2020年春高一物理新人教版必修第二册课后练习：7.2 万有引力定律

7.2 万有引力定律
1． “嫦娥三号”（“玉兔”号月球车和着陆器）以近似为零的速度实现了月面软着落。如图为“嫦娥三号”运行的轨道示意图。

“嫦娥三号”在下列位置中，受到月球引力最大的是（ ）
A．太阳帆板展开的位置 B．月球表面上的着陆点
C．环月椭圆轨道的近月点 D．环月椭圆轨道的远月点
2．地球半径为R，一物体在地球表面受到的万有引力为F，若高空某处受到的万有引力为，则该处距地面的高度为（　　）
A．R B．（－1）R C．R D．3R
3．对于万有引力的表达式的理解，下列说法正确的是
A．公式中的是一个常数，在国际单位制中的单位是
B．当趋近于零时，和之间的引力趋近于无穷大
C．和之间的引力大小总是相等，方向相反，是一对平衡力
D．和之间的引力大小总是相等，与和是否相等无关
4．2019年10月，瑞士物理学家米歇尔·马约尔教授（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛兹教授（Didier Queloz），因为“发现了一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星”，与美国物理学家詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles）一起分享了2019年诺贝尔物理学奖。假设该类太阳恒星的质量为M、半径为R，系外行星质量为m，引力常量为G，系外行星围绕类太阳恒星做半径为r的匀速圆周运动时，则该系外行星的
A．周期为 B．动能为
C．角速度为 D．向心加速度为
5．一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的（　　）
A．0.25 B．0.5 C．2.0倍 D．4.0倍
6．下列现象中，不属于由万有引力引起的是
A．银河系球形星团聚集不散 B．月球绕地球运动而不离去
C．电子绕核旋转而不离去 D．树上的果子最终总是落向地面
7．均匀小球A、B的质量分别为球心相距为R，引力常量为G，则A球受到B球的万有引力大小是（ ）
A． B． C． D．
8．两个质点的距离为r时，它们间的万有引力为2F，现要使它们间的万有引力变为F，它们间的距离将变为（　　）
A．4r B．2r C． r D．
9．假设地球是一半径为R，质量分布均匀的球体。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体引力为零，地球表面处引力加速度为g。则关于地球引力加速度a随地球球心到某点距离r的变化图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
10．牛顿建立的经典力学体系，是人类认识自然的第一次大飞跃和理论的大综合，它开辟了一个新的时代，并对科学发展的进程以及人类生产生活和思维方式产生极其深刻的影响，标志着近代理论自然科学的诞生，并成为其他各门自然科学的典范。以下说法正确的是（ ）
A．牛顿通过著名的“月－地检验”，证实了万有引力定律的正确性
B．牛顿第一、第二、第三定律都可以用实验直接验证
C．牛顿推翻了力是维持物体运动的原因的观点
D．牛顿第一定律又被称为惯性定律，任何物体都有惯性，速度越大，物体的惯性越大
11．2018 年 12 月 8 日，我国发射的“嫦娥四号”探测器成功升空，并于 2019 年 1 月 3 日实现了人造探测器首次在月球背面软着陆。在探测器逐渐远离地球，飞向月球的过程中
A．地球对探测器的引力增大 B．地球对探测器的引力减小
C．月球对探测器的引力减小 D．月球对探测器的引力不变
12．我国研制并成功发射了“嫦娥二号”探月卫星．若卫星在距月球表面高度为h的轨道上以速度v做匀速圆周运动，月球的半径为R，则下列说法错误的是
A．卫星运行时的向心加速度为
B．卫星运行时的角速度为
C．月球表面的重力加速度为
D．卫星绕月球表面飞行的速度为
13．在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是（ ）
A．太阳引力远大于月球引力
B．太阳引力与月球引力相差不大
C．月球对不同区域海水的吸引力大小相等
D．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异



























答案
1． “嫦娥三号”（“玉兔”号月球车和着陆器）以近似为零的速度实现了月面软着落。如图为“嫦娥三号”运行的轨道示意图。

“嫦娥三号”在下列位置中，受到月球引力最大的是（ ）
A．太阳帆板展开的位置 B．月球表面上的着陆点
C．环月椭圆轨道的近月点 D．环月椭圆轨道的远月点
【答案】B
【解析】根据万有引力定律可知，“嫦娥三号”受到月球引力最大的位置是距离月球最近的位置，即月球表面上的着陆点；
A．太阳帆板展开的位置，与结论不相符，选项A错误；
B．月球表面上的着陆点，与结论相符，选项B正确；
C．环月椭圆轨道的近月点，与结论不相符，选项C错误；
D．环月椭圆轨道的远月点，与结论不相符，选项D错误；
故选B.
