高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律达标测试

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律达标测试，共5页。试卷主要包含了下列说法正确的是，如图所示，陨石落向地球是因为等内容，欢迎下载使用。

A组·水平过关
1．(多选)(2023年肇庆四会中学质检)关于太阳与行星间的引力，下列说法正确的是( )
A．神圣和永恒的天体做匀速圆周运动无需原因，因为圆周运动是最完美的
B．行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力
C．牛顿认为物体运动状态发生改变的原因是受到力的作用，行星围绕太阳运动，一定受到了力的作用
D．牛顿把地面上的动力学关系应用到天体间的相互作用，推导出了太阳与行星间的引力关系
【答案】BCD 【解析】天体做匀速圆周运动时由中心天体的万有引力提供向心力，故A错误；行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的万有引力，故B正确；牛顿认为物体运动状态发生改变的原因是受到力的作用，行星绕太阳运动时运动状态不断改变，一定受到了力的作用，故C正确；牛顿把地面上的动力学关系做了推广应用到天体间的相互作用，推导出了太阳与行星间的引力关系，故D正确．
2．(2022年济宁期末)下列说法正确的是( )
A．牛顿发现了万有引力定律并测得了引力常量
B．原子、分子的体积太小，因此它们之间不存在万有引力
C．根据表达式F＝G eq \f(m1m2,r2)可知，当r趋于零时，万有引力趋于无穷大
D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力
【答案】D 【解析】牛顿提出了万有引力定律，但没有测出引力常量，引力常量是由卡文迪什通过实验测出的，故A错误；原子、分子具有质量，所以它们之间同样存在万有引力，故B错误；当r趋于零时，万有引力定律不再适用，不会出现万有引力无穷大的情况，故C错误；万有引力是两个物体间的相互作用，所以两物体间的万有引力总是大小相等方向相反，是一对作用力与反作用力，故D正确．
3．物理学领域中具有普适性的一些常量，对物理学的发展有很大作用，引力常量G就是其中之一.1798年，卡文迪什首次利用如图所示的装置，比较精确地测量出了引力常量．下列说法错误的是( )
A．引力常量不易测量的一个重要原因就是地面上普通物体间的引力太微小
B．月球上的引力常量等于地球上的引力常量
C．这个实验装置巧妙地利用放大原理，提高了测量精度
D．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
【答案】D 【解析】地面上普通物体间的引力太微小，这个力无法测量，故无法通过万有引力公式直接计算G，故A正确；引力常量是一个常数，与所在的位置无关，即月球上的引力常量等于地球上的引力常量，故B正确，D错误；地面上普通物体间的引力太微小，扭矩引起的形变很小，通过光的反射，反射光的移动明显，利用放大原理，提高了测量精度，故C正确．本题选错误的，故选D．
4．某实心均匀球半径为R，质量为M，在球壳外离球面h高处有一质量为m的质点，则它们之间万有引力的大小为( )
A．G eq \f(m,r2)B．G eq \f(Mm,(R＋h)2)
C．G eq \f(Mm,h2)D．G eq \f(Mm,R2＋h2)
【答案】B 【解析】由万有引力公式，得F＝G eq \f(Mm,r2)＝G eq \f(Mm,(R＋h)2)，故B正确．
5．地球的半径为R，地球表面处物体所受的重力为mg，近似等于物体所受的万有引力．关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法，正确的是( )
A．离地面高度R处为 eq \f(mg,2)B．离地面高度R处为 eq \f(mg,3)
C．离地面高度R处为 eq \f(mg,4)D．以上说法都不正确
【答案】C 【解析】当物体离地面高度为R时，重力加速度变为 eq \f(g,4)，重力变成 eq \f(mg,4)，C正确．
6．如图所示，陨石落向地球是因为( )
A．陨石对地球的引力远小于地球对陨石的引力，所以陨石才落向地球
B．陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等，但陨石的质量小，加速度大，所以陨石改变运动方向落向地球
C．太阳不再吸引陨石，所以陨石落向地球
D．陨石是受到其他星球斥力作用落向地球的
【答案】B 【解析】两个物体间的引力是一对作用力与反作用力，它们的大小相等，且在任何情况下都存在，故A、C、D错误；陨石落向地球是由于陨石的质量和地球相比小得多，故运动状态容易改变且加速度大，B正确．
7．设想把质量为m的物体放在地球的中心，地球质量为M、半径为R，则物体与地球间的万有引力为( )
A．零 B．无穷大
C． eq \f(GMm,R2)D． eq \f(GMm,2R2)
【答案】A 【解析】把物体放到地球的中心时r＝0，此时万有引力定律不再适用．由于地球关于球心对称，所以吸引力相互抵消，整体而言，万有引力为零，故A正确．
8．如图所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，质量大小分别为m1、m2，半径大小分别为r1、r2，则两球间的万有引力大小为( )
A．G eq \f(m1m2,r2)B．G eq \f(m1m2,r eq \\al(2,1))
C．G eq \f(m1m2,(r1＋r2)2)D．G eq \f(m1m2,(r1＋r2＋r)2)
【答案】D 【解析】两球质量分布均匀，可认为质量集中于球心，由万有引力公式可知，两球间的万有引力应为G eq \f(m1m2,(r1＋r2＋r)2).
