高中物理人教版 (2019)必修 第二册第七章 万有引力与宇宙航行2 万有引力定律复习练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册第七章 万有引力与宇宙航行2 万有引力定律复习练习题，共6页。试卷主要包含了选择题，多选题，计算题等内容，欢迎下载使用。
  万有引力定律 一、选择题1．下列说法符合史实的是(     )A．牛顿发现了万有引力定律规律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．如图所示，有一个质量为M，半径为R，密度均匀的大球体，从中挖去一个半径为的小球体，并在空腔中心放置一质量为m的质点，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为(已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零)(　　)A．G B．GC．G D．03．万有引力的发现实现了物理学史上第一次大统一:“地上物理学”和“天上物理学”的统一,它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律。牛顿在发现万有引力定律的过程中,他将行星的椭圆轨道简化为圆轨道,还应用到了其他的规律和结论。下面的规律和结论没有被用到的是(　　)A.开普勒的研究成果B.卡文迪什通过扭秤实验得出的引力常量C.牛顿第二定律D.牛顿第三定律4．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2.7×107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.太阳引力远小于月球引力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5．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．下列说法正确的是(　　)。A.太阳对行星的引力与太阳本身的质量无关B.牛顿首先提出太阳与行星之间存在引力C.太阳对行星的引力与它们间距离的二次方成反比D.牛顿用实验测量了太阳与行星之间的引力7．两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.16F8．如图所示,一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P(图中未画出)的万有引力为F。如果在球体中央挖去半径为r的一部分球体,且r=,则原球体剩余部分对质点P的万有引力变为(　　)。A. B.C. D.二、多选题9．(多选)假如地球的自转速度增大,关于物体的重力,下列说法正确的是(　　)。A.放在赤道上的物体的万有引力不变B.放在两极上的物体的重力不变C.放在赤道上的物体的重力减小D.放在两极上的物体的重力增加10．(多选)关于引力常量G,下列说法中正确的是(　　)。A.在国际单位制中,引力常量G的单位是N·m2/kg2B.引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比,与两物体间距离的二次方成正比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,其数值大小由卡文迪什测出,与单位制的选择无关三、计算题11．人类对太空的探索永无止境，2004年“勇气号”和“机遇号”探测器先后成功登陆火星。已知地球与火星的质量之比约为M地∶M火＝10∶1，半径之比R地∶R火＝2∶1。现水平地面上固定有一木板，其上放置一木箱，有一根绳子水平拖动箱子，设箱子和木板间的动摩擦因数为0.5。若在地球上木箱能获得的加速度为10 m/s2，将此木箱、木板和绳子送到火星上去，仍用同样的力和方式拖动木箱，则木箱能获得的加速度(已知地球表面重力加速度为10 m/s2)为多少？         12．有一质量为M、半径为R的密度均匀球体,在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点,现在从M中挖去一半径为的球体,如图所示,求剩下部分对质点的万有引力F为多大?                                                    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．B【解析】 解本题的关键是采用“割补法”，将不能视为质点的物体间的引力计算转化为可视为质点的物体间的引力计算．若将挖去的部分补上，则可知剩余部分球体对质点的万有引力大小等于整个完整的球体对质点的万有引力的大小与挖去部分的小球体对质点的万有引力大小之差，而挖去部分对质点的万有引力为零，则剩余部分球体对质点的万有引力大小等于整个完整的球体对质点的万有引力大小．以大球体的球心为球心，作半径为的球，该球的质量为M，球壳部分对质点的万有引力为零，整个球体对质点的万有引力等于中间部分半径为的球对质点的万有引力，根据万有引力定律可得F＝G＝G，故大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为F＝G，B正确．3．B【解析】牛顿在发现万有引力定律的过程中,他将行星的椭圆轨道简化为圆轨道就是利用了开普勒第一定律,由牛顿第二定律可知万有引力提供向心力,再借助于牛顿第三定律来推算物体对地球的作用力与什么有关系,同时运用开普勒第三定律来导出万有引力定律。而卡文迪什通过扭秤实验得出的引力常量是在牛顿发现万有引力定律之后,故选B。4．D【解析】根据F=G,可得,代入数据可知,太阳的引力远大于月球的引力,则A、B错误;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,C错误、D正确。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．C【解析】太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是相互的,引力的大小与太阳、行星的质量都有关,A项错误;在牛顿之前已经有科学家提出太阳与行星之间存在引力,只是不能进行明确的推理,B项错误;太阳对行星的引力与它们间距离的二次方成反比,C项正确;结合物理学史的知识可得D项错误。7．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。8．C【解析】原来物体间的万有引力为F,挖去的半径为的球体的质量为原来球体质量的,其他条件不变,故剩余部分对质点P的万有引力为F-=F,C项正确。二、多选题 9．ABC【解析】地球的自转速度增大,地球上所有物体受到的万有引力不变,A项正确;在两极,物体受到的重力等于万有引力,万有引力不变,故其重力不变,B项正确,D项错误;放在赤道上的物体,F引=G+mω2R,由于ω增大,而F引不变,则G减小,C项正确。10．AC【解析】由F=G得G=,所以在国际单位制中,G的单位为N·m2/kg2,A项正确;引力常量是一个常数,其大小与两物体质量以及两物体间的距离无关,B项错误;根据万有引力定律可知,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,C项正确;引力常量是定值,其数值大小由卡文迪什测出,但其数值大小与单位制的选择有关,D项错误。三、计算题 11．由＝mg，得g＝，所以＝×＝，地面上有：F－μmg地＝ma地，火星上有：F－μmg火＝ma火解得：a火＝13 m/s2。12．完整球体的质量M=ρ×πR3挖去的小球质量M'=ρ×π=ρ×πR3=由万有引力定律得没有挖掉之前球体与质点之间的万有引力F1=G=G被挖掉的小球与质点之间的万有引力F2=G=G=G故剩下部分对质点的万有引力F=F1-F2=G-G=。