170.2024年高一物理萬(wàn)有引力測(cè)試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）1.關(guān)于萬(wàn)有引力定律，下列說(shuō)法正確的是（）A.萬(wàn)有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的，適用于任何兩個(gè)可以看作質(zhì)點(diǎn)的物體之間B.當(dāng)兩個(gè)物體間的距離趨近于零時(shí)，它們之間的萬(wàn)有引力趨近于無(wú)窮大C.在地球表面附近，物體的重力和萬(wàn)有引力是同一個(gè)力D.萬(wàn)有引力定律揭示了宇宙中物體之間普遍存在的一種吸引力2.設(shè)想地球突然停止自轉(zhuǎn)（但仍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)），此時(shí)（）A.地球表面所有物體的重力都消失了B.赤道上的物體將因?yàn)閼T性飛向太空C.赤道地區(qū)的重力加速度將增大D.兩極地區(qū)的重力加速度將增大3.已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/9，半徑約為地球半徑的1/2。若一個(gè)物體在火星表面的重力約為在地球表面重力的3/8，則火星表面與地球表面重力加速度之比g火/g地約為（）A.1/3B.3/8C.2/9D.4/94.關(guān)于第一宇宙速度，下列說(shuō)法正確的是（）A.它是物體繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度B.它是物體掙脫地球引力所需的最小速度C.它是衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的速度D.它的大小僅與地球的質(zhì)量有關(guān)5.同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面靜止的衛(wèi)星，下列關(guān)于同步衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是（）A.它一定位于赤道正上空B.它的運(yùn)行速度一定大于第一宇宙速度C.它的向心加速度與位于赤道上的物體相等D.它的運(yùn)行周期大于24小時(shí)6.某星球的質(zhì)量為M，半徑為R。已知在距離星球表面h高處（h<<R）釋放一物體，物體自由下落，加速度為g'。則該星球表面的重力加速度g為（）A.g'B.g'*(R+h)/RC.g'*R/(R+h)D.g'*R2/(R+h)27.將質(zhì)量為m的衛(wèi)星發(fā)射到半徑為地球半徑2倍的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它所受的萬(wàn)有引力大小為在地球表面所受重力的（）A.1/2B.1/4C.1/8D.1/168.下列關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說(shuō)法中，正確的是（）A.它們可以在我國(guó)任何地方的正上方空運(yùn)貨物B.它們的運(yùn)行速度都小于第一宇宙速度C.它們的向心力都由地球?qū)λ鼈兊娜f(wàn)有引力提供D.它們的軌道高度越高，運(yùn)行速度越大9.已知地球半徑約為6.4×10?m，第一宇宙速度約為7.9×103m/s。若某星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的2倍，半徑是地球半徑的1.5倍，則該星球的第一宇宙速度約為（）A.3.3×103m/sB.5.4×103m/sC.8.9×103m/sD.10.2×103m/s10.用F、M、m、r分別表示萬(wàn)有引力常量、地球質(zhì)量、近地衛(wèi)星質(zhì)量、近地衛(wèi)星軌道半徑，則下列表達(dá)式中，能正確表示近地衛(wèi)星所受地球引力大小的是（）A.mgB.GMm/r2C.GMm/R2（R為地球半徑）D.mv2/r二、多項(xiàng)選擇題（本題共5小題，每小題6分，共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）11.關(guān)于萬(wàn)有引力，下列說(shuō)法正確的是（）A.萬(wàn)有引力定律適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，也可以近似用于兩個(gè)均勻球體B.萬(wàn)有引力常量G是由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，其值約為6.67×10?11N·m2/kg2C.兩物體間的萬(wàn)有引力總是相互的，遵循牛頓第三定律D.萬(wàn)有引力的大小與兩物體質(zhì)量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比12.關(guān)于第一宇宙速度和第二宇宙速度，下列說(shuō)法正確的是（）A.第一宇宙速度是物體繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的最小發(fā)射速度B.第二宇宙速度是物體擺脫地球引力束縛所需的最小發(fā)射速度C.第一宇宙速度是第二宇宙速度的√2倍D.繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，其速度一定小于第一宇宙速度13.對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的地球衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是（）A.衛(wèi)星離地面越高，其運(yùn)行速度越小B.衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定小于第一宇宙速度C.衛(wèi)星的向心力由其受到的地球引力提供D.衛(wèi)星的運(yùn)行周期與軌道半徑的三次方成正比14.下列現(xiàn)象或設(shè)備中，與萬(wàn)有引力有關(guān)的是（）A.物體自由下落B.月球繞地球公轉(zhuǎn)C.國(guó)際空間站繞地球運(yùn)行D.地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)15.設(shè)想地球是一個(gè)密度均勻的球體。質(zhì)量為m的物體位于地球內(nèi)部，距離球心距離為r（r<R，R為地球半徑）。關(guān)于物體所受地球的引力，下列說(shuō)法正確的是（）A.物體受到的引力大小與r成正比B.