高中物理人教版 (新课标)必修23.万有引力定律同步练习题

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修23.万有引力定律同步练习题，共6页。
分层达标·训练
【基础达标】
1.关于万有引力的说法，正确的是( )
A.万有引力只是宇宙中各天体之间的作用力
B.万有引力是宇宙中具有质量的物体间普遍存在的相互作用力
C.地球上的物体以及地球附近的物体除受到地球对它们的万有引力外还受到重力作用
D.太阳对地球的万有引力大于地球对太阳的万有引力
2.关于万有引力定律和引力常量的发现，下面说法中正确的是( )
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3.(2012·无锡高一检测)2012年2月25日，我国成功发射了第11颗北斗导航卫星，标志着北斗卫星导航系统建设又迈出了坚实的一步。若卫星质量为m、离地球表面的高度为h，地球质量为M、半径为R，G为引力常量，则地球对卫星万有引力的大小为( )
A. B. C. D.
4.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.B.
C.D.
5.下列说法中正确的是( )
A.两质点间万有引力为F,当它们之间的距离增加1倍时,它们之间的万有引力是
B.树上的苹果掉到地上,说明地球吸引苹果的力大于苹果吸引地球的力
C.由万有引力公式可知,当其他条件不变而r趋近于0时,F趋于无穷大
D.以上说法均不正确
6.如果已知地球的质量m=5.98×1024 kg，太阳的质量M=1.97×1030 kg，地球到太阳的距离R=1.49×1011 m，那么太阳对地球的引力有多大？
7.两艘轮船，质量都是1.0×104 t，相距10 km，它们之间的万有引力是多大？比较这个力与轮船所受重力的大小(g取10 m/s2)。
【能力提升】
8.牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律。在创建万有引力定律的过程中，牛顿( )
A.接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想
B.根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即F∝m的结论
C.提出万有引力定律对质量大的物体适用，对质量小的物体不适用
D.根据大量实验数据得出了比例系数G的大小
9．设想人类开发月球,不断把月球上的矿藏搬运到地球上。假定经过长时间开采后,地球仍可看做是均匀的球体,月球仍沿开采前的圆周轨道运动,则与开采前相比( )
A.地球与月球间的万有引力将变大
B.地球与月球间的万有引力将变小
C.月球绕地球运动的周期将变长D.月球绕地球运动的周期将变短
10.假如地球自转角速度增大，关于物体所受的重力，下列说法正确的是( )
A.放在赤道地面上的物体的万有引力不变
B.放在两极地面上的物体的重力不变
C.放在赤道地面上的物体的重力减小D.放在两极地面上的物体的重力增加
11.离地面某一高度h处的重力加速度是地球表面重力加速度的二分之一，则高度h是地球半径的多少倍？
答案解析
1.【解析】选B。万有引力存在于任意两个物体之间，且遵循牛顿第三定律。故A、C、D错误，B正确。
2.【解析】选D。根据物理学史可知，牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测定了引力常量，故D正确。
3.【解析】选D。卫星的轨道半径为卫星到地心的距离(R+h)，由万有引力定律可知D对。
4.【解析】选D。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故选D。
5.【解析】选D。由公式知，F与r2成反比，距离增加1倍时，引力变为F，A错。地球和苹果间的相互作用力符合牛顿第三定律,故大小相等,B错。万有引力公式只适用于质点,当r趋近于0时,质量为m1、m2的两个物体已不能看成质点,F并不趋于无穷大,C错。
6.【解析】根据公式代入数据有：
=3.54×1022 N.
答案：3.54×1022 N
7.【解析】根据公式代入数据有：
F=6.67×10-11×N
=6.67×10-5 N。
重力G=mg=1.0×107×10 N=1.0×108 N，重力远远大于轮船间的万有引力。
答案：6.67×10-5 N 重力远远大于轮船间的万有引力
8.【解析】选A、B。在创建万有引力定律的过程中，牛顿接受了“平方反比”猜想和物体受地球的引力与其质量成正比，即F∝m的结论，而提出万有引力定律，A、B正确。后来卡文迪许利用扭秤装置测量出万有引力常量G的大小。万有引力定律是物体间普遍存在的相互作用规律，故C、D错误。
9．【解题指南】解答本题应把握以下三点：
(1)月球做圆周运动的向心力由万有引力提供。
(2)地球和月球的总质量不变，但差值变大。
(3)由公式分析周期的变化。
【解析】选B、D。设地球的质量为M,月球的质量为m,则因为(M+m)为定值,且m＜M,在搬运过程中m与M的差值越来越大,所以M与m的乘积越来越小,故万有引力将变小，B正确;由得,因为M逐渐增大,所以T逐渐减小，D正确。
10.【解析】选A、B、C。地球自转角速度增大，物体受到的万有引力不变，选项A正确；在两极，物体受到的万有引力等于其重力，则其重力不变，选项B正确，D错误；而对放在赤道地面上的物体，F万=G重+mω2R，由于ω增大，则
G重减小，选项C正确。
【总结提升】万有引力与重力的关系巧析
(1)不考虑地球自转的情况下，物体在地球表面上所受的万有引力跟重力相等，若考虑地球自转，由于向心力很小，重力近似等于万有引力，即在地球表面近似认为：
(2)通常情况下，我们所研究的物体都在地面上或离地面的高度远小于地球的半径，不管这些物体是处于何种状态，我们都可以认为万有引力与重力相等，但有两种情况必须加以区别：一是从细微之处分析重力与万有引力大小的关系，二是物体离地面高度与地球半径相比不能忽略的情况。
11.【解析】地球表面上物体所受重力约等于地球对物体的引力，则有式中G为引力常量，M为地球质量，m为物体质量，R为地球半径。离地面高度为h处，由题意知gh=g，解得h=(-1)R，即h是地球半径的-1倍。
答案：-1倍