人教版新教材必修二 7.2 万有引力定律练习（含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版新教材必修二 7.2 万有引力定律练习（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 435.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-27 12:46:51 | ||
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文档简介
人教版新教材必修二第七章万有引力定律练习（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一万有引力定律．下列有关万有引力定律的说法中正确的是( )
A. 开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆
B. 太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星
C. 库仑利用实验较为准确地测出了引力常量的数值
D. 牛顿在发现万有引力定律的过程中没有利用牛顿第三定律的知识
下列说法正确的是( )
A. 两个微观粒子之间也存在万有引力
B. 月地检验的结果证明了引力与重力式两种不同性质的力
C. 牛顿发现了万有引力定律并测定了引力常量
D. 由公式可知，当时，引力
要使两物体可视为质点间万有引力减小到原来的，可采取的方法是( )
A. 使两物体间的距离变为原来的倍，其中一个物体的质量变为原来的
B. 使两物体的质量各减少，距离保持不变
C. 使其中一个物体的质量变为原来的，距离保持不变
D. 使两物体的质量及它们之间的距离都变为原来的
北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，缩写为。北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括颗静止轨道卫星和颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。下列说法符合史实的是( )
A. 牛顿发现了行星的运动规律 B. 开普勒发现了万有引力定律
C. 卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量 D. 牛顿发现了海王星和冥王星
要使两物体间的万有引力减小到原的可采取的方法是( )
A. 使两物体的质量各减少一半，距离保持不变
B. 使两物体间距离变为原来的倍，质量不变
C. 使两物体的质量及它们之间的距离都变为原来的倍
D. 使两物体的质量及它们之间的距离都减为原来的
年月日时分，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度、北纬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.
假设宇宙中某一行星是质量分布均匀、半径为的球体，它的自转角速度为。宇航员用弹簧测力计称量一个相对该行星表面静止的物体的重量，第一次在极点处，弹簧测力计的示数；第二次在赤道处，弹簧测力计的示数。假设此物体在距该行星表面高度处绕其做匀速圆周运动，设其角速度为，则
A. B. C. D.
宇航员王亚平在“天宫一号”飞船内太空授课时，指令长聂海胜悬浮在太空舱内“太空打坐”的情景如图若聂海胜的质量为，飞船距离地球表面的高度为，地球质量为，半径为，引力常量为，地球表面的重力加速度为，则聂海胜在太空舱内受到的重力大小为( )
A. B. C. D.
如图所示，质量分布均匀的实心球，其质量为，半径为，现在将它的左侧挖去一个半径为的球体，则挖去后它对离球体表面距离处的质量为的质点的引力与挖去前对质点的引力之比为( )
A. B. C. D.
中国人民解放军建军周年之际，在央视新闻的画面中，中国战略导弹发射井首次曝光，则关于导弹从发射井井底发射升空过程中，若在此过程中导弹可以视为质点，且已知均匀的球壳对处于球壳内的质点万有引力为零，用表示导弹与井底的距离，表示它所受地球引力，能够描随变化关系的图像是
A. B.
C. D.
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
地球质量大约是月球质量的倍，一个飞行器在地球与月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为多少？
已知地球的质量大约是，地球半径。假设你与你的同桌的质量均为，距离为，引力常量。
估算你的同桌对你的万有引力。
估算地球对你的万有引力。
比较上述两个结果，你对万有引力的大小有什么新的认识？
一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量为地球质量的倍，直径为地球直径的一半，求这名季航员在该星球上所受的万有引力大小与他在地球上所受万有引力大小的比值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳的运动都是椭圆；太阳与行星间的引力就是万有引力，自然界一切物体之间都有这种引力，包括行星与它的卫星；万有引力常量是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的；地球对地面上物体的引力本质上就是万有引力，太阳与地球之间的引力也是万有引力。
开普勒关于行星运动的定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动定律和万有引力定律是解答本题的关键。
【解答】
解：根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳的运动都是椭圆，故A正确；
B.太阳与行星间的引力就是万有引力，万有引力适用于一切天体之间，故B错误；
C.万有引力常量是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的，故C错误；
D.在发现万有引力定律的过程中，牛顿应用了牛顿第三定律的规律，故D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】
【分析】
