7.2万有引力定律同步练习-试卷(word版含答案)

7.2万有引力定律同步练习
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 要使两个物体（均可视为质点）间的万有引力减小到原来的，下列办法不可行的是（ ）
A．两物体间的距离和两物体的质量都减小为原来的
B．使其中的一个物体质量减小为原来的，另一物体质量不变，距离不变
C．使两物体间的距离增加为原来的2倍，质量不变
D．使两物体的质量各减小一半，距离不变
2. 关于物理学史，下列说法正确的是（　　）
A．亚里士多德发现了惯性定律
B．开普勒发现了行星运动规律
C．伽利略发现了万有引力定律
D．牛顿测出了引力常量
3. 关于太阳与行星间的引力，下列说法错误的是(　　)
A． 神圣和永恒的天体做匀速圆周运动无需原因，因为圆周运动是最完美的
B． 行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力
C． 牛顿认为物体运动状态发生改变的原因是受到力的作用．行星围绕太阳运动，一定受到了力的作用
D． 牛顿把地面上的动力学关系应用到天体间的相互作用，推导出了太阳与行星间的引力关系
4. 月球在如图所示的近地点、远地点受地球的万有引力分别为F1，F2，则F1、F2的大小关系是(　　)
A．F1B．F1>F2
C．F1＝F2
D． 无法确定
5. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（　　）
A．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
B．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
C．月球表面的加速度约为地球表面的
D．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
6. 如图所示，两个半径分别为r1和r2的球，质量均匀分布，分别为m1和m2，两球之间的距离为r，则两球间的万有引力大小为（　　）
A．F=G
B．F=G
C．F=G
D．F=G
7. 2018年6月14日11时06分，我国探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星顺利进入环绕地月拉格朗日L2点运行的轨道，为地月信息联通搭建“天桥”．如图所示，该L2点位于地球与月球连线的延长线上，“鹊桥”位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动．已知地球、月球和“鹊桥”的质量分别为M地、M月、m，地球和月球中心之间的平均距离为R，L2点到月球中心的距离为x，则x满足(　　)
A．＝(R＋x)
B．＋＝(R＋x)
C．＝(R＋x)
D．＋＝(R＋x)
8. 设地球表面的重力加速度为g0， 物体在距地心4R（R 是地球半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则为（　　）
A．1 B． C． D．
二、填空题（本大题共2道小题）
9. 在牛顿发现万有引力定律100多年后，英国物理学家___________用如图___________实验装置测出了万有引力常量G=__________，不仅从实验上验证了万有引力定律的正确性，而且应用万有引力定律还可以测出地球的质量，他也因此被称为能测出地球质量的人．该实验运用___________方法，将一般物体间几乎可以忽略的引力显现出来并做定量测量．
10. 1太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的二次方成反比，即F=___________，式中G为比例系数，其大小与太阳和行星的质量___________，太阳与行星引力的方向沿二者的___________。
三、解答题（本大题共3道小题）
11. 当两个物体不能视作质点时，两物体之间的万有引力不能用公式直接计算．但可以用下述方法计算：将两个物体各分成很多质点，一个物体的每个质点与另外一个物体的每个质点之间都存在万有引力，这些质点之间的万有引力可用公式计算，所有质点间万有引力的合力就是这两个物体间的万有引力．现设想把一个质量为m的小球（可看作质点）放到地球的中心，则此小球与地球之间的万有引力为___________（已知地球质量M，半径为R）．
12. 两个质量分布均匀、密度相同且大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F.现在其中一个小球中挖去半径为原球半径一半的球，并按如图所示的形式紧靠在一起，三个球的球心在一条直线上，试计算它们之间的万有引力大小．
13. 如图所示，等边三角形ABC边长为L，在三角形的三个顶点A、B、C各固定质量均为m的三个小球，已知万有引力常量为G，则C点小球受A、B两点小球的万有引力的合力为多少？
答案
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 【答案】A
【详解】
A、使两物体间的距离和质量都减为原来的，根据万有引力定律，可知，万有引力与原来相等，故A不可行；
B、使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变，根据万有引力定律，可知，万有引力变为原来的，故B可行；
C、使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变，根据万有引力定律，可知，万有引力变为原来的，故C可行；
D、使两物体的质量各减小一半，距离不变，根据万有引力定律，可知，万有引力变为原来的，故D可行；
办法不可行的故选A．
2. 【答案】B
【详解】
A．牛顿发现了惯性定律，即牛顿第一定律，故A错误；
B．开普勒发现了行星运动规律，故B正确；
C．牛顿发现了万有引力定律，故C错误
D．卡文迪许利用扭秤实验测出了万有引力常量，故D错误。
故选B。
3. 【答案】A
【解析】任何做曲线运动的物体都需要外力作用，行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力，A错误，B、C、D正确．
4. 【答案】D
【解析】根据万有引力定律可知，当两物体的质量确定时，引力与物体之间的距离的平方成反比，则有F1>F2，故选项B正确．
5. 【答案】D
6. 【答案】D
【详解】
根据万有引力公式
其中R应该为两个球心间的距离，即
可知，D正确，ABC错误。
故选D。
7. 【答案】B
【解析】对月球，万有引力提供向心力，有G＝M月ω2R，对中继星，地球和月球的引力的合力提供向心力，有G＋G＝mω2(R＋x)，联立解得＋＝(R＋x)，故A、C、D错误，B正确．
8. 【答案】D
【详解】
假设在地球表面上放置一个质量为的物体，则
假设在距离地心4R处放置一个质量为的物体，则
ABC错误，D正确。
故选D。
二、填空题（本大题共2道小题）
9. 【答案】 卡文迪许 扭秤 6.67×10-11Nm2/kg2 放大
【详解】
在牛顿发现万有引力定律100多年后，英国物理学家卡文迪许用如图扭秤实验装置测出了万有引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2，不仅从实验上验证了万有引力定律的正确性，而且应用万有引力定律还可以测出地球的质量，他也因此被称为能测出地球质量的人．该实验运用放大方法，将一般物体间几乎可以忽略的引力显现出来并做定量测量．
10. 【答案】 G 无关 连线方向
【详解】
太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的二次方成反比，即
式中G为比例系数，其大小与太阳和行星的质量无关，太阳与行星引力的方向沿二者的连线方向。
三、解答题（本大题共3道小题）
11. 【答案】0
12. 【答案】F
【解析】如图1所示，右边的球体原来是个实心球，有
F＝G①
右边的球体被挖去一小球体后，设他们之间的万有引力为F′；右边的球体不能看成质点，则不能直接应用万有引力定律求F′的值；如图2所示，可以用“割补法”处理该问题．
如图3所示，被挖出的小球体与左边球之间的万有引力
F1＝G②
且m1∶m＝(r)3∶r3＝1∶8③
联立①②③式得F1＝F④
剩余部分之间的万有引力大小F′＝F－F1⑤
联立④⑤式得F′＝F.
13. 【答案】G
【解析】C点小球受引力如图所示，则F1＝F2＝G
据平行四边形定则有
F合＝2F1cos 30°＝G.
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