2025-2026年浙江省部编版高一物理上册第11章同步练习题

2025-2026年浙江省部编版高一物理上册第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，关于地球表面附近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.万有引力是重力的原因，但重力还包含地球自转的影响D.在赤道处，重力等于万有引力，在两极处重力大于万有引力参考答案：C解析：重力是地球对物体的万有引力与物体随地球自转所需的向心力之矢量和。在赤道处，向心力最大，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。选项A错误，重力与万有引力在赤道处不等效；选项B错误，重力是万有引力的一个分量，但并非始终指向地心；选项D错误，赤道处重力小于万有引力，两极处重力等于万有引力。2.第11章中提到，卫星绕地球做匀速圆周运动时，其向心力由万有引力提供。若某卫星的轨道半径增大一倍，则其运行周期将（）A.增大1倍B.减小1/2C.增大√2倍D.减小√2倍参考答案：C解析：根据万有引力提供向心力公式\(F=\frac{GMm}{r^2}=m\frac{v^2}{r}\)，可得卫星速度\(v=\sqrt{\frac{GM}{r}}\)。周期\(T=\frac{2\pir}{v}=2\pir\sqrt{\frac{r}{GM}}\)，当轨道半径增大一倍时，周期增大√2倍。3.第11章中关于开普勒第三定律\(\frac{r^3}{T^2}=k\)的适用条件，下列说法正确的是（）A.只适用于地球卫星绕地球运动B.只适用于所有行星绕太阳运动C.适用于所有天体间的椭圆轨道运动D.适用于所有天体间的圆形轨道运动参考答案：C解析：开普勒第三定律的普适形式为\(\frac{r^3}{T^2}=\frac{GM}{4\pi^2}\)，适用于任何两个围绕同一中心天体做椭圆轨道运动的物体。选项A、B、D均过于局限。4.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发射速度。其计算公式为\(v_1=\sqrt{\frac{GM}{R}}\)，其中R为地球半径。若将公式中的R改为地球半径与月球平均距离之和，则计算结果代表（）A.月球绕地球的轨道速度B.地球绕太阳的公转速度C.物体脱离地球引力场进入太阳引力场的最小速度D.物体脱离太阳引力场进入银河系的最小速度参考答案：C解析：公式\(v_1=\sqrt{\frac{GM}{R}}\)中的R若改为地月距离，则计算的是物体脱离地球引力场但仍受太阳引力影响的最低速度，即地球引力与太阳引力平衡时的逃逸速度。5.第11章中关于地球同步卫星的特点，下列说法正确的是（）A.其轨道高度越高，运行速度越大B.其运行周期与地球自转周期相同C.其向心加速度大于地球表面的重力加速度D.其轨道平面必须与地球赤道平面重合参考答案：B、D解析：同步卫星的运行周期必须与地球自转周期（24小时）相同，故选项B正确。同步卫星的轨道平面必须与赤道平面重合，否则会产生附加的向心力，故选项D正确。选项A错误，轨道高度越高，运行速度越小；选项C错误，同步卫星的向心加速度小于地球表面的重力加速度。6.第11章中关于万有引力定律\(F=\frac{GMm}{r^2}\)的适用范围，下列说法正确的是（）A.只适用于质点间的相互作用B.适用于任何两个宏观物体C.适用于微观粒子间的相互作用D.适用于任何两个物体，但需满足距离足够小参考答案：A解析：万有引力定律严格适用于质点间的相互作用，对于非质点物体需将物体分割为微小质元再积分。选项B、C、D均不符合定律的严格适用条件。7.第11章中提到，地球表面重力加速度\(g\)随纬度变化的原因是（）A.地球自转的影响B.地球形状的影响C.万有引力大小的变化D.重力与万有引力的矢量合成参考答案：D解析：地球自转产生的向心力导致赤道处重力最小，两极处重力最大，这是由于重力是万有引力与向心力的矢量和。选项A、B、C均不能完全解释纬度变化。8.第11章中关于人造地球卫星的发射，下列说法正确的是（）A.发射速度必须大于第一宇宙速度B.发射速度必须小于第一宇宙速度C.发射速度等于第一宇宙速度时，卫星将做匀速直线运动D.