万有引力定律：自然界中的任意两个物体都是相互吸引的，引力的大小与它们质量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，引力的方向在两个物体的连线上。
本题考查了万有引力定律的内容、适用范围，要明确万有引力定律具有普遍性，是四种基本相互作用之一。
【解答】
A、万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用，具有普遍性，故A正确；
B、“月地检验”表明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同种性质的力，故B错误；
C、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测定了引力常量，故C错误；
D、当两个物体间距为零时，两个物体不能简化为质点，不适用于万有引力定律，故D错误；
故选：。
3.【答案】
【解析】根据万有引力定律的表达式分析，
使两物体间的距离变为原来的倍，其中一个物体的质量变为原来的时，万有引力，选项A正确；
使两物体的质量各减少，且保持距离不变时，万有引力，选项B错误；
使其中一个物体的质量变为原来的，且保持距离不变时，万有引力，选项C错误；
使两物体的质量及它们之间的距离都变为原来的时；万有引力，选项D错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
开普勒发现了行星的运动规律；牛顿发现万有引力定律；万有引力常量是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的；加勒发现了海王星；卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量；万有引力公式，适用于两质点间的引力计算。
开普勒关于行星运动的定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动定律和万有引力定律以及相关的物理学史。
【解答】
A.开普勒发现了行星的运动规律，故A错误；
B.牛顿发现了万有引力定律，故B错误；
C.卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故C正确；
D.海王星和冥王星不是牛顿发现的，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】解：根据万有引力定律的表达式：，
A、使两物体的质量各减少一半，距离保持不变，万有引力减小到原来的，故A正确；
B、使两物体间距离变为原来的倍，质量不变，万有引力减小到原来的，故错误；
C、使两物体的质量及它们之间的距离都变为原来的倍，万有引力不变，故C错误；
D、使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的，万有引力不变，故D错误。
故选A。
根据万有引力定律的内容万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比．解决问题。
变量有质量、距离，要考虑全面；
要注意万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比；
不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查万有引力公式的应用，由直接求解。
【解答】
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。
7.【答案】
【解析】
【分析】
当物体在极点处及物体在赤道处、物体在距行星表面高度处绕行星做匀速圆周运动分别列式，联立即可求解。
本题考查万有引力及重力的关系、万有引力定律的应用。
【解答】
设该行星的质量为，物体质量为，当物体在极点处时有，
当物体在赤道处时有，
当物体在距行星表面高度处绕行星做匀速圆周运动时有，并且，解得，故C正确，ABD错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】解：
聂海胜在太空舱内受到重力的大小等于他所受的万有引力，则，
故选：。
根据万有引力等于重力，结合万有引力定律公式求出聂海胜在太空舱内受到重力的大小．
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查万有引力定律，解决本题的关键在于万有引力定律求出没挖之前与挖去部分后的万有引力大小，进而求解。
【解答】
根据质量公式可知，实心球质量：，
挖去部分的半径是实心球半径的一半，则质量：
实心球对质点的万有引力：，
挖去部分对质点的万有引力：
则剩余部分对质点的万有引力：
剩余部分对离球体表面距离处的质量为的质点的引力与挖去前对质点的引力之比：，故B正确，ACD错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了万有引力与重力的关系，当后，有；当时，由质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，故在深度为的井底，受到地球的万有引力即为半径等于的球体在其表面产生的万有引力，分析可得在深度为的井底导弹所受地球引力的表达式。
【解答】
令地球的密度为，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：
由于地球的质量为
所以重力加速度的表达式可写成：
根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，故在深度为的井底，受到地球的万有引力即为半径等于的球体在其表面产生的万有引力，则
当时，与成正比，由，可得与成正比，
当后，有，即与平方成反比。故B正确，ACD错误。
故选B。
11.【答案】解：设月球的质量为，则地球的质量是，假设飞行器距离地心距离为，距离月心距离为，飞行器的质量是，月球的质量是，那么飞行器和地球间的引力为，飞行器和月球间的引力为，由于，故。
【解析】略
12.【答案】解：估算可以将人作为质点，因是同桌，两人的距离可取为，同桌对你的万有引力大小是。
地球对你的引力大小是
与天体对物体的引力相比，一般物体间的引力非常小，可以忽略。
【解析】本题考查了万有引力定律的基本应用，基础题，难度不大。
根据万有引力定律的表达式分析计算即可。
