《浙江省2019-2020學年高中物理 第五章 課時訓練1 萬有引力定律（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《浙江省2019-2020學年高中物理 第五章 課時訓練1 萬有引力定律（含解析）（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、課時訓練1　萬有引力定律 基礎鞏固 1.經(jīng)國際小行星命名委員會批準,紫金山天文臺發(fā)現(xiàn)的一顆繞太陽運行的小行星被命名為“南大仙林星”。如圖所示,軌道上a,b,c,d四個位置中,該行星受太陽引力最大的是(　A　) A.a B.b C.c D.d 2.根據(jù)牛頓運動理論,地球繞著太陽旋轉所需的向心力來自(　B　) A.地球本身的重力 B.太陽與地球之間的引力 C.太陽與月球吸引地球的力的合力 D.太陽及其他行星對地球引力的合力 3.萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)讓人們認識到天上物體的運動規(guī)律也是可以認知的,對解放人們的思想起到了積極的作用。物理學家狄拉克為此寫下了美麗的詩句:“在地球上摘朵花

2、,你就移動了最遠的星球!”關于萬有引力,以下說法中正確的是(　A　) A.太陽對地球有引力 B.太陽對地球的大氣層沒有引力 C.地球對著陸于火星的“勇氣號”探測器沒有引力的作用 D.宇宙飛船內(nèi)處于失重狀態(tài)的宇航員沒有受到地球的引力 4.發(fā)現(xiàn)萬有引力定律和測出引力常量的科學家分別是(　A　) A.牛頓、卡文迪許 B.伽利略、卡文迪許 C.開普勒、牛頓 D.牛頓、伽利略 解析:萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)者是牛頓,測出引力常量的科學家是卡文迪許,選項A正確。 5.關于行星運動的規(guī)律,下列說法符合史實的是(　B　) A.開普勒在牛頓運動定律的基礎上,導出了行星運動的規(guī)律 B.開

3、普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎上,總結出了行星運動的規(guī)律 C.開普勒總結出了行星運動的規(guī)律,找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因 D.開普勒總結出了行星運動的規(guī)律,發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 解析:開普勒在大量研究前人常年觀測的天文數(shù)據(jù)基礎上,總結出了行星運動的規(guī)律。牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,選項A,C,D錯誤,B正確。 6.對于萬有引力定律的表達式F=G,下列說法正確的是(　D　) A.公式中G為引力常量,它是由牛頓通過實驗測得的 B.當r趨于零時,萬有引力趨于無窮大 C.質量為m1,m2的物體之間的引力是一對平衡力 D.質量為m1,m2的物體之間的引力總是大小相等的 解析:萬有引力常量是卡文

4、迪許通過扭秤實驗測出的,故A錯誤;當物體之間的距離r趨于零時,物體不能簡化為質點,萬有引力公式不再適用,故B錯誤;質量為m1,m2的物體之間的引力是一對作用力與反作用力,大小總是相等,故C錯誤,D正確。 7.我國首顆人造月球衛(wèi)星“嫦娥一號”的發(fā)射具有里程碑意義,如圖所示為“嫦娥一號”衛(wèi)星奔月路線示意圖,設地球對衛(wèi)星的引力為F地,月球對衛(wèi)星的引力為F月,則衛(wèi)星在奔月軌道上由a點向b點運動的過程中(　B　) A.F地減小,F月減小 B.F地減小,F月增大 C.F地增大,F月減小 D.F地增大,F月增大 解析:“嫦娥一號”衛(wèi)星在奔月過程中,離地球的距離逐漸增大,與月球距離逐漸減小,由萬有

5、引力定律可知,衛(wèi)星與地球間引力減小,與月球間引力增大,選項B正確。 8.(2019·杭州期末)2018年12月12日,“嫦娥四號”探測器經(jīng)過約110 h奔月飛行,到達月球附近,成功實施近月制動,順利完成“太空剎車”,被月球捕獲,進入了近月點100千米,遠月點400千米的環(huán)月橢圓軌道。關于“嫦娥四號”在此環(huán)月軌道上運行時的說法正確的是(　D　) A.線速度不變 B.角速度不變 C.向心加速度不變 D.運行周期不變 解析:根據(jù)開普勒第二定律知,“嫦娥四號”從遠月點向近月點運動時,線速度變大,故A錯誤;“嫦娥四號”從遠月點向近月點運動時,線速度變大,半徑r變小,根據(jù)v=ωr知,角

6、速度變大,根據(jù)an=知,向心加速度變大,故B,C錯誤;根據(jù)開普勒第三定律,“嫦娥四號”的軌道半長軸大小不變,周期恒定,故D正確。 9.如有兩艘輪船,質量都是1.0×107 kg,相距10 km,已知引力常量G=6.67×10-11 N·m2/ kg2,則可估算它們之間的萬有引力的大小,并和兩船自身的重力相比的結果是(　A　) A.引力大小為6.67×10-5 N,相比于船自身的重力,該引力可忽略 B.引力大小為6.67×10-5 N,相比于船自身的重力,該引力不能忽略 C.引力大小為6.67×106 N,相比于船自身的重力,該引力能忽略 D.引力大小為6.67×106 N,相比于船自

7、身的重力,該引力不能忽略 解析:由萬有引力定律F=G可得F=6.67×10-11× N=6.67× 10-5 N,作為估算,g取10 m/s2,則萬有引力與重力的比值= =6.67×10-13,所以,相比于船自身的重力,該引力可忽略。 10.(2018·浙江4月學考)土星最大的衛(wèi)星叫“泰坦”(如圖),每 16天繞土星一周,其公轉軌道半徑約為1.2×106 km。已知引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2,則土星的質量約為(　B　) A.5×1017 kg B.5×1026 kg C.7×1033 kg D.4×1036 kg 解析:根據(jù)萬有引力提供向心力可得G=

