7.2万有引力定律同步练习-高中物理人教版（新课标)必修二（有解析）

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7.2万有引力定律同步练习-高中物理人教版（新课标)必修二
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
1.
关于万有引力定律，下列说法正确的是
A.
万有引力定律是牛顿在总结
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)前人研究的基础上发现的
B.
两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
C.
公式中的G为比例系数，它是人为规定的
D.
测出引力常量的科学家是伽利略21世纪教育网版权所有
2.
下列说法正确的是?
?
A.
伽利略把自己的实验说成是“称地球的重
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)量”
B.
牛顿通过理论计算得到引力常量G的大小
C.
牛顿在实验室中反复实验得出了万有引力定律
D.
牛顿“月地”检验表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵循同样的规律21cnjy.com
3.
英国杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若黑洞半径约为45Km，质量M和半径R的关系满足其中c为光速，，G为引力常量，则该黑洞表面重力加速度的数量级为???
www.21-cn-jy.com
A.
B.
C.
D.
4.
下列说法正确的是
A.
牛顿提出了万有引力定律，并测量出
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)了万有引力常量的值
B.
任何卫星绕地球运行的速度不可能大于地球的第一宇宙速度
C.
任何星球椭圆轨道半长轴的三次方与其公转周期二次方的比值均相同
D.
经典力学的基础是万有引力定律21
cnjy
com
5.
宇航员王亚平在，“天宫一号”
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m、距地球表面高度为h，地球质量为M、半径为R，引力常量为G，则飞船内的王亚平的加速度大小为
A.
0
B.
C.
D.
6.
若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度水平抛出一个小球，测出小球从抛出到落地的位移为L。已知月球半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的是
A.
月球表面的重力加速度
B.
月球的质量
C.
月球的第一宇宙速度
D.
月球的平均密度【来源：21cnj
y.co
m】
7.
2017年4月22日，我国
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)首艘货运飞船“天舟一号”与“天宫二号”空间实验室完成交会对接如图。若飞船绕地心做匀速圆周运动，距离地面的高度为h，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。下列说法正确的是?
?
A.
根据题中条件可以估算飞船的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)质量
B.
天舟一号飞船内的货物处于平衡状态
C.
飞船在圆轨道上运行的加速度为
D.
飞船在圆轨道上运行的速度大小为
8.
关于两个物体间的万有引力，下列说法正确的是
A.
两个物体间的万有引力大小
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)相等、方向相反，是一对平衡力
B.
当两个物体间的距离趋于零时，万有引力趋于无穷大
C.
表达式中的引力常量G是由实验测算出的，而不是人为规定的
D.
质量大的物体受到的万有引力大，质量小的物体受到的万有引力小
9.
关于万有引力定律，下列说法正确的是?
?
A.
万有引力定律是由开普勒发
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)现的，而万有引力恒量是由卡文迪许测定的
B.
万有引力定律是由牛顿发现的，而万有引力恒量是由卡文迪许测定的
C.
质量为和质量为的两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
D.
当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大
10.
若在某行星和地球上相对于各自的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为，已知该行星质量约为地球的36倍，地球的半径为R。由此可知，该行星的半径约为
A.
3R
B.
4R
C.
5R
D.
6R
二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）
11.
卡文迪什的______实验测量了引力常量G，该常量的单位是______。
12.
两个物体间的引力大小，跟??????????成正比，跟????????????????????成反比，方向在两物体连线上，这就是??????????。
13.
设地球表面的重力加速度为，某同学在地面上用体重计所称体重为。假如此同学有幸乘坐一艘宇宙飞船，飞行至距离地面高度为地球半径的处，此时该同学受到的地球引力大小约为________N；若此同学有幸到距离地面高度为地球半径的处的宇宙空间站上参观，则在空间站上用体重计所称体重为________N。
14.
已知引力常量，地球表面的重力加速度，地球半径，则可知地球的质量约为________结果保留一位有效数字
15.
任何具有质量的物体间都存在相互吸引的作用力，这种相互吸引的作用力就叫做??????????。
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
16.