2．地球半径为R，一物体在地球表面受到的万有引力为F，若高空某处受到的万有引力为，则该处距地面的高度为（　　）
A．R B．（－1）R C．R D．3R
【答案】B
【解析】物体在地球表面，根据万有引力，有，距地面h处：，解得：h=（-1）R，故选项B正确。
3．对于万有引力的表达式的理解，下列说法正确的是
A．公式中的是一个常数，在国际单位制中的单位是
B．当趋近于零时，和之间的引力趋近于无穷大
C．和之间的引力大小总是相等，方向相反，是一对平衡力
D．和之间的引力大小总是相等，与和是否相等无关
【答案】D
【解析】A. 根据万有引力公式，则，即公式中的G为万有引力常量，其单位为N?m2/kg2，故A错误。
B. 万有引力是一种远程相互作用，该公式只适用于两个质点间引力的计算，距离趋近零时物体不能在看成质点，即此公式不再适用，所以得不到：当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大的结论，故B错误；
CD. 根据牛顿第三定律可知，两个物体之间相互引力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反的，作用在两个不同的物体上，与m1和m2的质量无关，因为作用在两个物体上，所以不是平衡力，故C错误D正确。
4．2019年10月，瑞士物理学家米歇尔·马约尔教授（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛兹教授（Didier Queloz），因为“发现了一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星”，与美国物理学家詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles）一起分享了2019年诺贝尔物理学奖。假设该类太阳恒星的质量为M、半径为R，系外行星质量为m，引力常量为G，系外行星围绕类太阳恒星做半径为r的匀速圆周运动时，则该系外行星的
A．周期为 B．动能为
C．角速度为 D．向心加速度为
【答案】A
【解析】A．由万有引力提供向心力可得，速度与周期的关系，可得周期为，A正确；
B．由万有引力提供向心力可得，速度为，动能为，B错误；
C．由万有引力提供向心力可得，角速度为，C错误；
D．由万有引力提供向心力可得，向心加速度为，D错误。
5．一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的（　　）
A．0.25 B．0.5 C．2.0倍 D．4.0倍
【答案】C
【解析】设地球质量为，半径为，宇航员的质量为，可知地球对宇航员的万有引力：，该星球对宇航员的万有引力：，故C正确。
6．下列现象中，不属于由万有引力引起的是
A．银河系球形星团聚集不散 B．月球绕地球运动而不离去
C．电子绕核旋转而不离去 D．树上的果子最终总是落向地面
【答案】C
【解析】A．银河系球形星团靠星球之间的万有引力作用而聚集不散，故A不符合题意；
B．月球受到地球的吸引力提供向心力，而绕地球做圆周运动不离去，故B不符合题意；
C．电子受到原子核的吸引力而绕核旋转不离去，不是万有引力，故C符合题意；
D．树上的果子由于受到地球的吸引而最终总是落向地面，属于万有引力作用，故D不符合题意。
故选C。
7．均匀小球A、B的质量分别为球心相距为R，引力常量为G，则A球受到B球的万有引力大小是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】根据万有引力定律可得：，故选项A正确。
8．两个质点的距离为r时，它们间的万有引力为2F，现要使它们间的万有引力变为F，它们间的距离将变为（　　）
A．4r B．2r C． r D．
【答案】B