发射速度大于第二宇宙速度时，卫星将脱离太阳引力场参考答案：A解析：发射速度大于第一宇宙速度（约7.9km/s）时，卫星才能进入轨道；小于第一宇宙速度将落地；等于第一宇宙速度时做抛物线运动；大于第二宇宙速度（约11.2km/s）时脱离地球引力场。9.第11章中关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（）A.所有行星绕太阳运动的轨道都是抛物线B.行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等C.所有行星绕太阳运动的轨道半长轴的三次方与公转周期的平方之比相等D.行星绕太阳运动的轨道平面不一定通过太阳中心参考答案：B、C解析：开普勒第一定律指出轨道为椭圆，故A错误；第二定律描述面积相等，故B正确；第三定律描述\(\frac{r^3}{T^2}=k\)，故C正确；所有行星轨道平面均通过太阳中心，故D错误。10.第11章中关于万有引力常量G的测定，下列说法正确的是（）A.卡文迪许实验首次测定了G的数值B.G的数值与物体质量成正比C.G的数值仅与地球有关D.G的数值在所有星球上都相同参考答案：A解析：卡文迪许实验首次测定了万有引力常量G（约6.67×10^-11N•m^2/kg^2），G是自然常数，与物体质量、星球无关。二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）1.第11章中，地球表面某处重力加速度为9.8m/s^2，若此处物体质量为2kg，则地球对该物体的万有引力大小为______N。参考答案：19.6解析：万有引力\(F=mg=2\times9.8=19.6\)N。2.第11章中，卫星绕地球做匀速圆周运动，其向心加速度a与轨道半径r的关系为______。参考答案：a∝1/r^2解析：根据\(a=\frac{v^2}{r}=\frac{GM}{r^2}\)，可知a与r平方成反比。3.第11章中，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所需的最小速度，其数值约为______km/s。参考答案：7.9解析：第一宇宙速度\(v_1=\sqrt{\frac{GM}{R}}\approx7.9\)km/s。4.第11章中，开普勒第三定律的普适形式为\(\frac{r^3}{T^2}=\frac{GM}{4\pi^2}\)，其中M代表______。参考答案：中心天体的质量解析：公式中的M是提供万有引力的中心天体（如太阳）的质量。5.第11章中，地球同步卫星的运行周期与地球自转周期相同，即______小时。参考答案：24解析：地球自转周期为24小时，同步卫星周期必须与之相同。6.第11章中，万有引力常量G的单位为______。参考答案：N•m^2/kg^2解析：根据\(F=\frac{GMm}{r^2}\)，G的单位为N•m^2/kg^2。7.第11章中，物体在地球表面附近所受重力与万有引力的大小关系为______。参考答案：近似相等，但重力略小于万有引力解析：重力是万有引力减去向心力，在地球表面近似相等。8.第11章中，若某卫星的轨道半径为地球半径的2倍，则其运行速度是第一宇宙速度的______倍。参考答案：√2/2解析：根据\(v=\sqrt{\frac{GM}{r}}\)，轨道半径为2R时速度为\(v=\sqrt{\frac{GM}{2R}}=\frac{v_1}{\sqrt{2}}\)。9.第11章中，开普勒第二定律描述了______。参考答案：行星与中心天体的连线在相等时间内扫过的面积相等解析：即面积速度恒定。10.第11章中，第二宇宙速度是物体完全脱离地球引力场所需的最小速度，其数值约为______km/s。参考答案：11.2解析：第二宇宙速度\(v_2=\sqrt{\frac{2GM}{R}}\approx11.2\)km/s。三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）1.第11章中，地球同步卫星的运行速度与近地卫星的运行速度相同。（×）解析：同步卫星轨道半径远大于近地卫星，运行速度更小。2.第11章中，万有引力定律是牛顿发现的，其实质是平方反比定律的推广。（√）解析：牛顿总结并推广了开普勒定律，提出万有引力定律。3.