高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律随堂练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律随堂练习题，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
姓名：             班级                      第2节  万有引力定律 本课重点万有引力定律的理解本课难点万有引力定律的应用一、单选题1．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是（　　）A．万有引力定律是开普勒发现的B．引力常量G是卡文迪许测量得出的C．当两物体的距离r趋近于零时，物体间的万有引力F将趋近于无穷大D．质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力2．2019年4月10日，全球多地同步公布了人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大，引力极大的天体，以至于光都无法逃逸。史瓦西半径公式是一种估算黑洞大小的方法，公式中引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，光速c=3.0×108 m/s，天体的质量为M。已知地球的质量约为6.0×1024kg，假如它变成一个黑洞，则该黑洞的直径的数量级为（　　）A．10-5m B．10-2m C．105m D．103m3．1687年牛顿在总结了前人研究成果的基础上提出了万有引力定律，并通过月—地检验证明了地球对地面物体的引力与行星对卫星的引力具有相同的性质。当时牛顿掌握的信息有：地球表面的重力加速度g=9.8m/s2，月球绕地球做圆周运动的轨道半径为，约为地球半径的60倍，月球的公转周期约为27.3天。下列关于月—地检验的说法中正确的是（　　）A．牛顿计算出了月球对月球表面物体的万有引力的数值，从而完成了月—地检验B．牛顿计算出了地球表面重力加速度约为月球绕地球做圆周运动的加速度的，从而完成了月—地检验C．牛顿“月—地检验”是为了验证地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一种性质力D．牛顿计算出了月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，从而完成了月—地检验4．下列说法中正确的是（　　）A．太阳系中八大行星的轨道有一个共同的焦点B．太阳系中的八大行星的轨道有的是圆形，有的是椭圆C．地心说的主要代表人物是哥白尼D．牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值5．2021年4 月 29 日 11 时 22 分我国空间站“天和”核心舱发射成功。在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，“天和”的质量为m，离地面的高度为h，引力常量为G，则地球对“天和”的万有引力大小为（　　）A． B． C． D．6．有关万有引力的说法中，正确的有（　　）A．万有引力定律是卡文迪许在做扭称实验时发现的B．中的G是比例常数，适用于任何两个物体之间，它没有单位C．物体落到地面上，说明地球对物体有引力，物体对地球没有引力D．地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，都是因为受地球引力作用7．在人类对物质运动规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就。下列有关科学家及他们的贡献描述中，正确的是（　　）A．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳做匀速圆周运动B．卡文迪许进行了“月﹣地检验”实验，并测出了万有引力常量C．牛顿发现太阳与行星之间的作用力规律，并将其推广到自然界中任何两个物体之间D．在研究人造地球卫星的“高速”运动时，牛顿运动定律并不适用8．已知地球质量为，半径为，引力常量为。质量为的导弹被发射到离地面高度为时，受到地球的万有引力大小为（　　）A． B．C． D．9．用国际单位制中的基本单位来表示万有引力常量G的单位，正确的是（　　）A． B． C． D．10．牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践。在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是（　　）A．伽利略研究了第谷的行星观测记录，提出了行星运动定律B．牛顿通过月地检验，验证了万有引力定律C．哈雷在实验室中准确地得出了引力常量G的数值，使得万有引力定律有了现实意义D．卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律11．2021年5月15日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功软着陆。如图所示是携带“祝融号”火星车的着陆器从火星上空向火星表面软着陆过程的示意图，用表示着陆器与火星表面的距离，用表示它所受的火星引力大小，则在着陆器从火星上空向火星表面软着陆的过程中，能够描述随变化关系的大致图像是（　　）A．  B．  C．   D． 二、多选题12．要使两物体（两物体可看作质点）间万有引力减小到原来的，可采用的方法是（　　）A．使两物体的质量各减少一半，距离保持不变B．两物体间距离增至原来的2倍，质量不变C．使其中一个物体质量减为原来的，距离不变D．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的13．两颗小行星都绕太阳做圆周运动，它们的周期分别是T和3T，则（　　）A．它们绕太阳运动的轨道半径之比是   B．它们绕太阳运动的轨道半径之比是C．它们绕太阳运动的速度之比是     D．它们受太阳的引力之比是14．2021年5月29日，天舟二号货运飞船太阳能帆板两翼顺利展开工作，发射取得圆满成功。前期多颗北斗导航卫星和空间站“天和”核心舱发射升空取得成功，如图所示，a为“天和"核心舱、b为第55颗北斗导航卫星（地球同步卫星，周期为24小时），若a、b在同一平面内绕地球做匀速圆周运动，引力常量为G，地球的质量为M，半径为R。下列说法正确的是（　　）A．地球赤道上的重力加速度大小小于B．核心舱a所受地球引力大于卫星b所受地球引力C．核心舱a运行的周期小于24小时D．