新教材2024高中物理第三章萬有引力定律第二節(jié)認識萬有引力定律同步測試粵教版必修第二冊

PAGE其次節(jié)相識萬有引力定律A級合格達標1.下面列舉的四位大師，他們對世界天文學(xué)的發(fā)展影響極其深遠，那么其中排列符合歷史發(fā)展依次的是（）A.哥白尼托勒密牛頓開普勒B.托勒密牛頓哥白尼開普勒C.哥白尼托勒密開普勒牛頓D.托勒密哥白尼開普勒牛頓解析：希臘科學(xué)家托勒密提出了地心說，認為地球是靜止不動的，太陽、月亮和星星從人類頭頂飛過，地球是宇宙的中心；波蘭天文學(xué)家哥白尼，發(fā)表著作《天體運行論》提出日心說，預(yù)示了地心宇宙論的終結(jié)；德國天文學(xué)家開普勒對他的導(dǎo)師第谷觀測的行星數(shù)據(jù)進行了多年探討，得出了開普勒三大行星運動定律；開普勒發(fā)覺了行星的運行規(guī)律之后，牛頓依據(jù)開普勒定律和牛頓運動定律，總結(jié)出了萬有引力定律.D與分析相符，符合題意.答案：D2.如圖所示，r雖大于兩球的半徑，但兩球的半徑不能忽視，而球的質(zhì)量分布勻稱，大小分別為m1與m2，則兩球間萬有引力的大小為（）A.eq\f(Gm1m2,r2) B.eq\f(Gm1m2,req\o\al(2,1))C.eq\f(Gm1m2,（r1＋r2）2) D.eq\f(Gm1m2,（r＋r1＋r2）2)解析：兩個勻稱球體，公式中F＝eq\f(Gm1m2,r2)的r是指兩球球心之間的距離.依據(jù)萬有引力定律得F＝eq\f(Gm1m2,r2)＝eq\f(Gm1m2,（r＋r1＋r2）2)，故選項D正確.答案：D3.（多選）要使兩物體間的萬有引力減小到原來的eq\f(1,4)，下列方法可以采納的是（）A.使兩物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變B.使其中一個物體的質(zhì)量減小到原來的eq\f(1,4)，距離不變C.使兩物體間的距離增大為原來的2倍，質(zhì)量不變D.使兩物體間的距離和質(zhì)量都減小為原來的eq\f(1,4)解析：由萬有引力定律F＝Geq\f(m1m2,r2)可知，選項A、B、C中兩物體間的萬有引力都將削減到原來的eq\f(1,4)，而選項D中兩物體間的萬有引力保持不變，故選項A、B、C正確.答案：ABC4.下列關(guān)于行星對太陽的引力的說法正確的是（）A.行星對太陽的引力與太陽對行星的引力是同一性質(zhì)的力B.行星對太陽的引力與太陽的質(zhì)量成正比，與行星的質(zhì)量無關(guān)C.太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力D.行星對太陽的引力大小與太陽的質(zhì)量成正比，與行星和太陽的距離成反比解析：行星對太陽的引力與太陽對行星的引力是相互的，是同一性質(zhì)的力，所以選項A正確；行星對太陽的引力與太陽對行星的引力，是作用力和反作用力，遵循牛頓第三定律，大小與太陽和行星質(zhì)量的乘積成正比，與行星距太陽的距離的平方成反比，選項B、C、D均錯誤.答案：A5.（多選）關(guān)于引力常量，下列說法正確的是（）A.引力常量是兩個質(zhì)量為1kg的質(zhì)點相距1m時的相互吸引力B.牛頓發(fā)覺了萬有引力定律，給出了引力常量的值C.引力常量的測定，進一步證明白萬有引力定律的正確性D.引力常量的測定，使人們可以測出天體的質(zhì)量解析：引力常量的大小等于兩個質(zhì)量為1kg的質(zhì)點相距1m時的萬有引力的數(shù)值，而引力常量不是兩個質(zhì)量為1kg的質(zhì)點相距1m時的相互吸引力，A錯.牛頓發(fā)覺了萬有引力，但他并未測出引力常量的值，引力常量的值是卡文迪什奇妙地利用扭秤裝置在試驗室中測出的，B錯.引力常量的測定，成了萬有引力定律正確性的證據(jù)，而且也可以幫助人們測量天體的質(zhì)量，這也是測出引力常量的意義所在，C、D對.答案：CD6.設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期為T，質(zhì)量為M，引力常量為G.假設(shè)地球可視為質(zhì)量勻稱分布的球體，半徑為R.