高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律达标测试

7.2 万有引力定律

一、选择题

1．对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万有引力的表达式F＝G，下列说法正确的是(　　)

A．m1和m2所受引力总是大小相等的

B．当两物体间的距离r趋于零时，万有引力无穷大

C．当有第3个物体m3放入m1、m2之间时，m1和m2间的万有引力将增大

D．m1和m2所受的引力性质可能相同，也可能不同

2．质量均为1×105 kg的两物体(都可看成质点)相距1 m时(已知引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2),它们之间的万有引力大小最接近于(　　)

A.一个大人的重力 B.一个鸡蛋的重力

C.一个大西瓜的重力 D.一头牛的重力

3．根据万有引力定律,两个质量分别是m1和m2的物体,它们之间的距离为r时,它们之间的吸引力大小为F=,式中G是引力常量,若用国际单位制的基本单位表示G的单位应为(　　)

A.kg·m·s-2 B.N·kg2·m-2

C.m3·s-2·kg-1 D.m2·s-2·kg-2

4．2019年1月，我国“嫦娥四号”探测器成功在月球背面软着陆。在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描述F随h变化关系的图像是(　　)

A　　　　B　　　　　C　　　  D

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,在已知月球与地球距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证(　　)。

A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的

B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的

C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的

D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的

6．设地球自转周期为T,质量为M,引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体,半径为R。同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力的比值为(　　)。

A. 

B.

C. 

D.

7．苹果落向地球,而不是地球向上碰到苹果,对此论断的正确解释是(　　)。

A.由于地球质量比苹果质量大得多,因此地球对苹果的引力比苹果对地球的引力大得多,苹果落向地球

B.地球对苹果有引力作用,而苹果对地球无引力作用

C.由于苹果对地球的引力和地球对苹果的引力大小相等,但地球的质量远远大于苹果,地球不能产生明显的加速度

D.以上解释都不对

8．两个完全相同的质量均匀的实心小铁球紧靠在一起,它们之间的万有引力为F。若将两个用同种材料制成的半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起,则两个大铁球之间的万有引力为(　　)。

A.2F B.4F C.8F D.16F

9．(多选)关于引力常量G，下列说法中正确的是(      )

A．G值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值

B．引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比

C．引力常量G在数值上等于两个质量都是1 kg的可视为质点的物体相距1 m时的相互吸引力

D．引力常量G是不变的，其数值大小与单位制的选择无关

10．(多选)我国发射的神舟飞船,进入预定轨道后绕地球做椭圆轨道运动,地球位于椭圆的一个焦点上,如图所示,神舟飞船从A点运动到远地点B的过程中,下列说法正确的是(　　)

A.神舟飞船受到的引力逐渐增大

B.神舟飞船的加速度逐渐增大

C.神舟飞船受到的引力逐渐减小

D.神舟飞船的加速度逐渐减小

二、非选择题

11．如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面启动后，以加速度竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪对平台的压力为启动前压力的。已知地球半径为R，求火箭此时离地面的高度。(g为地面附近重力加速度)

12．通过月—地检验结果表明,地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力,与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。一切物体都存在这样的引力,那么,为什么通常两个人(假设两人可看成质点,质量均为60 kg,相距1 m)间的万有引力我们却感受不到?

                                                    参考答案

一、选择题

1．A

【解析】

物体间的万有引力是一对相互作用力，遵从牛顿第三定律，性质相同，故A正确，D错误；万有引力定律适用于质点或质量分布均匀的球体，当物体间距离趋于零时，物体就不能看成质点，因此万有引力定律不再适用，故B错误；物体间万有引力的大小只取决于相互吸引的两物体的质量m1、m2和物体间的距离r，与是否存在其他物体无关，故C错误．

2．B

【解析】

F=G=6.67×10-11× N=0.667 N,接近于一个鸡蛋的重力。

3．C

【解析】

国际单位制中质量m、距离r、力F的基本单位分别是:kg、m、kg·m·s-2,根据牛顿的万有引力定律F=,得到用国际单位制的基本单位表示G的单位为m3·s-2·kg-1,选项C正确。

4．D

【解析】　

在“嫦娥四号”探测器“奔向”月球的过程中，根据万有引力定律，可知随着h的增大，探测器所受的地球引力逐渐减小但并不是均匀减小的，故能够描述F随h变化关系的图像是D，D正确。

5．B

【解析】

根据F=G可得a=G,即地球引力使物体产生的加速度与r2成反比,只要月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的,就可以证明“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,B项正确。

6．A

【解析】

在南极时物体受力平衡,支持力等于万有引力,即FN=G;在赤道上物体由于随地球一起自转,万有引力与支持力的合力提供向心力,即G-FN'=mR,两式联立可知A项正确。

7．C

【解析】

苹果与地球之间的吸引力是相互的,它们大小相等;在相同的力作用下,质量越大的物体加速度越小,C项正确。

8．D

【解析】

两个小铁球之间的万有引力F=G=G,实心小铁球的质量m=ρV=ρ·πr3,大铁球的半径是小铁球的2倍,设大铁球的质量为m',则==8,故两个大铁球间的万有引力F'=G=16F,D项正确。

9．AC

【解析】

利用G值和万有引力定律不但能“称”出地球的质量，而且可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等，故A正确；引力常量G是一个普遍适用的常量，其物理意义是两个质量都是1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力，它的大小与所选的单位有关，故B、D错误，C正确。

10．CD

【解析】

由题图可知,神舟飞船由A到B的过程中,离地球的距离增大,则地球与神舟飞船间的引力减小,神舟飞船的加速度减小,C、D正确。

二、非选择题

11．在地面附近的物体，所受重力近似等于物体所受到的万有引力。

取测试仪为研究对象，其先后受力如图(甲)(乙)所示，据物体的平衡条件有FN1＝mg1，g1＝g，

当升到某一高度时，根据牛顿第二定律有

FN2－mg2＝m，

FN2＝＋mg2＝mg，

可得g2＝g。设火箭距地面高度为H，

则mg2＝G·，由g＝，可得H＝R。

12．根据万有引力定律,两个人之间的万有引力大小

F== N=2.4×10-7 N

可见,两个人之间的万有引力很小,所以通常感受不到。