第11章中，所有行星绕太阳运动的轨道都是圆形的。（×）解析：开普勒第一定律指出轨道为椭圆。4.第11章中，第一宇宙速度是物体脱离地球引力场所需的最小速度。（×）解析：第一宇宙速度是近地轨道速度，脱离地球引力需第二宇宙速度。5.第11章中，地球自转对重力加速度的影响在赤道处最大，在两极处为零。（√）解析：赤道处向心力最大，重力最小；两极处向心力为零。6.第11章中，开普勒第三定律\(\frac{r^3}{T^2}=k\)中的k与中心天体质量有关。（√）解析：k=GM/(4π^2)，与中心天体质量成正比。7.第11章中，卫星绕地球做匀速圆周运动时，其动能与势能之和保持不变。（√）解析：机械能守恒，总能量为常数。8.第11章中，万有引力常量G的数值与物体质量无关。（√）解析：G是自然常数，与物体质量无关。9.第11章中，地球表面重力加速度g的数值约为9.8m/s^2，且在地球表面处处相等。（×）解析：g随纬度变化，赤道处最小，两极处最大。10.第11章中，开普勒第二定律表明行星运动速度恒定。（×）解析：行星速度不恒定，近日点速度最大，远日点速度最小。四、简答题（总共4题，每题4分，共16分）1.第11章中，简述开普勒三大定律的主要内容及其物理意义。参考答案：-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。物理意义：揭示了行星轨道的几何形状。-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。物理意义：行星运动速度不恒定，近日点速度快，远日点速度慢。-第三定律：所有行星绕太阳运动的轨道半长轴的三次方与公转周期的平方之比相等。物理意义：描述了行星轨道半径与公转周期的定量关系，普适于任何绕同一中心天体运动的物体。2.第11章中，解释为什么地球同步卫星必须位于赤道正上方？参考答案：地球同步卫星的运行周期与地球自转周期相同，因此其轨道平面必须与赤道平面重合。若不在赤道平面，卫星运动会受到地球自转产生的附加力矩，导致轨道平面进动或偏离，无法保持同步。此外，若轨道平面与赤道不重合，卫星在经过赤道两侧时会产生额外的向心力需求，无法维持稳定轨道。3.第11章中，比较第一宇宙速度和第二宇宙速度的物理意义和数值差异。参考答案：-第一宇宙速度（约7.9km/s）：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。-第二宇宙速度（约11.2km/s）：物体完全脱离地球引力场所需的最小速度。数值差异：第二宇宙速度大于第一宇宙速度的√2倍。物理意义上，第一宇宙速度是近地轨道速度，第二宇宙速度是逃逸速度。4.第11章中，说明为什么地球表面重力加速度随纬度变化？参考答案：地球自转产生的向心力导致重力加速度随纬度变化。赤道处向心力最大，重力加速度最小；两极处向心力为零，重力加速度最大。此外，地球并非标准球体，赤道略鼓，两极略扁，也会导致g值差异。五、应用题（总共4题，每题6分，共24分）1.第11章中，某地球卫星的轨道半径为地球半径的3倍，求其运行速度和周期。已知地球半径R=6400km，地球质量M=5.97×10^24kg，万有引力常量G=6.67×10^-11N•m^2/kg^2。参考答案：-运行速度：根据\(v=\sqrt{\frac{GM}{r}}\)，\(v=\sqrt{\frac{6.67×10^-11×5.97×10^24}{3×6400×10^3}}\approx3.5\)km/s。-周期：根据\(T=\frac{2\pir}{v}\)，\(T=\frac{2\pi×3×6400×10^3}{3.5×10^3}\approx5.7\)×10^3s≈1.6小时。2.第11章中，质量为2kg的物体在地球表面受到的重力为19.6N，若将其移至距离地球中心2R处，求物体所受的万有引力大小。参考答案：根据万有引力公式\(F=\frac{GMm}{r^2}\)，在地球表面\(F=mg=19.6\)N，在距离2R处\(F'=\frac{F}{4}=\frac{19.6}{4}=4.9\)N。3.第11章中，某行星绕太阳做椭圆轨道运动，近日点距离为a，远日点距离为b，求其公转的平均半径和平均速度。参考答案：-平均半径：半长轴\(r_{avg}=\frac{a+b}{2}\)。-平均速度：