同一物體在南極和赤道水平面上靜止時所受到的支持力之比為（）A.eq\f(GMT2,GMT2－4π2R3) B.eq\f(GMT2,GMT2＋4π2R3)C.eq\f(GMT2－4π2R3,GMT2) D.eq\f(GMT2＋4π2R3,GMT2)解析：物體在南極水平面上靜止時受到的支持力等于所受的萬有引力Geq\f(Mm,R2)；設(shè)物體在赤道水平面上靜止時受到的支持力為F，則有Geq\f(Mm,R2)－F＝mReq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))eq\s\up12(2)，解得F＝Geq\f(Mm,R2)－eq\f(4π2mR,T2).同一物體在南極和赤道水平面上靜止時所受到的支持力之比為eq\f(GMT2,GMT2－4π2R3)，選項A正確.答案：AB級等級提升7.（多選）下列說法正確的是（）A.在探究太陽對行星的引力規(guī)律時，我們引用了F＝meq\f(v2,r)，這個關(guān)系式事實上是牛頓其次定律的公式，是可以在試驗室中得到驗證的B.在探究太陽對行星的引力規(guī)律時，我們引用了v＝eq\f(2πr,T)，這個關(guān)系式事實上是勻速圓周運動的一個公式，它是由速度的定義式得到的C.在探究太陽對行星的引力規(guī)律時，我們引用了eq\f(r3,T2)＝k，這個關(guān)系式事實上是開普勒第三定律，是可以在試驗室中得到驗證的D.在探究太陽對行星的引力規(guī)律時，運用的三個公式都是可以在試驗室中得到驗證的解析：物理公式或規(guī)律，都是在滿意肯定條件下建立的.有些通過試驗獲得，并能在試驗室中進行驗證的，如本題中選項A、B.但有些則無法在試驗室中進行證明，如開普勒的三大定律，是依據(jù)行星運動的視察結(jié)果而總結(jié)歸納出來的，每一條都是閱歷定律，故開普勒的三大定律都是在試驗室中無法驗證的定律.公式F＝eq\f(GMm,r2)來源于開普勒定律，無法得到驗證.故本題正確選項是A、B.答案：AB8.（多選）在探討地球潮汐成因時，地球繞太陽運行的軌道與月球繞地球運行的軌道可視為圓軌道.已知太陽質(zhì)量約為月球質(zhì)量的2.7×107倍，地球繞太陽運行的軌道半徑約為月球繞地球運行的軌道半徑的400倍.關(guān)于太陽和月球?qū)Φ厍蛏舷嗤|(zhì)量海水的引力，以下說法正確的是（）A.太陽引力遠大于月球引力B.太陽引力與月球引力相差不大C.月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小相等D.月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小有差異解析：依據(jù)F＝Geq\f(Mm,R2)，可得eq\f(F太,F月)＝eq\f(M太,M月)·eq\f(Req\o\al(2,月地),Req\o\al(2,太地))，代入數(shù)據(jù)可知，太陽對相同質(zhì)量海水的引力遠大于月球的引力，A對，B錯.由于月心到不同區(qū)域海水的距離不同，所以月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的引力大小有差異，C錯，D對.答案：AD9.有兩個大小一樣、由同種材料制成的勻稱球體緊靠在一起，它們之間的萬有引力為F.若用上述材料制成兩個半徑更小的勻稱球體仍靠在一起，它們之間的萬有引力將（）A.等于F B.小于FC.大于F D.無法比較解析：設(shè)球的半徑為R，密度為ρ，則球的質(zhì)量m＝eq\f(4,3)πR3ρ，依據(jù)萬有引力定律，兩個相同的球緊靠在一起時的萬有引力F＝Geq\f(m2,（2R）2)＝eq\f(4,9)Gπ2R4ρ2，由此可知，用同種材料制作兩個更小的球，靠在一起時的萬有引力F′，比兩個大球緊靠在一起時的萬有引力F小，故選項B正確.答案：B10.航天員在地球表面以肯定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時間t，小球落回原處.若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時間5t小球落回原處.地球表面的重力加速度g取10m/s2，空氣阻力不計.（1）求該星球表面旁邊的重力加速度g′；（2）已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星∶R地＝1∶4，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星∶M地.思路點撥：（1）通過兩次豎直上拋分析求出某星球表面的重力加速度與地球表面重力加速度的關(guān)系.（2）利用忽視自轉(zhuǎn)時mg＝Geq\f(Mm,R2)求M的比值.解析：（1）設(shè)豎直上拋小球的初速度為v0，則v0＝eq\f(1,2)gt＝eq\f(1,2)×