2017高考物理萬有引力定律專題訓練
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2017高考物理萬有引力定律專題訓練(附解析)
一、選擇題
1.牛頓以天體之間普遍存在著引力為依據(jù)，運用嚴密的邏輯推理，建立了萬有引力定律，在創(chuàng)建萬有引力定律的過程中，牛頓( )
A.接受了胡克等科學家關于“吸引力與兩中心距離的平方成反比”的猜想
B.根據(jù)地球上一切物體都以相同加速度下落的事實，得出物體受地球的引力與其質(zhì)量成正比，即F∝m的結論
C.根據(jù)F∝m和牛頓第三定律，分析了地、月間的引力關系，進而得出F∝m1m2
D.根據(jù)大量實驗數(shù)據(jù)得出了比例系數(shù)G的大小
2.關于萬有引力和萬有引力定律的理解正確的是( )
A.不能看做質(zhì)點的兩物體間不存在相互作用的引力
B.只有能看做質(zhì)點的兩物體間的引力才能用F=計算
C.由F=知，兩物體間距離r減小時，它們之間的引力增大
D.萬有引力常量的大小首先是由牛頓測出來的，且等于6.67×10-11 N·m2/kg2
3.地球?qū)υ虑蚓哂邢喈敶蟮囊Γ伤鼈儧]有靠在一起，這是因為( )
A.不僅地球?qū)υ虑蛴幸?，而且月球?qū)Φ厍蛞灿幸?，這兩個力大小相等，方向相反，互相抵消了
B.不僅地球?qū)υ虑蛴幸?，而且太陽系中的其他星球?qū)υ虑蛞灿幸?，這些力的合力為零
C.地球?qū)υ虑虻囊€不算大
D.地球?qū)υ虑虻囊Σ粩喔淖冊虑虻倪\動方向，使得月球圍繞地球運動
4.兩個行星的質(zhì)量分別為m1和m2，它們繞太陽運行的軌道半徑分別是r1和r2，若它們只受太陽引力的作用，那么這兩個行星的向心加速度之比為( )
A.1 B.2
C. 3D.4
5.在某次測定引力常量的實驗中，兩金屬球的質(zhì)量分別為m1和m2，球心間的距離為r，若測得兩金屬球間的萬有引力大小為F，則此次實驗得到的引力常量為( )
A.1 B.3
C.4 D.7
6.兩個質(zhì)量均為m的星體，其連線的垂直平分線為MN，O為兩星體連線的中點，如圖1所示，一個質(zhì)量為m的物體從O沿OM方向運動，則它受到的萬有引力大小變化情況是( )
A.一直增大
B.一直減小
C.先減小，后增大
D.先增大，后減小
7.如圖2所示，兩球間的距離為r，兩球的質(zhì)量分布均勻，大小分別為m1、m2，半徑大小分別為r1、r2，則兩球的萬有引力大小為( )
A.G
B.G
C.G
D.G
8.據(jù)報道，最近在太陽系外發(fā)現(xiàn)了首顆“宜居”行星，其質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，一個在地球表面重量為600 N的人在這個行星表面的重量將變?yōu)?60 N.由此可推知，該行星的半徑與地球半徑之比約為( )
A.0.5 B.2 C.3.2 D.4
二、非選擇題
9.一位同學根據(jù)向心力F=m推斷，如果人造衛(wèi)星質(zhì)量不變，當軌道半徑增大到2倍時，人造衛(wèi)星需要的向心力減為原來的1/2;另一位同學根據(jù)引力公式F∝推斷，當軌道半徑增大到2倍時，人造衛(wèi)星受到的向心力減小為原來的1/4.這兩個同學誰說的對?為什么?
10.利用航天飛機，宇航員可以到太空維修出現(xiàn)故障的人造地球衛(wèi)星.已知一顆人造地球衛(wèi)星在離地高度一定的圓軌道上運行.當航天飛機接近這顆衛(wèi)星并與它運行情況基本相同時，速度達到了6.4 km/s.取地球半徑為R=6 400 km，地球表面的重力加速度為g=9.8 m/s2，試求這顆衛(wèi)星離地面的高度.
2017高考物理萬有引力定律專題訓練參考答案
1.ABC [A、B、C三項符合物理學史實，比例系數(shù)G是后來由卡文迪許測得的，D錯.]
2.C [任何物體間都存在相互作用的引力，故稱萬有引力，A錯;兩個質(zhì)量均勻的球體間的萬有引力也能用F=來計算，B錯;物體間的萬有引力與它們距離r的二次方成反比，故r減小，它們之間的引力增大，C對;引力常量G是由卡文迪許精確測出的，D錯.]
3.D [地球?qū)υ虑虻囊驮虑驅(qū)Φ厍虻囊κ窍嗷プ饔昧Γ饔迷趦蓚€物體上不能相互抵消，A錯.地球?qū)υ虑虻囊μ峁┝嗽虑蚶@地球做圓周運動的向心力，從而不斷改變月球的運動方向，所以B、C錯，D對.]
4.D [設行星m1、m2的向心力分別是F1、F2，由太陽、行星之間的作用規(guī)律可得：F1∝，F(xiàn)2∝，而
a1=，a2=，故=，D項正確.]
5.B [由萬有引力定律F=G
所以B項正確.]
6.D [物體m在點O時，兩星體對它的引力大小相等，方向相反，其合力為零，沿OM移至無窮遠時，兩星體對m的引力為零，合力為零，故m在OM連線上時，受到的引力合力先增大后減小，方向沿OM指向O.]
7.D [公式F=G中r的物理意義應是兩物體質(zhì)心間的距離，而不是物體表面間的距離.
兩球質(zhì)量分布均勻，可認為質(zhì)量集中于球心，由公式可知兩球間萬有引力應為G，故選D.]
8.B
9.見解析
解析 要找到兩個變量之間的關系，必須是在其他量一定的條件下才能確定.衛(wèi)星做圓周運動需要的向心力的變化情況由公式F=m來判斷，它取決于衛(wèi)星的速度和半徑的變化關系，而衛(wèi)星運動受到的向心力的變化情況則由公式F∝來判斷，它的變化情況取決于衛(wèi)星與中心天體間的距離.
第二位同學說的對，第一位同學說的錯.因為根據(jù)向心力公式F=，只有當運動速度v一定時，需要的向心力F才與軌道半徑r成反比.根據(jù)開普勒定律可知，衛(wèi)星的速率將隨軌道半徑的增大而減小，所以向心力F不與軌道半徑r成反比;另外，由于星體的質(zhì)量為定值，由行星與太陽間的引力公式可知，衛(wèi)星受到的引力F將與衛(wèi)星軌道半徑的平方成反比.故當衛(wèi)星的軌道半徑增大至2倍時，向心力減小為原來的.
10.3.4×106 m
解析 萬有引力提供人造地球衛(wèi)星運行所需的向心力
G=m
在地球表面有=g
h=-R
代入數(shù)據(jù)可得h=3.4×106 m
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