2019高中物理第6章23太阳与行星间的引力万有引力定律精练（含解析）新人教必修2 5页

太阳与行星间的引力万有引力定律1．下列关于行星对太阳的引力的说法正确的是(　　)A．行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是一对平衡力B．行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关C．太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力D．行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星距太阳的距离的二次方成反比【解析】　行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是作用力与反作用力，是同一性质的力，大小相等，方向相反，A错，C错；行星与太阳间的引力大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与行星距太阳的距离的二次方成反比，B错，D对．【答案】　D2．关于万有引力定律及公式F＝G下列说法正确的是(　　)A．公式F＝G只适用于计算天体与天体之间的万有引力B．当两物体的距离很近时，两物体间已不存在万有引力，故不能用公式F＝G来计算C．地球表面的物体受到地球的万有引力可用公式F＝G计算D．教室内，同学与课桌之间也有万有引力，并能直接运用公式F＝G计算【解析】　由公式F＝G的适用范围可知，A错误，C正确；自然界中任何物体间都存在万有引力，是无条件的，故B选项错误，由于“同学”和“课桌”不能视为质点，故D选项错误．【答案】　C3．设想把质量为m的物体(可视为质点)放到地球的中心，地球质量为M、半径为R.则物体与地球间的万有引力是(　　)A．零　　　　　　　　B．无穷大C.D．无法确定【解析】　把物体放到地球的中心时r＝0，此时万有引力定律不再适用．由于地球关于球心对称，所以吸引力相互抵消，整体而言，万有引力为零．A对．【答案】　An4．关于重力和万有引力的关系，下列说法错误的是(　　)A．地面附近物体所受到的重力就是万有引力B．重力是由于地面附近的物体受到地球吸引而产生的C．在不太精确的计算中，可以近似认为其重力等于万有引力D．严格说来重力并不等于万有引力，除两极处物体的重力等于万有引力外，在地球其他各处的重力都略小于万有引力【解析】　万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用．任何两个物体之间都存在这种吸引作用．物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间，称为万有引力．重力，就是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的，重力只是万有引力的一个分力，故A错误．重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引而产生的，故B正确．在不太精确的计算中，可以近似认为物体的重力等于万有引力，故C正确．严格来说重力并不等于万有引力，除两极处物体的重力等于万有引力外，在地球其他各处的重力都略小于万有引力，故D正确．故A符合题意．【答案】　A5．地球的半径为R，地球表面处物体所受的重力为mg，近似等于物体所受的万有引力．关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是(　　)A．离地面高度R处为B．离地面高度R处为C．离地面高度R处为D．以上说法都不对【解析】　当物体离地面高度为R时，重力加速度变为，重力变成，选项C正确．【答案】　C6.随着太空技术的飞速发展，地球上的人们登陆其他星球成为可能．假设未来的某一天，宇航员登上某一星球后，测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，而该星球的平均密度与地球的差不多，则该星球质量大约是地球质量的(　　)A．0.5倍B．2倍C．4倍D．8倍【解析】　由G＝mg得M＝，而M＝ρ·πR3，由两式可得R＝，所以M＝，易知该星球质量大约是地球质量的8倍．D对．n【答案】　D7．据报道，科学家曾在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重力为600N的人在这个行星表面的重力将变为960N．由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为(　　)A．0.5B．2C．3.2D．4【解析】　设地球质量为M1、半径为R1，行星质量为M2、半径为R2.人的质量为m，在地球和行星上的重力分别为G1、G2，则G1＝G，G2＝G.两式比较可得＝2.B对．【答案】　B8．(多选)卡文迪许利用如图625所示的扭秤实验装置测量了引力常量G.为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是(　　)图625A．减小石英丝的直径B．增大T形架横梁的长度C．利用平面镜对光线的反射D．增大刻度尺与平面镜之间的距离【解析】　利用平面镜对光线的反射，可以将微小偏转放大，而且刻度尺离平面镜越远，放大尺寸越大，故只有选项C、D正确．【答案】　CD9．(多选)在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道．已知太阳的质量约为月球质量的2.7×107倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍．关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是(　　)A．太阳引力远大于月球引力B．太阳引力与月球引力相差不大C．月球对不同区域海水的吸引力大小相等D．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异【解析】　取质量为m的海水研究．太阳对海水的引力F1＝G，月球对海水的引力F2＝G，n≈170.由于地球上不同区域到月球的距离不等，所以月球对不同区域海水的吸引力大小有差异．故A、D正确．【答案】　AD10．(多选)(2014·厦门高一检测)如图626所示，P、Q为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面上的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是(　　)图626A．P、Q受地球引力大小相等B．P、Q做圆周运动的向心力大小相等C．P、Q做圆周运动的角速度大小相等D．P受地球引力大于Q所受地球引力【解析】　计算均匀球体与质点间的万有引力时，r为球心到质点的距离，因为P、Q到地球球心的距离相同，根据F＝G，P、Q受地球引力大小相等．P、Q随地球自转，角速度相同，但轨道半径不同，根据Fn＝mrω2，P、Q做圆周运动的向心力大小不同．综上所述，选项A、C正确．【答案】　AC11．(2014·金华高一期末)宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处．若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处．(地球表面重力加速度g取10m/s2，空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g′；(2)已知该星球的半径与地球半径之比R星∶R地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M星∶M地．【解析】　(1)依据竖直上抛运动规律可知，地面上竖直上抛物体落回原地经历的时间为t＝，在某星球表面上竖直上抛的物体落回原地所用时间为5t＝，所以g′＝g＝2m/s2.n(2)星球表面物体所受重力等于其所受星体的万有引力，则有mg＝G，所以M＝.可解得M星∶M地＝1∶80.【答案】　(1)2m/s2　(2)1∶8012．如图627所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面启动后，以的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启动前压力的.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)图627【解析】　火箭上升过程中，物体受竖直向下的重力和向上的支持力，设高度为h时，重力加速度为g′.由牛顿第二定律得mg－mg′＝m×，得g′＝g.①由万有引力定律知G＝mg，②G＝mg′.③由①②③联立得h＝.【答案】