一艘宇宙飞船飞近某一新发现的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道做匀速圆周运动，绕行n圈，所用时间为t，着陆行星后，用天平测得一物体质量为m，用弹簧测力计测得其重力为F，已知万有引力常量为：
宇宙飞船做匀速圆周运动时的周期为______；
该行星表面的重力加速度为______；
该行星质量______，用测量数据求该星球半径______。
17.
某同学在学完曲线运动和万有引力与航天后做了以下实验：用手水平托着一物体以身体为中心轴匀速转动，转动过程中始终保持手上表面水平，且高度不变。实验中发现：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
若物体质量不变，而将手臂伸长一些时物体更____选填“容易”或“不易”被甩出。
若将物体上表面再粘上一些其他物体使物体质量增大，而保持手臂长度相同时，物体被甩出的可能性将____选填“增大”“不变”或“减小”。
人在月球上跳起的最大高度比在地球上跳起的最大高度要高很多，假设该同学登上月球，在月面上做这个实验时，与在地面上做这个实验相比，物体被甩出的可能性将____选填“增大”“不变”或“减小”。
四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）
18.
中国嫦娥三号探测器在月面预选着陆区域成功着陆。假设探月宇航员站在月球表面一斜坡上的M点，并沿水平方向以初速度，抛出一个质量为的小球。如图所示，测得小球经时间15s落到斜坡上另一点N，斜面的倾角为，已知月球半径为，月球的质量分布均匀，万有引力常量为，已知，计算结果保留两位有效数字。?
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
求：月球表面的重力加速度；
月球的质量M；
嫦娥三号绕月球做匀速圆周运动的最大速度．
19.
某宇航员驾驶宇宙飞船到达某未知星球表面，他将一个物体以的速度从的高度水平抛出，测得落地时速度与水平地面的夹角为。已知该星球半径是地球半径的2倍，地球表面重力加速度。则：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
21·cn·jy·com
该星球表面的重力加速度是多少？
该星球的质量是地球的几倍？
答案和解析
1.【答案】A
【解析】
【分析】
万有引力定律是牛顿总结前人
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的研究发现的，两物体间的万有引力是一对作用力和反作用力．万有引力定律的适用条件是两个质点间的万有引力。
【解答】
A.
万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的。故A正确。
B.
两个物体间的相互的万有引力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反。故B错误。
C.?中的G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的。故C错误。
D.
测出引力常量的科学家是卡文迪许。故D错误。
故选：A。
??
2.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查万有引力定律
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)发现中的物理知识，从中可以学到科学家们在发现探索中的物理学思维方法，培养我们科学探索的精神。
【解答】
卡文迪许首次测出万有引力常量G，被称为“称量地球重量”的人，故AB错误；
C.万有引力定律是牛顿在前人理论和实验结果的基础上推理出来的，故C错误；
D.牛顿“月地”检验表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵循同样的规律，故D正确。
故选D。??【版权所有：21教育】
3.【答案】B
【解析】
【分析】
根据物体与该天体之间的万有引力等于
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)物体受到的重力，列出等式表示出黑洞表面重力加速度，结合题目所给的信息求解问题。
解题的关键要从所给的材料中，提炼出有用信息，构建好物理模型，选择合适的物理方法求解。
【解答】
黑洞实际为一天体，黑洞表面的物体受到的重力近似等于黑洞对物体的万有引力，对黑洞表面的某一质量为m物体有：，又由题，联立解得：，故ACD错误，故B正确。
故选B。??21
cnjy
com
4.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查行星运动的基本内容如开普勒
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)第三定律、引力常量及其测定、万有引力定律的内容、第一宇宙速度?；注意概念的理解。考查较易
【解答】
A.牛顿发现的万有引力定律，其常量是由卡文迪许通过扭秤实验测出的，故A错误；
B.第一宇亩速度是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，而人造卫星环绕地球运动的速度随着半径增大而减小，所以人造卫星绕地球运动时速度不可能大于第一宇亩速度，故
B正确
C.任何星球椭圆轨道半长轴的三次方与其公转周期二次方的比值均相同，说法错误，根据开普勒第三定律知必须得是这些星球环绕的中心天体是同一天体才能满足，故C错误；
D.牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础，故D错误；
故答案选B??21教育网
5.【答案】B
【解析】
【分析】
飞船在距地面高度为h的位置，由万有引力等于重力列式求解重力加速度。
本题考查万有引力的应用，要能根据公式求解重力加速度，难度不大，属于基础题。
【解答】
飞船在距地面高度为h处，由万有引力等于重力得：
解得：
故选B。
??
