7.2万有引力定律 同步练习（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 7.2万有引力定律 同步练习（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 803.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-14 06:24:05 | ||
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文档简介
人教版必修第二册 7.2 万有引力定律
一、单选题
1．地球对月球具有相当大的万有引力，它们不靠在一起的原因是（ ）
A．不仅地球对月球有万有引力，而且月球对地球也有万有引力，这两个力大小相等，方向相反，相互平衡了
B．地球对月球的引力不算大
C．不仅地球对月球有万有引力，而且太阳系里其他星球对月球也有万有引力，这些力的合力为零
D．万有引力不断改变月球的运动方向，使得月球绕地球运行
2．用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
3．两个质点间的距离为r，它们间的万有引力为，现要使它们间的万有引力变为，它们间的距离将变为（ ）
A． B． C． D．
4．下列说法正确的是（ ）
A．伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量
B．根据表达式可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
C．在由开普勒第三定律得出的表达式中，k是一个与中心天体有关的常量
D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
5．下列力中，属于万有引力的是（ ）
A．月亮与地球之间的吸引力 B．起重机钢绳吊起重物的力
C．两个带异种电荷的带电体之间的吸引力 D．两个异名磁极之间的吸引力
6．以下是物理学中的四个实验装置或仪器，由图可知这四个实验或仪器共同的物理思想方法是（ ）
A．极限的思想方法 B．放大的思想方法
C．控制变量的方法 D．猜想的思想方法
7．2020年12月1日23时11分，肩负到月球“挖土”使命的“嫦娥五号”探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区，并传回如图所示的着陆影像图。若将月球视为质量分布均匀的球体，其质量为、半径为，“嫦娥五号”探测器质量为，引力常量为，则此时月球对“嫦娥五号”探测器的万有引力大小为（ ）
A． B． C． D．
8．下列说法中正确的是（ ）
A．人造卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供
B．由可知，当r趋于零时万有引力趋于无限大
C．赤道上的物体随着地球一起运动，所需的向心力等于地球对它的万有引力
D．由开普勒第一定律可知，所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
9．理论上已经证明，质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体，将一个铁球分别放在地面以下 深处和放在地面上方 高度处，则物体受到地球对它的万有引力之比为（ ）
A．9∶8 B．8∶9 C．3∶2 D．2∶3
10．如图所示，2021年12月9日，翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员在“中国空间站”以天地互动的方式进行了8项太空授课项目，取得了非常好的效果。若将“中国空间站”绕地球的运动视为匀速圆周运动，已知“中国空间站”的质量为m，运动轨道半径为r。将地球视为质量分布均匀的球体，其质量为M，引力常量为G，则地球对“中国空间站”的万有引力大小为（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示，一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F。如果在球体中央挖去半径为r的一部分球体，且r=，则原球体剩余部分对质点P的万有引力大小变为（ ）
A． B． C． D．F
12．下列说法符合物理学史的是（ ）
A．英国物理学家笛卡儿在实验室测出了引力常量G的数值，被称为“称量地球重量”的人
B．牛顿对引力常量G进行准确测定，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中
C．牛顿做过著名的“月—地”检验来证明重力和星体间的引力是同一性质的力
D．开普勒行星运动定律是开普勒在自己观测记录的基础上整理和研究出来的
13．牛顿在发现万有引力定律后曾思考过这样一个问题：假设地球是一个质量均匀分布的球体，已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零．沿地球的南北极打一个内壁光滑的洞，在洞的上端无初速释放一个小球（小球的直径略小于洞的直径），在小球向下端运动的过程中，你可能不会推导小球速度随时间变化的表示式，但是你可以用所学过的物理知识定性画出小球的速度与时间图象，取向下为正方向，则下列图象中正确的是（ ）
A． B． C． D．
14．一颗运行中的人造地球卫星距地心的距离为r时，所受的万有引力为F；若该人造卫星到地心的距离为3r，则其所受的万有引力为（ ）
A． B． C．3F D．9F
15．下列关于万有引力定律的说法中正确的是（ ）
A．两物体间的万有引力不遵循牛顿第三定律
B．两物体间的距离趋近0时，物体不能看成质点
C．只适用于质量半径较小的天体，天体半径大就不能用此公式计算万有引力
