(1.25×10⁸)=1.12×10⁴m/s解析：第二宇宙速度的公式为v=√(2GM/R)。代入数据得v=1.12×10⁴m/s。【标准答案及解析】一、单选题1.B2.B3.B4.D5.C6.B7.A8.A9.B10.B二、填空题1.7.92.太阳的质量3.GMm/r²4.赤道5.11.26.向心力7.椭圆8.质点9.3.110.第二宇宙速度三、判断题1.×2.×3.×4.×5.×6.×7.√8.×9.√10.√四、简答题1.开普勒三大定律的主要内容如下：-第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。-第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，即行星的公转速度不均匀。-第三定律：所有行星绕太阳公转的椭圆轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方之比是一个常数，该常数只与太阳的质量有关。2.地球同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度，因为它们所处的轨道半径不同。第一宇宙速度是物体绕地球做匀速圆周运动