6.【答案】C
【解析】
【分析】
宇航员在月球上自高h处以初速度水平抛出一物体，测出物体的水平射程为L，根据水平射程和初速度求出运动的时间，根据求出月球表面的重力加速度大小；
由求得月球的质量；
根据重力提供向心力求出卫星的第一宇宙速度；由质量与半径可求得平均密度。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律，以及掌握万有引力提供向心力以及万有引力等于重力这两个理论的运用。
【解答】
解：小球平抛，依题意有如图关系：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
，
，
则，
另由，
则，
第一宇宙速度，
另外：，
则月球平均密度，故ABD错误，C正确。
故选C。??2·1·c·n·j·y
7.【答案】D
【解析】
【分析】
万有引力充当向
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)心力，用它们的运动周期表示向心力，由万有引力定律结合牛顿第二定律列式求中心天体的质量，然后由选项条件判断正确的答案。
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，并能根据题意结合向心力的几种不同的表达形式，选择恰当的向心力的表达式。
【解答】
A.万有引力定律结合牛顿第二定律列式求中心天体的质量，但不可以求得绕行天体的质量，故A错误；
B.天舟一号飞船内的货物做匀速圆周运动，有向心加速度，不是平衡态，故B错误；
C.由有引力提供向心力：可得，又由则，故
C错误；
D.由有引力提供向心力：，可得，又由，则，故D正确。
故选D。??【来源：21·世纪·教育·网】
8.【答案】C
【解析】
【分析】
G首先是卡文迪许测出的，，是万有引力常量．万有引力定律适用的条件是两个质点间引力的计算。物体间的引力关系也遵守牛顿第三定律。
本题关键掌握万有引力定律的适用条件，知道万有引力具有力的一般特性，遵守牛顿第三定律等等。
【解答】
A.两个物体间的万有引力大小相等，方向相反，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)是一对作用力和反作用力，故A错误；
B.当两个物体间的距离趋于零时，万有引力公式不再适用，故B错误；
C.表达式中的引力常量G是由实验测算出的，而不是人为规定的，故C正确；
D.物体间相互的引力大小相等，方向相反，故D错误。
故选C。
??
9.【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查了万有引力定律的发现和理解、引力常量及其测定、相互作用力和平衡力的区别，比较简单。
【解答】
万有引力定律是由牛顿发现的，而万有引力恒量是由卡文迪许测定的，故A错误；B正确。
C.两物体与之间的相互作用是大小相等，方向相反的作用力与反作用力，不是一对平衡力，故C错误；
D.当两物体间的距离趋向于零时，万有引力定律不再适用，故D错误。
故选B。
??
10.【答案】B
【解析】
【分析】
通过平抛运动的规律求出在星球上该行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比．再由万有引力等于重力，求出行星的半径。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及掌握万有引力等于重力这一理论，并能灵活运用。
【解答】
对于任一行星，设其表面重力加速度为g，
根据平抛运动的规律?得，?
则水平射程?；?
可得该行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比；
根据，得；
可得?；
解得行星的半径，故ACD错误，B正确。
故选B。??21·世纪
教育网
11.【答案】扭秤；
【解析】解：卡文迪什的扭秤实验测量
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)了引力常量G，由可知，该常量的单位是。
故答案为：扭秤；。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
2-1-c-n-j-y
12.【答案】两物体质量的乘积；?
?
两物体距离的平方；?
?