13.【答案】解：根据万有引力定律得宇航员在地球球上所受的万有引力：
宇航员在该星球上所受的万有引力：
则有：
解得：
【解析】根据万有引力定律写出宇航员在地球球上所受的万有引力表达式，宇航员在该星球上所受的万有引力表达式，然后计算所受万有引力大小的比值。
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一万有引力定律．下列有关万有引力定律的说法中正确的是( )
A. 开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆
B. 太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星
C. 库仑利用实验较为准确地测出了引力常量的数值
D. 牛顿在发现万有引力定律的过程中没有利用牛顿第三定律的知识
下列说法正确的是( )
A. 两个微观粒子之间也存在万有引力
B. 月地检验的结果证明了引力与重力式两种不同性质的力
C. 牛顿发现了万有引力定律并测定了引力常量
D. 由公式可知，当时，引力
要使两物体可视为质点间万有引力减小到原来的，可采取的方法是( )
A. 使两物体间的距离变为原来的倍，其中一个物体的质量变为原来的
B. 使两物体的质量各减少，距离保持不变
C. 使其中一个物体的质量变为原来的，距离保持不变
D. 使两物体的质量及它们之间的距离都变为原来的
北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，缩写为。北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括颗静止轨道卫星和颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。下列说法符合史实的是( )
A. 牛顿发现了行星的运动规律 B. 开普勒发现了万有引力定律
C. 卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量 D. 牛顿发现了海王星和冥王星
要使两物体间的万有引力减小到原的可采取的方法是( )
A. 使两物体的质量各减少一半，距离保持不变
B. 使两物体间距离变为原来的倍，质量不变
C. 使两物体的质量及它们之间的距离都变为原来的倍
D. 使两物体的质量及它们之间的距离都减为原来的
年月日时分，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度、北纬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.
假设宇宙中某一行星是质量分布均匀、半径为的球体，它的自转角速度为。宇航员用弹簧测力计称量一个相对该行星表面静止的物体的重量，第一次在极点处，弹簧测力计的示数；第二次在赤道处，弹簧测力计的示数。假设此物体在距该行星表面高度处绕其做匀速圆周运动，设其角速度为，则
A. B. C. D.
宇航员王亚平在“天宫一号”飞船内太空授课时，指令长聂海胜悬浮在太空舱内“太空打坐”的情景如图若聂海胜的质量为，飞船距离地球表面的高度为，地球质量为，半径为，引力常量为，地球表面的重力加速度为，则聂海胜在太空舱内受到的重力大小为( )
A. B. C. D.
如图所示，质量分布均匀的实心球，其质量为，半径为，现在将它的左侧挖去一个半径为的球体，则挖去后它对离球体表面距离处的质量为的质点的引力与挖去前对质点的引力之比为( )
A. B. C. D.
中国人民解放军建军周年之际，在央视新闻的画面中，中国战略导弹发射井首次曝光，则关于导弹从发射井井底发射升空过程中，若在此过程中导弹可以视为质点，且已知均匀的球壳对处于球壳内的质点万有引力为零，用表示导弹与井底的距离，表示它所受地球引力，能够描随变化关系的图像是
A. B.
C. D.
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
地球质量大约是月球质量的倍，一个飞行器在地球与月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为多少？
已知地球的质量大约是，地球半径。假设你与你的同桌的质量均为，距离为，引力常量。
估算你的同桌对你的万有引力。
估算地球对你的万有引力。
比较上述两个结果，你对万有引力的大小有什么新的认识？
一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量为地球质量的倍，直径为地球直径的一半，求这名季航员在该星球上所受的万有引力大小与他在地球上所受万有引力大小的比值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳的运动都是椭圆；太阳与行星间的引力就是万有引力，自然界一切物体之间都有这种引力，包括行星与它的卫星；万有引力常量是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的；地球对地面上物体的引力本质上就是万有引力，太阳与地球之间的引力也是万有引力。
开普勒关于行星运动的定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动定律和万有引力定律是解答本题的关键。
【解答】
解：根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳的运动都是椭圆，故A正确；
B.太阳与行星间的引力就是万有引力，万有引力适用于一切天体之间，故B错误；
C.万有引力常量是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的，故C错误；
D.在发现万有引力定律的过程中，牛顿应用了牛顿第三定律的规律，故D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】
【分析】
万有引力定律：自然界中的任意两个物体都是相互吸引的，引力的大小与它们质量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，引力的方向在两个物体的连线上。
本题考查了万有引力定律的内容、适用范围，要明确万有引力定律具有普遍性，是四种基本相互作用之一。
【解答】
