2019-2020学年高中物理 第6章 万有引力与航天 第2、3节 太阳与行星间的引力 万有引力定律随堂演练（含解析）新人教版必修2

第六章第2、3节太阳与行星间的引力万有引力定律1第一次通过实验较准确测出万有引力常量g的科学家是a卡文迪许b开普勒c亚当斯 d牛顿答案a2两辆质量各为1105 kg的装甲车相距1 m时，它们之间的万有引力相当于a一个人的重力量级b一个鸡蛋的重力量级c一个西瓜的重力量级d一头牛的重力量级答案b3航天员王亚平在“天宫一号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为m，半径为r，引力常量为g，则飞船所在处的重力加速度大小为a0 b.c. d.解析“天宫一号”飞船绕地球飞行时与地球之间的万有引力f引g，由于“天宫一号”飞船绕地球飞行时重力与万有引力相等，即mgg，故飞船所在处的重力加速度gg，故选项b正确，选项a、c、d错误。答案b4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g，则该处距地球表面的高度为a(1)r brc.r d2r解析设地球质量为m，则质量为m的物体在地球表面重力mgg，在高度为h处的重力mgg。解以上两式得：h(1)r，a正确。答案a限时45分钟满分60分一、选择题(每小题4分，共40分)1牛顿发现万有引力定律的思维过程是a理想实验理论推导实验检验b假想理论推导规律形成c假想理论推导实验检验d实验事实假想理论推导解析牛顿的思维过程：既然是行星与太阳间的引力使得行星不能飞离太阳，那么是什么力使得地面的物体不能离开地球，总要落回地面呢？这个力延伸到月球，拉住月球使它绕地球运动的力与拉着苹果下落的力，是否是同一种性质的力？是否遵循相同的规律？用月地检验来验证，故c正确。答案c2生活中我们常看到苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果。下列论述中正确的是a原因是苹果质量小，对地球的引力较小，而地球质量大，对苹果的引力较大b原因是地球对苹果有引力，而苹果对地球没有引力c苹果对地球的作用力和地球对苹果的作用力大小是相等的，但由于地球质量极大，不可能产生明显的加速度d以上说法都不对解析由牛顿第三定律知，苹果与地球间的相互作用力大小相等，而苹果的质量远小于地球的质量，因而产生的加速度远大于地球的加速度。答案c3关于万有引力定律和引力常量，下列说法正确的是a万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的b万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的c万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由胡克测定的d万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的解析牛顿的苹果和卡文迪许的铅球共同成就了万有引力定律。答案d4(多选)关于万有引力定律，下列说法中正确的是a万有引力定律是牛顿在总结前人研究成果的基础上发现的b万有引力定律不适用于质点间的相互作用c公式中的g是一个比例常量，其单位是nm2/kg2d任何两个质量分布均匀的球体之间的相互作用可以用该公式来计算，r是两球球心之间的距离解析万有引力定律和其他定律一样，是牛顿在总结前人研究成果的基础上发现的，具有普适性，故a正确，b错误。万有引力定律公式fg中g6.671011 nm2/kg2，称为万有引力常量。对于质量分布均匀的球体之间的相互作用力也可以用该公式计算，其中r为两球球心间的距离，故c、d正确。答案acd5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无法确定解析有的同学认为：由万有引力公式fg，由于r0，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fg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，故应选a。答案a6(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，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。答案abd7(多选)关于引力常量g，下列说法中正确的是ag值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值b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，其数值大小与单位制的选择无关解析利用g值和万有引力定律不但能“称”出地球的质量，而且可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等，故a正确；引力常量g是一个普遍适用的常量，其数值等于两个质量都是1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力，它的大小与所选的单位有关，故b、d错误，c正确。答案ac8(多选)下列说法正确的是a在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式f，这个关系式实际上是牛顿第二定律；是可以在实验室中得到验证的b在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式v，这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由速度的定义式得来的c在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式k，这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的d在探究太阳对行星的引力规律时，使用的三个公式，都是可以在实验室中得到证明的解析开普勒的三大定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律，每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的，故开普勒的三大定律都是在实验室中无法验证的定律。答案ab9火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半，则火箭离地面的高度为地球半径之比为a(1)1 b(1)1c.1 d1解析设地球的半径为r，火箭离地面高度为h，所以fh，f地，其中fhf地，因此，选项b正确。答案b10过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的。该中心恒星与太阳的质量比约为a. b1c5 d10解析对行星“51 peg b”m1()2r1对地球m2()2r2化简即得()2()3代入数据()2()31因此b正确。答案b二、非选择题(共20分)11(8分)已知太阳的质量为m，地球的质量为m1，月球的质量为m2，当发生日食时，太阳、月球、地球几乎在同一直线上，且月球位于太阳与地球中间，如图625所示。设月球到太阳的距离为a，到地球的距离为b，则太阳对地球的引力f1和太阳对月球的引力f2的大小之比为多少？图625解析由太阳对地球和月球的吸引力满足fg知：太阳对地球的引力f1g，太阳对月球的引力f2g，故。答案12(12分)一物体在地球表面重16 n，它在以5 m/s2的加速度加速上升的火箭中的视重为9 n，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的多少倍？(g取10 m/s2)解析设此时火箭上升到离地球表面高度h处，火箭中物体的视重等