8、mr,解得M=,代入數(shù)據(jù)得B正確。 11.太陽系中有兩個行星質量分別為mA和mB,軌道半徑分別為rA和rB,太陽對兩個行星的引力分別為FA和FB,已知mA>mB,rAFB B.FAmB,rAFB,A正確。 12.(2018·浙江11月學考)20世紀人類最偉大的創(chuàng)舉之一是開拓了太空的全新領域?，F(xiàn)有一艘遠離星球在太空中直線飛行的宇宙飛船,為了測量自身質量,啟動推進器,測出飛船在短時間Δt內(nèi)速度的改變?yōu)棣,和飛船受到的推力F(其他星球對它的引力可忽

9、略)。飛船在某次航行中,當它飛近一個孤立的星球時,飛船能以速度v在離星球的較高軌道上繞星球做周期為T的勻速圓周運動。已知星球的半徑為R,引力常量用G表示。則宇宙飛船和星球的質量分別是(　D　) A., B., C., D., 解析:根據(jù)牛頓第二定律,有F=ma,又a=,解得m=;飛船做圓周運動的周期T=,半徑為R=,根據(jù)萬有引力提供向心力,有G=m,解得M==,故D正確。 能力提高 13.物體在一行星表面附近自由落下,第1 s內(nèi)下落了9.8 m,若該行星的半徑為地球半徑的一半,那么它的質量是地球的(　A　) A. B.2倍 C. D.4倍 解析:在地球表面有mg=,在行星表面

10、有mg′=,=;由自由落體運動規(guī)律知行星表面重力加速度g′==2×9.8 m/s2=2g,則=2,又=,得=,選項A正確。 14.設想隨著科學技術的發(fā)展,人類不斷向月球“移民”,經(jīng)過較長時間后,月球和地球仍可視為均勻的球體,總人數(shù)不變,且地球的總質量仍大于月球的總質量。月球仍按原軌道運動,則與“移民”前相比,以下說法中錯誤的是(　A　) A.地球與月球間的萬有引力將變小 B.月球繞地球運動的周期將變長 C.月球繞地球運動的線速度將變小 D.月球繞地球運動的加速度將變小 解析:設月球質量為m,地球質量為M,月球與地球之間的距離為R,根據(jù)萬有引力定律得:地球與月球間的萬有引力F=G,假

11、想人類不斷向月球“移民”,經(jīng)過較長時間后,m增大,M減小。由數(shù)學知識可知,當它們的質量之差逐漸減小時,m與M的乘積將增大,它們之間的萬有引力值將增大,故A錯誤。假想人類不斷向月球“移民”,經(jīng)過較長時間后,月球和地球仍可視為均勻球體,根據(jù)萬有引力提供向心力得G= m=m=ma,得T=2πR,v=,a=;假想人類不斷向月球“移民”,經(jīng)過較長時間后,月球繞地球運動的周期將變大,月球繞地球運動的向心加速度和線速度將變小。故B,C,D正確。 15.1821年,人們發(fā)現(xiàn)天王星的實際軌道與由萬有引力定律計算出的理論軌道存在較大的差異,當時人們提出了以下各種猜想,之后被證明符合事實的是(　C　) A.可

12、能是天文觀測的數(shù)據(jù)還不夠準確 B.可能是天王星內(nèi)側的土星和木星對它的吸引而產(chǎn)生的 C.可能是天王星外側的一顆未知行星對它的吸引而產(chǎn)生的 D.可能是天王星的一顆質量很大的衛(wèi)星對它的吸引造成的 解析:天王星的實際軌道與由萬有引力定律計算出的理論軌道存在較大的差異,是因為天王星外側的海王星(當時未知)對它的吸引而產(chǎn) 生的。 16.(2017·浙江4月學考)如圖所示,設行星繞太陽的運動是勻速圓周運動,金星自身的半徑是火星的n倍,質量為火星的k倍。不考慮行星自轉的影響,則(　B　) A.金星表面的重力加速度是火星的倍 B.金星的“第一宇宙速度”是火星的倍 C.金星繞太陽運動的加速度

13、比火星小 D.金星繞太陽運動的周期比火星大 解析:質量為m的物體在行星表面有mg=G,即g=,可知=,選項A錯誤,根據(jù)“第一宇宙速度”的表達式v=可知,=,選項B正確;行星繞太陽運動時,萬有引力充當向心力,則有G=m行an,即an=,而r金an火,選項C錯誤;根據(jù)開普勒第三定律=k,可知T金

14、小行星的向心加速度值 D.小行星帶內(nèi)各小行星圓周運動的線速度值大于地球公轉的線速 度值 解析:各小行星到太陽中心的距離皆大于地球到太陽中心的距離,根據(jù)萬有引力公式G=m=m()2r=ma知,太陽對各小行星的引力不一定相同,各小行星繞太陽運動的周期均大于一年,則選項A,B錯誤,由a=和v2=知,r小,a大,r大,v小,則選項C正確,D錯誤。 18.若某黑洞的半徑R約為45 km,質量M和半徑R的關系滿足=(其中c為光速,G為引力常量),則該黑洞表面重力加速度的數(shù)量級為(　C　) A.108 m/s2 B.1010 m/s2 C.1012 m/s2 D.1014 m/s2 解析:黑洞實際為一天體,天體表面的物體受到的重力近似等于物體與該天體之間的萬有引力,對黑洞表面的某一質量為m的物體有G=mg,又有=,聯(lián)立解得g=,代入數(shù)據(jù)得重力加速度的數(shù)量級為 1012 m/s2,C正確。 - 6 -