A、万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用，具有普遍性，故A正确；
B、“月地检验”表明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同种性质的力，故B错误；
C、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测定了引力常量，故C错误；
D、当两个物体间距为零时，两个物体不能简化为质点，不适用于万有引力定律，故D错误；
故选：。
3.【答案】
【解析】根据万有引力定律的表达式分析，
使两物体间的距离变为原来的倍，其中一个物体的质量变为原来的时，万有引力，选项A正确；
使两物体的质量各减少，且保持距离不变时，万有引力，选项B错误；
使其中一个物体的质量变为原来的，且保持距离不变时，万有引力，选项C错误；
使两物体的质量及它们之间的距离都变为原来的时；万有引力，选项D错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
开普勒发现了行星的运动规律；牛顿发现万有引力定律；万有引力常量是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的；加勒发现了海王星；卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量；万有引力公式，适用于两质点间的引力计算。
开普勒关于行星运动的定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动定律和万有引力定律以及相关的物理学史。
【解答】
A.开普勒发现了行星的运动规律，故A错误；
B.牛顿发现了万有引力定律，故B错误；
C.卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故C正确；
D.海王星和冥王星不是牛顿发现的，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】解：根据万有引力定律的表达式：，
A、使两物体的质量各减少一半，距离保持不变，万有引力减小到原来的，故A正确；
B、使两物体间距离变为原来的倍，质量不变，万有引力减小到原来的，故错误；
C、使两物体的质量及它们之间的距离都变为原来的倍，万有引力不变，故C错误；
D、使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的，万有引力不变，故D错误。
故选A。
根据万有引力定律的内容万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比．解决问题。
变量有质量、距离，要考虑全面；
要注意万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比；
不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查万有引力公式的应用，由直接求解。
【解答】
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。
7.【答案】
【解析】
【分析】
当物体在极点处及物体在赤道处、物体在距行星表面高度处绕行星做匀速圆周运动分别列式，联立即可求解。
本题考查万有引力及重力的关系、万有引力定律的应用。
【解答】
设该行星的质量为，物体质量为，当物体在极点处时有，
当物体在赤道处时有，
当物体在距行星表面高度处绕行星做匀速圆周运动时有，并且，解得，故C正确，ABD错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】解：
聂海胜在太空舱内受到重力的大小等于他所受的万有引力，则，
故选：。
根据万有引力等于重力，结合万有引力定律公式求出聂海胜在太空舱内受到重力的大小．
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查万有引力定律，解决本题的关键在于万有引力定律求出没挖之前与挖去部分后的万有引力大小，进而求解。
【解答】
根据质量公式可知，实心球质量：，
挖去部分的半径是实心球半径的一半，则质量：
实心球对质点的万有引力：，
挖去部分对质点的万有引力：
则剩余部分对质点的万有引力：
剩余部分对离球体表面距离处的质量为的质点的引力与挖去前对质点的引力之比：，故B正确，ACD错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了万有引力与重力的关系，当后，有；当时，由质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，故在深度为的井底，受到地球的万有引力即为半径等于的球体在其表面产生的万有引力，分析可得在深度为的井底导弹所受地球引力的表达式。
【解答】
令地球的密度为，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：
由于地球的质量为
所以重力加速度的表达式可写成：
根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，故在深度为的井底，受到地球的万有引力即为半径等于的球体在其表面产生的万有引力，则
当时，与成正比，由，可得与成正比，
当后，有，即与平方成反比。故B正确，ACD错误。
故选B。
11.【答案】解：设月球的质量为，则地球的质量是，假设飞行器距离地心距离为，距离月心距离为，飞行器的质量是，月球的质量是，那么飞行器和地球间的引力为，飞行器和月球间的引力为，由于，故。
【解析】略
12.【答案】解：估算可以将人作为质点，因是同桌，两人的距离可取为，同桌对你的万有引力大小是。
地球对你的引力大小是
与天体对物体的引力相比，一般物体间的引力非常小，可以忽略。
【解析】本题考查了万有引力定律的基本应用，基础题，难度不大。
根据万有引力定律的表达式分析计算即可。
13.【答案】解：根据万有引力定律得宇航员在地球球上所受的万有引力：
宇航员在该星球上所受的万有引力：
则有：
解得：
【解析】根据万有引力定律写出宇航员在地球球上所受的万有引力表达式，宇航员在该星球上所受的万有引力表达式，然后计算所受万有引力大小的比值。
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