2016-2017学年高一物理粤教版必修2课时作业：第三章 第一节万有引力定律（含解析）

一、单项选择题
1．关于行星绕太阳运动，下列说法中正确的是(　　)
A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处C．离太阳越近的行星运动周期越长
D．所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
解析：选D.由开普勒第三定律知，所有行星的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，而各个行星的公转周期不同，故它们的轨道半长轴不同，A、C错，D对；由开普勒第一定律知，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，B错．
2.
某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于(　　)
A．F2　　　　　　　　　　　　
B．A
C．F1
D．B
解析：选A.根据开普勒第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相同的面积，因为行星在A点的速率比在B点的速率大，所以太阳和行星的连线必然是行星与F2的连线，故太阳位于F2.
3．关于万有引力定律的正确说法是(　　)
A．天体间万有引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离成反比
B．任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比
C．万有引力与质量、距离和引力常数都成正比
D．万有引力定律对质量大的物体适用，对质量小的物体不适用
解析：选B.根据万有引力定律，任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，A、C错，B对．万有引力定律的适用范围是：质点和质量分布均匀的球体，与物体的质量大小无关，D错．
4.
如图所示，两个半径分别为r1＝0.40
m，r2＝0.60
m，质量分布均为的实心球质量分别为m1＝4.0
kg、m2＝1.0
kg，两球间距离r0＝2.0
m，则两球间的相互引力的大小为(G＝6.67×10－11N·m2/kg2)(　　)
A．6.67×10－11N
B．大于6.67×10－11N
C．小于6.67×10－11N
D．不能确定解析：选C.此题中为两质量分布均匀的球体，r是两球心间的距离，由万有引力定律公式得F＝＝N＝2.96×10－11N<6.67×10－11N，故选C.
5．1987年6月8日，在美国国家天文馆，天文学家宣布在太阳系的边缘发现一个亮度很弱而不易被发现的新行星，该行星半径比地球大2倍，质量是地球的36倍，则它的表面重力加速度是地球表面重力加速度的(　　)
A．6倍
B．18倍C．4倍
D．13.5倍
解析：选C.在天体表面，mg＝，所以，天体表面的重力加速度g＝，因此＝·()2＝.
☆6.某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F.若此物体受到的引力减小到，则此物体距离地面的高度应为(R为地球半径)(　　)
A．R
B．2R
C．4R
D．8R
解析：选A.物体在地球表面时，F＝G，当物体在距地面h高处时，＝G，解得h＝R，故A正确．
二、双项选择题
7．关于开普勒第三定律中的公式＝k，下列说法中正确的是(　　)
A．k值对所有的天体都相同
B．该公式适用于围绕太阳运行的所有行星
C．该公式也适用于围绕地球运行的所有卫星D．以上说法都不对
解析：选BC.开普勒第三定律公式＝k中的k只与中心天体有关，对于不同的中心天体，k不同，A错．此公式虽由行星运动规律总结所得，但它也适用于其他天体的运动，包括卫星绕地球的运动，B、C对，D错．
8．下列关于行星对太阳的引力的说法正确的是(　　)
A．行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力
B．行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关
C．太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力
D．行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星距太阳的距离的二次方成反比
解析：选AD.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是作用力与反作用力，是同一性质的力，大小相等，方向相反，A对，C错；行星与太阳间的引力大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与行星距太阳的距离的二次方成反比，B错，D对．
9．关于对万有引力和万有引力定律的理解正确的是(　　)
A．不能看做质点的两物体间也存在相互作用的引力
B．只有能看做质点的两物体间的引力才能用F＝G计算
C．由F＝G知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大
D．万有引力常数的大小首先是由牛顿测出来的，且等于6.67×10－11
N·m2/kg2
解析：选AC.任何物体间都存在相互作用的引力，故称为万有引力，A对；两个质量均匀的球体间的万有引力也能用F＝G来计算，B错；物体间的万有引力与它们距离r的二次方成反比，故r减小，它们之间的引力增大，C正确；引力常数G是由卡文迪许精确测出的，D错．
10．(2014·高州中学高一检测)关于万有引力常数G，以下说法正确的是(　　)
A．在国际单位制中，G的单位是N·m2/kg
B．在国际单位制中，G的数值等于两个质量各1
kg的物体，相距1
m时的相互吸引力
C．在不同星球上，G的数值不一样
D．在不同的单位制中，G的数值不一样
解析：选BD.在国际单位制中，G＝6.67×10－11
N·m2/kg2，G的数值等于两个质量各1
kg的物体，相距1
m时的相互吸引力，任何星球上G的大小都相同，不同的单位制中，G的数值不一样，A、C错，B、D对．
三、非选择题
11．地球质量大约是月球质量的81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，这个飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为多少？
解析：设R是飞行器到地心的距离，r是飞行器到月心的距离．则由题意得：
G＝G
所以＝＝.
答案：9∶1
12．已知太阳的质量M＝2.0×1030
kg，地球的质量m＝6.0×1024
kg，太阳与地球相距r＝1.5×1011
m，(比例系数G＝6.67×10－11
N·m2/kg2)求：
(1)太阳对地球的引力大小；
(2)地球对太阳的引力大小．
解析：(1)太阳与地球之间的引力跟太阳的质量成正比、跟地球的质量成正比，跟它们之间的距离的二次方成反比，则F＝G
＝
N
＝3.56×1022
N.
(2)地球对太阳的引力与太阳对地球的引力是作用力与反作用力，由牛顿第三定律可知F′＝3.56×1022
N.
答案：(1)3.56×1022
N　(2)3.56×1022
N