D．牛顿总结得出万有引力定律的表达式，同时也测定出了引力常量G的数值
二、填空题
16．两个质量相等的球体,球心相距时,它们之间的引力为10-8N,若它们的质量都加倍,球心间的距离也加倍,则它们之间的引力为________N．
17．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______．
18．万有引力常量________，由万有引力定律可知，两个质量分别为50kg的人，相距20m时的万有引力为________。
三、解答题
19．（1）是什么原因使行星绕太阳运动？
（2）在推导太阳与行星间的引力时，我们对行星的运动是怎么简化处理的？用了哪些知识？
20．两个质量均为50kg的同学相距50cm时，他们之间的万有引力为多大？由万有引力引起的加速度为多大？
21．粗略计算两个质量都是50kg，相距0.5m的两个同学之间的万有引力，由此你能得出什么结论。
22．已知均匀球体对其他物体的万有引力等效于将其全部质量集中于球心时对其他物体的万有引力.如图所示，有一半径为R的均匀球体，球心为，质量为，今自其内挖出一个半径为的小球，形成球形空腔的球心为，将小球移出至图示位置与大球相切，小球球心为，图中、、和两球切点四点共线.求此时小球和大球剩余部分之间的引力.（球体积公式：）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
地球和月球之间存在的万有引力较大，它们是一对作用力和反作用力，作用效果不可抵消。它们不靠在一起的原因主要是因为月球绕地球做圆周运动，地球对月球的万有引力提供了月球做圆周运动的向心力，即万有引力不断改变月球的速度方向，使月球绕地球运行，故ABC错误，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
国际单位制中质量m、距离r、力F的单位分别是：kg、m、N，根据牛顿的万有引力定律
得到G的单位是，根据牛顿第二定律得
则
所以G的单位还可以写成，故C正确，ABD错误。
故选C。
3．B
【详解】
根据万有引力定律得
距离改变后，有
解得
故选B。
4．C
【详解】
A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G，A错误；
B．万有引力表达式，只适用于质点之间的相互作用，当r趋近于零时，万有引力定律不再适用，B错误；
C．在由开普勒第三定律得出的表达式中，k是一个与中心天体有关的常量，C正确；
D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力，D错误。
故选C。
5．A
【详解】
起重机钢绳吊起重物的力属于弹力；电荷之间的作用力和磁极之间的作用力属于电磁力；月亮与地球之间的吸引力属于万有引力。
故选A。
6．B
【详解】
桌面的受力微小形变借助于光的反射来放大；玻璃瓶的受力微小形变借助于液体体积变化而放大；引力大小仍是借助于光的反射来放大。螺旋测微器将本来很小的距离放大在转动部分上，故这些实验本采用了放大的思想方法。
故选B。
7．A
【详解】
由万有引力定律可得，月球对“嫦娥五号”探测器的万有引力大小为
故选A。
8．A
【详解】
A．人造卫星绕地球运动的向心力是由地球对它的万有引力来提供的，故A正确；
B．万有引力定律的研究对象是质点或质量分布均匀的球体，当r趋于零时，物体不能视为质点，万有引力公式
已经不再适应，故B错误；
C．赤道上的物体随着地球一起运动，所需的向心力是由地球对它的万有引力和地面对物体的支持力的合力来提供，故C错误；
D．由开普勒第一定律可知，所有行星各自绕太阳运行的轨迹为椭圆，太阳在所有椭圆的一个公共焦点上，但各行星并不在同一椭圆轨道上绕太阳运动，故D错误。
故选A。
9．A
【详解】
设地球的密度为ρ，则在地面以下深处，铁球受到地球对它的万有引力
F1=G m
在地面上方 高处，铁球受到地球对它的万有引力
F2=G m
可得
=
故选A。
10．B
【详解】
地球对“中国空间站”的万有引力大小为
故选B。
11．C
【详解】
设原球体的质量为M，质点P的质量为m0，球心与质点P的距离为L。根据
知，挖去部分的小球的质量
没挖去前，原球体对质点P的引力
挖去的部分对质点P的引力
则剩余部分对质点P的引力
故选C。
12．C
【详解】
AB．牛顿发现万有引力定律，于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中，英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值，AB不符合物理学史；
C．牛顿做过著名的“月—地”检验来证明重力和星体间的引力是同一性质的力，C符合物理学史；
D．开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的，D不符合物理学史；
故选C。
13．B
【详解】
由题意可知，小球在光滑的洞中运动时，所受万有引力的合力先变小后变大，速度先增大后减小，在地心处时速度最大，加速度为零。
故选B。
14．A
【详解】
由万有引力公式得
所以当人造卫星到地心的距离变为3r时，其所受的万有引力为
故选A。
15．B
【详解】
A．万有引力定律适用于任何两个可以看成质点的物体之间或均质球体之间的引力计算，说明两个物体间的万有引力是相互作用的两个力，因此遵循牛顿第三定律，总是大小相等、方向相反，A错误；
B．两物体间的距离趋近0时，物体不能看成质点，公式不再适用，B正确；
C．适用于任何两个可以看成质点的物体之间或均质球体之间的引力计算，C错误；
D．牛顿总结得出万有引力定律的表达式，公式中引力常量G的值是卡文迪许通过实验测出来的，故D错误。
故选B。
16．10-8
【详解】
设两个物体的质量分别为m1，m2；变化前的引力为；变化后的引力；联立解得：.