在相同时间内，核心舱a、卫星b与地心连线扫过的面积相等15．下列有关物理学史和物理规律的适用范围的说法中，正确的是（　　）A．开普勒发现的行星运动定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用卫星绕行星的运动B．牛顿把地面物体的重力与月球的运动、行星的运动联系起来，结合开普勒行星运动定律推导出了万有引力定律C．英国物理学家卡文迪许通过扭秤实验装置测量出了引力常量大小D．以牛顿运动定律为基础的牛顿力学能用来分析一切物体的运动三、解答题16．如图所示，等边三角形ABC边长为L，在三角形的三顶点A、B、C各固定质量均为m的三个小球，已知引力常量为G，则C点小球受A、B两点小球的万有引力的合力为多少？     17．最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，先后曾发射过许多探测器。称为“火星探路者”的火星探测器曾于1997年登上火星。2004年，又有“勇气”号和“机遇”号探测器登上火星。已知地球质量约是火星质量的9.3倍，地球直径约是火星直径的1.9倍。探测器在地球表面和火星表面所受引力大小的比值是多少？             参考答案1．B【详解】A．万有引力定律是牛顿提出的，故A错误；B．引力常量G是卡文迪许测量得出的，故B正确；C．当两物体的距离r趋近于零时，两个物体就不能当成质点来看所以不适用万有引力定律，故C错误；D．质量大的物体对质量小的物体的引力等于质量小的物体对质量大的物体的引力，属于相互作用力，故D错误。故选B。2．B【详解】根据题干中所给公式有所以黑洞直径为故选B。3．C【详解】AD．当时牛顿并没有测量出万有引力常量的值，所以牛顿并没有计算出地球对月球的万有引力的数值和月球对月球表面物体的万有引力的数值，也不能计算出月球表面的重力加速度，故AD错误；BC．设月球的质量为m，地球质量为M，地球表面物体的质量为m′，地球半径为R，月球轨道半径r＝60R，月球绕地球做圆周运动时的加速度为a，若地球对地面物体的引力与行星对卫星的力、太阳吸引行星的力具有相同的性质，由牛顿第二定律有则由圆周运动的知识可知代入数据得在误差允许的范围内则完成了月—地检验，故B错误，C正确。故选C。4．A【详解】A．太阳系中八大行星的轨道有一个共同的焦点，那就是太阳，选项A正确；B．太阳系中的八大行星的轨道都是椭圆，选项B错误；C．地心说的主要代表人物是托勒密，日心说的主要代表人物是哥白尼，选项C错误；D．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测定了引力常量的数值，选项D错误。故选A。5．A【详解】根据万有引力定律可知地球对“天和”的万有引力大小为故选A。6．D【详解】A．万有引力定律是牛顿发现的，而引力常量是卡文迪许利用扭称实验得出的，A错误；B．中的G是比例常数，适用于任何两个物体之间，它的单位是，B错误；C．物体落到地面上，说明地球对物体有引力，而力是相互的，物体对地球也有引力，C错误；D．地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，都是因为受地球引力作用，D正确。故选D。7．C【详解】A．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星运动定律，指出了行星绕太阳在椭圆轨道上运动，A错误；B．牛顿进行了“月﹣地检验”实验，卡文迪许测出了万有引力常量，B错误；C．牛顿发现太阳与行星之间的作用力规律，并将其推广到自然界中任何两个物体之间，C正确；D．所说的高速指的是接近光速，在研究人造地球卫星的运动时，牛顿运动定律仍然适用，D错误。故选C。8．A【详解】导弹被发射到离地面高度为时，距离地球球心为（R+h）,根据万有引力公式可得导弹受到地球的万有引力大小为故选A。9．B【详解】国际单位制中质量、距离、力的单位分别是：kg、m、N，根据牛顿的万有引力定律得到G的单位是故选B。10．B【详解】A．开普勒研究了第谷的行星观测记录，总结出了行星运动定律，故A错误；B．牛顿通过月地检验，验证了万有引力定律，故B正确；C．卡文迪许在实验室中准确地得出了引力常量G的数值，使得万有引力定律有了现实意义，故C错误；D．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，故D错误。故选B。11．C【详解】由万有引力定律可得对比图线可知，C正确。故选C。12．ABC【详解】A．使两物体的质量各减少一半，距离保持不变，根据万有引力定律可知，可知万有引力变为原来的四分之一，故A正确；B．使两物体的距离增为原来的2倍，质量不变，根据万有引力定律可知，万有引力变为原来的四分之一，故B正确；C．使其中一个物体的质量减小到原来的四分之一，距离不变，根据万有引力定律可知，万有引力变为原来的四分之一，故C正确；D．使两物体的质量和距离都减到原来的四分之一，根据万有引力定律可知，万有引力不变，故D错误。故选ABC。13．BC【详解】AB．由常量知，它们绕太阳运动的轨道半径之比是选项A错误，B正确；C．由知，两者速度之比为选项C正确；D．由于不知道两颗小行星的质量，不能确定它们受太阳的引力的关系，故D错误。故选BC。14．AC【详解】A．赤道上的物体随地球自转需要向心力所以选项A正确；B．由于a和b的质量未知，无法比较其受地球引力的大小，选项B错误；C．由开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，运行的周期越长，因b运行的周期为24小时，故a运行的周期小于24小时，选项C正确；D．根据开普勒第二定律可知，对同一行星而言，它与中心天体的连线在相等的时间内扫过的面积相等，选项D错误。故选AC。15．BC【详解】A．开普勒行星运动定律适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，A错误；B．牛顿把地面物体的重力与月球的运动、行星的运动联系起来，结合开普勒行星运动定律推导出了万有引力定律，B正确；C．牛顿发现了万有引力定律，但没有测出引力常量，是卡文迪许通过扭秤实验首次测出了引力常量，C正确；D．以牛顿运动定律为基础的牛顿力学有他的适用范围，并不可以用来分析一切物体运动，只适用于宏观、低速运动的物体，对于微观、高速运动的物体不适用，D错误。故选BC。16．【详解】C点小球受引力如图所示，则F1=F2=G据平行四边形定则F合=2F1cos30°=17．2.6【详解】设探测器的质量为m，根据万有引力定律，它在地面和火星表面分别受到地球和火星的引力大小为和所以即探测器在地球表面受到的引力大小是在火星表面所受到的2.6倍。