9．(2023年广州市五中期中)从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越．已知火星质量约为月球的9倍，半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球车的2倍．在着陆前，“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程．悬停时，“祝融”与“玉兔”所受着陆平台的作用力大小之比为( )
A．9∶1 B．9∶2
C．36∶1 D．72∶1
【答案】B 【解析】悬停时所受着陆平台的作用力等于万有引力，根据F＝G eq \f(mM,R2)，可得 eq \f(F祝融,F玉兔)＝G eq \f(M火m祝融,R eq \\al(2,火))∶G eq \f(M月m玉兔,R eq \\al(2,月))＝ eq \f(9,22)×2＝ eq \f(9,2)，故选B．
10．(2022年全国卷)2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400 km的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课．通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们( )
A．所受地球引力的大小近似为零
B．所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零
C．所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等
D．在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小
【答案】C 【解析】航天员在空间站中所受万有引力完全提供做圆周运动的向心力，飞船对其作用力等于零，故C正确，A、B错误；根据万有引力公式F万＝G eq \f(Mm,r2)，可知在地球表面上所受引力的大小大于在飞船所受的万有引力大小，因此地球表面引力大于其随飞船运动所需向心力的大小，故D错误．
B组·能力提升
11．火星是地球的近邻，已知火星的轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍，火星的质量和半径分别约为地球的 eq \f(1,10)和 eq \f(1,2)，则太阳对地球的引力和太阳对火星的引力的比值为( )
A．10 B．20
C．22.5 D．45
【答案】C 【解析】由F＝G eq \f(Mm,r2)，可得F地＝G eq \f(Mm地,r eq \\al(2,地))，F火＝G eq \f(Mm火,r eq \\al(2,火))，则 eq \f(F地,F火)＝ eq \f(m地r eq \\al(2,火),m火r eq \\al(2,地))＝ eq \f(1,0.1)× eq \f(1.52,12)＝22.5，故C正确．
12．(2023年广东华侨中学月考) 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、行星间的引力遵循相同的规律．一切物体都存在这样的引力，为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？
(1)如图所示，假若你与同桌的质量均为60 kg，相距0.5 m．粗略计算你与同桌间的引力(已知G＝6.67×10-11 N·m2/kg2).
(2)一粒芝麻的质量大约是0.004 g，其重力约为4×10-5 N，是你和你同桌之间引力的多少倍？
(3)在对一个人受力分析时需要分析两个人之间的引力吗？
解：(1)由万有引力公式得F万＝G eq \f(m2,r2)＝6.67×10-11× eq \f(602,0.52) N≈9.6×10-7 N≈1×10-6 N.
(2)芝麻的重力是你和你同桌之间引力的 eq \f(4×10-5 N,1×10-6 N)＝40倍．
(3)由上述可知这时的万有引力很小，所以两个人靠近时，在进行受力分析时，一般不考虑两物体间的万有引力，除非是物体与天体、天体与天体间的相互作用．