【点睛】
此题是万有引力定律的应用，直接应用万有引力定律即可．
17．地球对物体的引力
【详解】
略
18．
【详解】
[1]国际单位制中质量m、距离r、力F的单位分别是：kg、m、N，根据牛顿的万有引力定律得到G的单位是。
[2]两个质量分别为50kg的人，相距20m时的万有引力
19．见详解
【详解】
（1）太阳对行星的引力使行星绕太阳运动；（2）将行星绕太阳的椭圆运动看成匀速圆周运动。在推导过程中，用到了向心力公式、开普勒第三定律及牛顿运动定律。
20．
【详解】
根据万有引力定律有：
；
根据牛顿第二定律F=ma有：
21．；由计算结果可知，除天体外，一般物体间的万有引力太小，感知不到，在受力分析时可以忽略不计。
【详解】
根据万有引力定律得
由计算结果可知，除天体外，一般物体间的万有引力太小，感知不到，在受力分析时可以忽略不计。
22．
【详解】
根据体积公式，挖去的个半径为的小球的体积为原来球的体积的，则其质量为原球质量的，为M，
用没挖之前球对质点的引力，减去被挖部分对质点的引力：
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．地球对月球具有相当大的万有引力，它们不靠在一起的原因是（ ）
A．不仅地球对月球有万有引力，而且月球对地球也有万有引力，这两个力大小相等，方向相反，相互平衡了
B．地球对月球的引力不算大
C．不仅地球对月球有万有引力，而且太阳系里其他星球对月球也有万有引力，这些力的合力为零
D．万有引力不断改变月球的运动方向，使得月球绕地球运行
2．用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
3．两个质点间的距离为r，它们间的万有引力为，现要使它们间的万有引力变为，它们间的距离将变为（ ）
A． B． C． D．
4．下列说法正确的是（ ）
A．伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量
B．根据表达式可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
C．在由开普勒第三定律得出的表达式中，k是一个与中心天体有关的常量
D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
5．下列力中，属于万有引力的是（ ）
A．月亮与地球之间的吸引力 B．起重机钢绳吊起重物的力
C．两个带异种电荷的带电体之间的吸引力 D．两个异名磁极之间的吸引力
6．以下是物理学中的四个实验装置或仪器，由图可知这四个实验或仪器共同的物理思想方法是（ ）
A．极限的思想方法 B．放大的思想方法
C．控制变量的方法 D．猜想的思想方法
7．2020年12月1日23时11分，肩负到月球“挖土”使命的“嫦娥五号”探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区，并传回如图所示的着陆影像图。若将月球视为质量分布均匀的球体，其质量为、半径为，“嫦娥五号”探测器质量为，引力常量为，则此时月球对“嫦娥五号”探测器的万有引力大小为（ ）
A． B． C． D．
8．下列说法中正确的是（ ）
A．人造卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供
B．由可知，当r趋于零时万有引力趋于无限大
C．赤道上的物体随着地球一起运动，所需的向心力等于地球对它的万有引力
D．由开普勒第一定律可知，所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
9．理论上已经证明，质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体，将一个铁球分别放在地面以下 深处和放在地面上方 高度处，则物体受到地球对它的万有引力之比为（ ）
A．9∶8 B．8∶9 C．3∶2 D．2∶3
10．如图所示，2021年12月9日，翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员在“中国空间站”以天地互动的方式进行了8项太空授课项目，取得了非常好的效果。若将“中国空间站”绕地球的运动视为匀速圆周运动，已知“中国空间站”的质量为m，运动轨道半径为r。将地球视为质量分布均匀的球体，其质量为M，引力常量为G，则地球对“中国空间站”的万有引力大小为（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示，一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F。如果在球体中央挖去半径为r的一部分球体，且r=，则原球体剩余部分对质点P的万有引力大小变为（ ）
