2020高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 2万有引力定律练习（含解析）新人教版第二册

第七章 2万有引力定律a组：合格性水平训练1(行星运动向心力来源)如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，那么下列说法中正确的是()a行星受到太阳的引力，引力提供行星做圆周运动的向心力b行星受到太阳的引力，行星运动不需要向心力c行星同时受到太阳的万有引力和向心力d行星受到太阳的引力与它运动的向心力不相等答案a解析行星受到太阳的引力，引力提供行星做圆周运动的向心力，a正确，b错误；向心力是效果力，实际受力分析时不分析向心力，行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源于太阳的引力，所以行星受到太阳的引力与它运行的向心力相等，c、d错误。2(行星与太阳间的引力)(多选)对于太阳与行星间的引力表达式fg，下列说法正确的是()a公式中的g为比例系数，与太阳、行星均无关bm、m彼此受到的引力总是大小相等cm、m彼此受到的引力是一对平衡力，合力等于0，m和m都处于平衡状态dm、m彼此受到的引力是一对作用力与反作用力答案abd解析太阳与行星间的引力是两物体因质量而引起的一种力，分别作用在两个物体上，是一对作用力与反作用力，大小相等，不能进行合成，故b、d正确，c错误；公式中的g为比例系数，与太阳、行星均没有关系，a正确。3(万有引力定律的理解)(多选)下列关于万有引力的说法，正确的有()a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b万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的c地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的合力都是地球的万有引力dfg中，g是一个比例常数，没有单位答案bc解析物体间力的作用是相互的，物体落到地面上，地球对物体有引力，物体对地球也存在引力，a错误；万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的，b正确；地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的合力都是地球的万有引力，c正确；国际单位制中质量m、距离r、力f的单位分别是kg、m、n，根据牛顿的万有引力定律fg，得到g的单位是nm2/kg2，d错误。4(万有引力定律的理解)关于万有引力公式fg，下列说法中正确的是()a当两个物体之间的距离趋近于零时，f趋于无穷大b只要两个物体是球体，就可用此式求解万有引力c两只相距0.5 m的小狗之间的万有引力可用此式计算d任何两个物体间都存在万有引力答案d解析当两个物体之间的距离趋近于零时，物体不能看成质点，就不能直接用fg来计算万有引力，所以距离很近时，不能用此公式推出f趋于无穷大，a错误；球体间只有质量分布均匀时，才能用公式fg求解万有引力，b错误；两只小狗相距0.5 m时，它们之间的距离与它们的尺寸相差不多，故不能看成质点，不可以用fg求它们之间的万有引力，c错误；由万有引力定律知d正确。5(万有引力定律的理解)要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列做法不可行的是()a使两物体的质量各减小一半，距离不变b使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变c使两物体间的距离增大到原来的2倍，质量不变d两物体的质量和距离都减小到原来的答案d解析万有引力定律的表达式为fg，根据该公式可知，使两物体的质量各减小一半，距离不变，则万有引力变为原来的，a可行；使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变，则万有引力变为原来的，b可行；使两物体间的距离增大到原来的2倍，质量不变，则万有引力变为原来的，c可行；两物体的质量和距离都减小到原来的，则万有引力大小不变，d不可行。6(重力加速度的理解)火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为()a0.2g b0.4g c2.5g d5g答案b解析在星球表面近似有mgg，设火星表面的重力加速度为g火，则20.4，故b正确。7(重力加速度与高度的关系)地球半径为r，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为，则该处距地球表面的高度为()a(1)r brc.r d2r答案a解析万有引力近似等于重力，设地球的质量为m，物体质量为m，该处距地面的高度为h，分别列式gmg，gm，联立得2r2(rh)2，解得h(1)r，a正确。8(万有引力定律的应用)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cg d无法确定答案a解析设想把物体放到地球的中心，此时fg已不适用，但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的合力是零，故应选a。9(万有引力定律的应用)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()a19 b91c110 d101答案c解析设月球质量为m，地月间距离为r，飞行器质量为m0，则地球质量为81m，当飞行器距月球的距离为r时，月球对它的引力等于地球对它的引力，则gg，所以9，r10r，rr110，故c正确。10.(重力与高度的关系)如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面发射后，以加速度竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪器对平台的压力为发射前压力的。已知地球半径为r，求火箭此时离地面的高度。(g为地面附近的重力加速度)答案解析火箭上升过程中，测试仪器受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，设高度为h时，重力加速度为g，根据牛顿第三定律及平衡条件可知，高h处测试仪器受到的支持力为fnmg，由牛顿第二定律得fnmgm，解得gg，由万有引力定律知：gmg，gmg，联立解得h。b组：等级性水平训练11(万有引力定律的应用)两个完全相同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，则两大铁球之间的万有引力为()a2f b4f c8f d16f答案d解析两个小铁球之间的万有引力为fg。实心小铁球的质量为mvr3，大铁球的半径r是小铁球的2倍，则大铁球的质量m与小铁球的质量m之比为。故两个大铁球间的万有引力为fg16f，故选d。12(万有引力定律的应用)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.答案c解析利用填补法来分析此题。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的质量的，其他条件不变，所以挖去的球体对质点p的万有引力为，故剩余部分对质点p的万有引力为f，c正确。13(万有引力定律的应用)理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。假设地球是一个半径为r、质量分布均匀的实心球体，o为球心，以o为原点建立坐标轴ox，如图所示。一个质量一定的小物体(可视为质点，假设它能够在地球内部移动)在x轴上各位置受到的引力大小用f表示，