?万有引力定律
【解析】
【分析】
本题考查万有引力定律，由定义
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)即可作答。
【解答】
两个物体间的引力大小，跟两物体质量的乘积成正比，跟两物体距离的平方成反比，方向在两物体连线上，这就是万有引力定律。??
13.【答案】?320；0
【解析】
【分析】本题考查万有引力定律和失重。在把万有
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)引力近似看成等于重力的前提下，物体的重量与到地心距离的平方成反比；而在宇宙空间站，任何物体都处于完全失重状态，对水平面无压力，无法称重。
【解答】在地球表面，有，在离地面高度为h处，有，当时，。在空间站中，由于万有引力全部提供向心力，该同学处于完全失重状态，所以体重计示数为零。??21教育名师原创作品
14.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查万有引力和重力的关系，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)根据物体的重力等于地球对物体的引力求解即可。
【解答】
解：地球表面的物体，若不考虑地球自转的影响，物体的重力等于地球对物体的引力，即：，可得，代入数据可得．
故答案为：??
15.【答案】万有引力
【解析】
【分析】
自然界中任何两个物体之间都相互吸
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)引，引力的方向在它们的连线上引力的大小与物体的质量和的乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比。
本题考查万有引力的概念，比较简单。
【解答】
任何具有质量的物体间都存在相互吸引的作用力，这种相互吸引的作用力就叫做万有引力。
故填：万有引力。??
16.【答案】
【解析】解：周期：；
根据，有：；
在行星表面，有：，
对卫星，有：，
联立解得：，；
故答案为：；；，．
宇宙飞船做匀速圆周运动，转动一圈的时间即为周期；
根据列式求解重力加速度；
在行星表面，根据万有引力定律列式；对飞船，根据万有引力等于向心力列式；然后联立求解。
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，以及万有引力等于重力这两大理论，要灵活选取向心力公式的形式。
17.【答案】容易?
不变?
增大
【解析】
【分析】
根据摩擦力提供向心力分析向心
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)力的变化或者摩擦力变化时，逐个分析物体做离心运动的可能性大小。
本题主要是考查向心力的计算和离心运动，知道做圆周运动的物体需要的向心力增大时或物体受到的合外力减小时，物体可能做离心运动，
【解答】
若物体质量不变，摩擦力提供物体做圆周运动的向心力，根据可知，而将手臂伸长一些时r增大，物体更容易被甩出；
若物体刚好被甩出时，有：，即，若将物体上表面再粘上一些其他物体使物体质量增大，而保持手臂长度相同时，物体被甩出的可能性将不变；
人在月球上跳起的最大高度比在地球上跳起的最大高度要高很多，所以同一物体在月球上的重力小，对手的压力减小，最大静摩擦力减小，该同学登上月球，在月面上做这个实验时，与在地面上做这个实验相比，物体被甩出的可能性将增大。
故答案为：容易；不变；增大。??www-2-1-cnjy-com
18.【答案】解：平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和自由落体运动：
水平方向：，
竖直方向：?，
解得：?
根据万有引力等于重力，有
??
得：?
?
根据万有引力提供向心力，有
?
得：
【出处：21教育名师】
【解析】该题主要考查了平抛运动
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)及圆周运动的相关知识，重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量。
根据平抛运动在水平方向和竖直方向上的规律列出等式求解；
根据万有引力等于重力列出等式求解；
研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求解。
19.【答案】星球表面平抛
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)物体，水平方向匀速直线运动：，
竖直方向做自由落体运动，
因为，
解得：；
对地球表面的物体，其重力等于万有引力：，
对星球表面的物体m，其重力等于万有引力：，
解得，所以星球质量是地球质量的6倍；
【解析】本题主要考查的是万有引
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)力定律的应用，明确平抛运动在水平和竖直方向的运动情况是解题的关键，熟记运动学公式和万有引力表达式。
根据星球表面物体做平抛运动，水平方向和竖直方向的速度列方程，再根据速度夹角列方程解答；
根据万有引力等于重力列出方程组，解方程组。
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精品试卷·第
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