A． B． C． D．F
12．下列说法符合物理学史的是（ ）
A．英国物理学家笛卡儿在实验室测出了引力常量G的数值，被称为“称量地球重量”的人
B．牛顿对引力常量G进行准确测定，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中
C．牛顿做过著名的“月—地”检验来证明重力和星体间的引力是同一性质的力
D．开普勒行星运动定律是开普勒在自己观测记录的基础上整理和研究出来的
13．牛顿在发现万有引力定律后曾思考过这样一个问题：假设地球是一个质量均匀分布的球体，已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零．沿地球的南北极打一个内壁光滑的洞，在洞的上端无初速释放一个小球（小球的直径略小于洞的直径），在小球向下端运动的过程中，你可能不会推导小球速度随时间变化的表示式，但是你可以用所学过的物理知识定性画出小球的速度与时间图象，取向下为正方向，则下列图象中正确的是（ ）
A． B． C． D．
14．一颗运行中的人造地球卫星距地心的距离为r时，所受的万有引力为F；若该人造卫星到地心的距离为3r，则其所受的万有引力为（ ）
A． B． C．3F D．9F
15．下列关于万有引力定律的说法中正确的是（ ）
A．两物体间的万有引力不遵循牛顿第三定律
B．两物体间的距离趋近0时，物体不能看成质点
C．只适用于质量半径较小的天体，天体半径大就不能用此公式计算万有引力
D．牛顿总结得出万有引力定律的表达式，同时也测定出了引力常量G的数值
二、填空题
16．两个质量相等的球体,球心相距时,它们之间的引力为10-8N,若它们的质量都加倍,球心间的距离也加倍,则它们之间的引力为________N．
17．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______．
18．万有引力常量________，由万有引力定律可知，两个质量分别为50kg的人，相距20m时的万有引力为________。
三、解答题
19．（1）是什么原因使行星绕太阳运动？
（2）在推导太阳与行星间的引力时，我们对行星的运动是怎么简化处理的？用了哪些知识？
20．两个质量均为50kg的同学相距50cm时，他们之间的万有引力为多大？由万有引力引起的加速度为多大？
21．粗略计算两个质量都是50kg，相距0.5m的两个同学之间的万有引力，由此你能得出什么结论。
22．已知均匀球体对其他物体的万有引力等效于将其全部质量集中于球心时对其他物体的万有引力.如图所示，有一半径为R的均匀球体，球心为，质量为，今自其内挖出一个半径为的小球，形成球形空腔的球心为，将小球移出至图示位置与大球相切，小球球心为，图中、、和两球切点四点共线.求此时小球和大球剩余部分之间的引力.（球体积公式：）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
地球和月球之间存在的万有引力较大，它们是一对作用力和反作用力，作用效果不可抵消。它们不靠在一起的原因主要是因为月球绕地球做圆周运动，地球对月球的万有引力提供了月球做圆周运动的向心力，即万有引力不断改变月球的速度方向，使月球绕地球运行，故ABC错误，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
国际单位制中质量m、距离r、力F的单位分别是：kg、m、N，根据牛顿的万有引力定律
得到G的单位是，根据牛顿第二定律得
则
所以G的单位还可以写成，故C正确，ABD错误。
故选C。
3．B
【详解】
根据万有引力定律得
距离改变后，有
解得
故选B。
4．C
【详解】
A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G，A错误；
B．万有引力表达式，只适用于质点之间的相互作用，当r趋近于零时，万有引力定律不再适用，B错误；
C．在由开普勒第三定律得出的表达式中，k是一个与中心天体有关的常量，C正确；