物體受到的引力大小與r2成反比C.物體受到的引力大小與r成反比D.物體受到的引力大小與r2成正比三、填空題（本題共4小題，每小題5分，共20分。請(qǐng)將答案寫(xiě)在答題卡對(duì)應(yīng)位置。）16.已知萬(wàn)有引力常量G=6.67×10?11N·m2/kg2，地球半徑R≈6.4×10?m，重力加速度g≈9.8m/s2。請(qǐng)估算地球的質(zhì)量M約為_(kāi)_____kg。17.在地球赤道附近，質(zhì)量為m的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行半徑約為地球半徑R。已知地球自轉(zhuǎn)周期T≈8.64×10?s，則該物體所受的向心加速度大小約為_(kāi)_____m/s2。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）18.一顆人造地球衛(wèi)星在距離地面高度為h的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為T(mén)。已知地球半徑為R，引力常量為G，則該衛(wèi)星軌道處的重力加速度g'=______。（用G、R、T、h表示）19.我國(guó)發(fā)射的“神舟”飛船在繞地球運(yùn)行的過(guò)程中，其機(jī)械能______（填“守恒”或“不守恒”），其動(dòng)能______（填“增大”、“減小”或“不變”）。（均選填正確選項(xiàng)）四、計(jì)算題（本題共3小題，共50分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟。只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。）20.（15分）已知地球半徑R≈6.4×10?m，第一宇宙速度v?≈7.9×103m/s?，F(xiàn)有一質(zhì)量為500kg的航天器，在距離地球表面300km的高空（可近似看作圓軌道）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求：（1）航天器所受的向心力大??；（2）航天器運(yùn)行的速度大小。21.（15分）我國(guó)發(fā)射的“嫦娥五號(hào)”探月工程，其中返回器在返回地球的過(guò)程中，曾先進(jìn)入一個(gè)繞月軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知月球質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/81，月球半徑約為地球半徑的1/4。求探月返回器在月球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小v月。（結(jié)果用地球第一宇宙速度v?和月球、地球半徑R月、R地表示）22.（20分）質(zhì)量為m的物體從地面豎直上拋，不計(jì)空氣阻力。設(shè)地球半徑為R，地球表面重力加速度為g。求物體上升至距離地面高度為h時(shí)：（1）物體所受地球的引力大小；（2）物體的重力加速度大?。唬?）若此時(shí)物體恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求此時(shí)地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力大小是多少倍的重力？（用h、R、g表示）試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.A2.B3.D4.C5.A6.B7.B8.B9.B10.B二、多項(xiàng)選擇題11.ABCD12.ABD13.ACD14.ABCD15.AC三、填空題16.5.9×102?17.0.318.(4π2R3)/(T2(R+h)2)19.不守恒；減小四、計(jì)算題20.（1）解：航天器在距地面300km高空做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑r=R+h=6.4×10?m+300×103m=6.7×10?m。航天器所受向心力F=mv?2/r代入數(shù)據(jù)：m=500kg,v?=7.9×103m/s,r=6.7×10?mF=500×(7.9×103)2/6.7×10?=500×62.41×10?/6.7×10?≈4700N航天器所受向心力大小約為4.7×103N。（2）解：航天器做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度v=v?2/r代入數(shù)據(jù)：v?=7.9×103m/s,r=6.7×10?mv=(7.9×103)2/6.7×10?=62.41×10?/6.7×10?≈9.3×103m/s航天器運(yùn)行的速度大小約為9.3×103m/s。21.解：設(shè)地球質(zhì)量為M地，半徑為R地，第一宇宙速度為v?；月球質(zhì)量為M月，半徑為R月。探月返回器在月球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，月球的引力提供向心力：GM月m/R月2=mv月2/R月v月2=GM月/R月在地球表面，地球的引力等于重力：GM地m/R地2=mgg=GM地/R地2GM地=gR地2在月球表面，月球的引力等于月球表面重力加速度g月：GM月m/R月2=mg月g月=GM月/R月2GM月=g月R月2代入v月2表達(dá)式：v月2=g月R月2/R月=g月R月將g月和GM地表達(dá)式代入：v月2=(GM月/R月2)*R月=(GM地R地2/R地2)*R月/g=v?2*(R月/R地)/gv月=v?*√(R月/R地)已知R月≈R地/4，代入：v月=v?*√(R地/4R地)=v?*√(1/4)=v?/2探月返回器在月球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小v月=v?/2。22.（1）解：物體在距離地面高度為h處，距離地心距離r=R+h。物體所受地球引力F=GMm/r2由GM地=gR地2，得GM地/R地2=gF=(GM地/R地2)*(R地/r)2=g*(R地/r)2代入數(shù)據(jù)：g=g,R地=R,r=R+hF=g*(R/(R+h))2=gR2/(R+h)2（2）解：物體在高度h處的重力加速度g'是該處引力加速度：g'=F/m=(gR2/(R+h)2)/mg'=gR2/(m(R+h)2)（3）解：物體恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明地球?qū)ξ矬w的引力F提供向心力：F=ma向此時(shí)a向=g'又知物體在地面附近的重力mg=F'=ma地=mga地=ga向/a地=g'/gg'/g