高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律测试题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律测试题，共5页。试卷主要包含了2 万有引力定律，4×10－37 ND．3，5B等内容，欢迎下载使用。
  7.2 万有引力定律  一、选择题1．下列说法符合史实的是(     )A．牛顿发现了行星的运动规律B．胡克发现了万有引力定律C．卡文迪许测出了引力常量G，被称为“称量地球重量的人”D．伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性2．英国《新科学家(New Scientist)》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650－500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约45 km，质量M和半径R的关系满足＝(其中c为光速，G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为(     )A．108 m/s2 B．1010 m/s2C．1012 m/s2 D．1014 m/s23．太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，这个向心力的大小(　　)A．由F＝mrω2可知该向心力与行星与太阳的距离成正比B．由F＝m可知该向心力与行星与太阳的距离成反比C．由F＝m可知该向心力与行星运动的速率的二次方成正比D．由F＝可知该向心力与行星到太阳的距离的二次方成反比4．一个质子由两个u夸克和一个d夸克组成．一个夸克的质量是7.1×10－30 kg，则两个夸克相距1.0×10－16 m时的万有引力约为(引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2)(　　)A．2.9×10－35 N　　　　　 B．3.1×10－36 NC．3.4×10－37 N D．3.5×10－38 N5．根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识知：太阳对行星的引力F∝，行星对太阳的引力F′∝，其中M、m、r分别为太阳、行星质量和太阳与行星间的距离.下列说法正确的是(　　)A.太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力B.F和F′大小相等，是一对平衡力C.F和F′大小相等，是同一个力D.由F∝和F′∝知F∶F′＝m∶M6．设地球是半径为R的均匀球体，质量为M，若把质量为m的物体放在地球的中心，则物体受到的地球的万有引力大小为(　　)A．零　　　　 B．无穷大C．G D．无法确定7．据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重量为600 N的人在这个行星表面的重量将变为960 N。由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为(　　)。A.0.5 B.2 C.3.2 D.48．地球质量大约是月球质量的81倍,一飞行器位于地球与月球之间,当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时,飞行器距月球球心的距离与月球球心距地球球心的距离之比为(　　)。A.1∶9 B.9∶1 C.1∶10 D.10∶1 9．(多选)有科学家正在研究架设从地面到太空的“太空梯”，若“太空梯”建在赤道上，人沿“太空梯”上升到h高度处时，恰好会感觉到自己“漂浮”起来，若人的质量为m，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，则人在h高度处受到的万有引力的大小为(      )A．0  B．C．mg D．10．(多选)关于引力常量，下列说法正确的是(　　)A．引力常量是两个质量为1 kg的物体相距1 m时的相互吸引力B．牛顿发现了万有引力定律，测出了引力常量的值C．引力常量的测定，证明了万有引力的存在D．引力常量的测定，使人们可以测出天体的质量二、非选择题11．两个质量分布均匀、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,如图所示,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(三个球心在一条直线上),试计算它们之间的万有引力大小。         12．火星半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的。一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为50 kg。求：(地球表面的重力加速度g取10 m/s2)(1)在火星上宇航员所受的重力为多少？(2)宇航员在地球上可跳1.5 m高，他以相同初速度在火星上可跳多高？                                                     参考答案  一、选择题 1．C【解析】根据物理学史可判选项C正确。2．C【解析】黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，对黑洞表面某一质量为m的物体有：G＝mg，又有＝，联立解得g＝，带入数据得重力加速度的数量级为1012m/s2，故选C。3．D【解析】 对于绕太阳运行的行星来说，到太阳距离不同，则运行中角速度、线速度皆不同，而由F＝mrω2得出该向心力与行星到太阳的距离成正比的结论，需要满足前提条件mω2恒定即是与r无关的量，故A错误；同理可知B、C错误；而行星与太阳的质量不会随着行星到太阳的距离发生改变，即M与m均是与r无关的量，且引力F＝等于行星所需向心力，故D正确．4．C【解析】 两夸克间的万有引力：F＝G＝6.67×10－11× N≈3.4×10－37 N，故C正确，A、B、D错误．5．A【解析】行星绕太阳做匀速圆周运动，太阳对行星的万有引力提供行星做圆周运动的向心力，故A项正确；根据牛顿第三定律，太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是一对作用力与反作用力，故两个力的大小相等方向相反，故B、D两项错误；太阳对行星的引力受力物体是行星，行星对太阳的引力受力物体是太阳，故两个力不是同一个力，故C项错误.6．A【解析】　有的同学认为：由万有引力公式F＝G，由于r→0，故F为无穷大，从而错选B。设想把物体放到地球的中心，此时F＝G已不适用，地球的各部分对物体的吸引力是对称的，故物体受到的地球的万有引力是零，故A正确。7．B【解析】若地球质量为M0,则“宜居”行星质量M=6.4M0,由mg=G得=×=,所以==2,B项正确。8．C【解析】设月球质量为m,则地球质量为81m,月球球心距地球球心的距离为r,飞行器质量为m0,当飞行器距月球球心的距离为r'时,地球对它的引力等于月球对它的引力,则G=G,所以=9,r=10r',r'∶r=1∶10,C项正确。  9．BD【解析】在地球表面时有G＝mg，则GM＝gR2，人在h高度处受到的万有引力的大小为G＝，B正确；由题意可知人在h高度处受到的万有引力充当向心力，人处于完全失重状态，则有万有引力F＝m(R＋h)()2＝，A、C错误，D正确。10．CD【解析】 引力常量的大小等于质量均为1 kg的物体相距1 m时的吸引力的数值，但引力常量本身并不是一个力，A错误；牛顿发现了万有引力定律，而引力常量是由卡文迪什第一次在实验室内测得的，B错误；由F＝G可知测量引力常量时需测出两物体间的万有引力、两物体的质量与距离，故能测出引力常量就证明引力是存在的，C正确；有了引力常量的值，就可以通过天文观测计算运行天体所需引力，再通过万有引力定律就可计算中心天体的质量，D正确．二、非选择题 11．用“割补法”处理该问题。原来两个实心球间的万有引力F=G。将一个球挖空,则挖去部分与左边球之间的万有引力为F1=G,m1∶m=∶r3=1∶8,联立得F1=F。剩余部分之间的万有引力大小为F'=F-F1=F。12．(1)由mg＝G，得g＝在地球上有g＝，在火星上有g′＝所以g′＝ m/s2那么宇航员在火星上所受的重力mg′＝50× N≈222.2 N。(2)在地球上，宇航员跳起的高度为h＝即1.5＝在火星上，宇航员跳起的高度为h′＝联立以上两式得h′＝3.375 m。