D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力，D错误。
故选C。
5．A
【详解】
起重机钢绳吊起重物的力属于弹力；电荷之间的作用力和磁极之间的作用力属于电磁力；月亮与地球之间的吸引力属于万有引力。
故选A。
6．B
【详解】
桌面的受力微小形变借助于光的反射来放大；玻璃瓶的受力微小形变借助于液体体积变化而放大；引力大小仍是借助于光的反射来放大。螺旋测微器将本来很小的距离放大在转动部分上，故这些实验本采用了放大的思想方法。
故选B。
7．A
【详解】
由万有引力定律可得，月球对“嫦娥五号”探测器的万有引力大小为
故选A。
8．A
【详解】
A．人造卫星绕地球运动的向心力是由地球对它的万有引力来提供的，故A正确；
B．万有引力定律的研究对象是质点或质量分布均匀的球体，当r趋于零时，物体不能视为质点，万有引力公式
已经不再适应，故B错误；
C．赤道上的物体随着地球一起运动，所需的向心力是由地球对它的万有引力和地面对物体的支持力的合力来提供，故C错误；
D．由开普勒第一定律可知，所有行星各自绕太阳运行的轨迹为椭圆，太阳在所有椭圆的一个公共焦点上，但各行星并不在同一椭圆轨道上绕太阳运动，故D错误。
故选A。
9．A
【详解】
设地球的密度为ρ，则在地面以下深处，铁球受到地球对它的万有引力
F1=G m
在地面上方 高处，铁球受到地球对它的万有引力
F2=G m
可得
=
故选A。
10．B
【详解】
地球对“中国空间站”的万有引力大小为
故选B。
11．C
【详解】
设原球体的质量为M，质点P的质量为m0，球心与质点P的距离为L。根据
知，挖去部分的小球的质量
没挖去前，原球体对质点P的引力
挖去的部分对质点P的引力
则剩余部分对质点P的引力
故选C。
12．C
【详解】
AB．牛顿发现万有引力定律，于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中，英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值，AB不符合物理学史；
C．牛顿做过著名的“月—地”检验来证明重力和星体间的引力是同一性质的力，C符合物理学史；
D．开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的，D不符合物理学史；
故选C。
13．B
【详解】
由题意可知，小球在光滑的洞中运动时，所受万有引力的合力先变小后变大，速度先增大后减小，在地心处时速度最大，加速度为零。
故选B。
14．A
【详解】
由万有引力公式得
所以当人造卫星到地心的距离变为3r时，其所受的万有引力为
故选A。
15．B
【详解】
A．万有引力定律适用于任何两个可以看成质点的物体之间或均质球体之间的引力计算，说明两个物体间的万有引力是相互作用的两个力，因此遵循牛顿第三定律，总是大小相等、方向相反，A错误；
B．两物体间的距离趋近0时，物体不能看成质点，公式不再适用，B正确；
C．适用于任何两个可以看成质点的物体之间或均质球体之间的引力计算，C错误；
D．牛顿总结得出万有引力定律的表达式，公式中引力常量G的值是卡文迪许通过实验测出来的，故D错误。
故选B。
16．10-8
【详解】
设两个物体的质量分别为m1，m2；变化前的引力为；变化后的引力；联立解得：.
【点睛】
此题是万有引力定律的应用，直接应用万有引力定律即可．
17．地球对物体的引力
【详解】
略
18．
【详解】
[1]国际单位制中质量m、距离r、力F的单位分别是：kg、m、N，根据牛顿的万有引力定律得到G的单位是。
[2]两个质量分别为50kg的人，相距20m时的万有引力
19．见详解
【详解】
（1）太阳对行星的引力使行星绕太阳运动；（2）将行星绕太阳的椭圆运动看成匀速圆周运动。在推导过程中，用到了向心力公式、开普勒第三定律及牛顿运动定律。
20．
【详解】
根据万有引力定律有：
；
根据牛顿第二定律F=ma有：
21．；由计算结果可知，除天体外，一般物体间的万有引力太小，感知不到，在受力分析时可以忽略不计。
【详解】
根据万有引力定律得
由计算结果可知，除天体外，一般物体间的万有引力太小，感知不到，在受力分析时可以忽略不计。
22．
【详解】
根据体积公式，挖去的个半径为的小球的体积为原来球的体积的，则其质量为原球质量的，为M，
用没挖之前球对质点的引力，减去被挖部分对质点的引力：
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页