【解析】根据万有引力定律，距离为r时，它们间的万有引力为2F，则 ，它们间的万有引力变为时，，联立可得：，故B正确，ACD错误。
9．假设地球是一半径为R，质量分布均匀的球体。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体引力为零，地球表面处引力加速度为g。则关于地球引力加速度a随地球球心到某点距离r的变化图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】若距离大于地球半径，则根据万有引力提供重力可得，得到加速度，随距离增大，加速度变小。当在地球球壳内即距离小于地球半径，此时距离地心范围内的球壳对物体没有引力，那么对其产生引力的就是半径为的中心球体的引力，因此，即加速度与距离成正比，对照答案B对。
10．牛顿建立的经典力学体系，是人类认识自然的第一次大飞跃和理论的大综合，它开辟了一个新的时代，并对科学发展的进程以及人类生产生活和思维方式产生极其深刻的影响，标志着近代理论自然科学的诞生，并成为其他各门自然科学的典范。以下说法正确的是（ ）
A．牛顿通过著名的“月－地检验”，证实了万有引力定律的正确性
B．牛顿第一、第二、第三定律都可以用实验直接验证
C．牛顿推翻了力是维持物体运动的原因的观点
D．牛顿第一定律又被称为惯性定律，任何物体都有惯性，速度越大，物体的惯性越大
【答案】A
【解析】A．牛顿用“月-地检验”证实了万有引力定律的正确性，故A正确；
B．牛顿第一定律是理想实验定律，不能用实验直接验证，故B错误；
C．伽利略利用斜面实验推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点，故C错误；
D．物体的惯性只与物体的质量有关，与物体运动的速度无关，故D错误；
故选A。
11．2018 年 12 月 8 日，我国发射的“嫦娥四号”探测器成功升空，并于 2019 年 1 月 3 日实现了人造探测器首次在月球背面软着陆。在探测器逐渐远离地球，飞向月球的过程中
A．地球对探测器的引力增大 B．地球对探测器的引力减小
C．月球对探测器的引力减小 D．月球对探测器的引力不变
【答案】B
【解析】AB．“嫦娥四号”逐渐远离地球，飞向月球的过程中，离地球越来越远，离月球越来越近，由万有引力定律知：地球与嫦娥四号之间由于r变大，所以引力变小，选项A错误，B正确；
CD．由可知，月球对“嫦娥四”号的引力由于r减小，所以引力变大，故CD错误。
12．我国研制并成功发射了“嫦娥二号”探月卫星．若卫星在距月球表面高度为h的轨道上以速度v做匀速圆周运动，月球的半径为R，则下列说法错误的是
A．卫星运行时的向心加速度为
B．卫星运行时的角速度为
C．月球表面的重力加速度为
D．卫星绕月球表面飞行的速度为
【答案】C
【解析】A、卫星运行时轨道半径为r=R+h，向心加速度为：；故A正确，不符合题意；
B、卫星运行时轨道半径为r=R+h，角速度：；故B正确，不符合题意；
C、对于近月卫星，有：；对于探测卫星，有：；联立解得：；故C错误，符合题意；
D、对于近月卫星，有：；解得：，故D正确，不符合题意。
13．在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是（ ）
A．太阳引力远大于月球引力
B．太阳引力与月球引力相差不大
C．月球对不同区域海水的吸引力大小相等
D．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异
【答案】AD
【解析】AB．根据万有引力定律得：太阳引力，月球引力，代入数据得：，故A正确，B错误；
CD．由于月心到不同区域海水的距离不同，所以引力大小有差异，地球潮汐是由于月球对海水不同程度的吸引造成的，故C错误，D正确。
故选AD。