【成才之路】2016-2017学年高中物理人教版必修2习题 第6章 万有引力与航天 第3节 Word版含答案.doc

由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 www.ks5u.com 第六章　第三节 基础夯实 一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)‎ ‎1．(吉林长春外国语学校2015～2016学年高一下学期检测)下列关于万有引力的说法，正确的有(　　)‎ A．物体落到地面上，说明地球对物体有引力，物体对地球没有引力 B．万有引力定律是开普勒在总结前人研究的基础上发现的 C．地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的合力都是地球的万有引力 D．F＝G中，G是一个比例常数，没有单位 答案：C 解析：物体间力的作用是相互的，物体落到地面上，地球对物体有引力，物体对地球也存在引力，故A错误；万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的，故B错误；地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的合力都是地球的万有引力，故C正确；国际单位制中质量m、距离r、力F的单位分别是：kg、m、N，根据牛顿的万有引力定律F＝G，得到G的单位是N·m2/kg2。故D错误。‎ ‎2．‎2015年9月3日，纪念中国人民抗日战争胜利70周年阅兵仪式上，18辆武警反恐突击车组成的白色战车方阵接受检阅。假设两辆质量各为1×‎105kg的战车相距‎1m时，它们之间的万有引力相当于(　　)‎ A．一个人的重力量级　　 B．一个鸡蛋的重力量级 C．一个西瓜的重力量级 D．一头牛的重力量级 答案：B 解析：由F引＝G得F引＝0．667N相当于一个鸡蛋的重力量级。‎ ‎3．(河北冀州中学2015～2016学年高一下学期检测)宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为(　　)‎ A．0 B． C． D． ‎ 答案：B 解析：飞船在距地面高度为h处，由万有引力定律得：‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ＝mg′‎ 解得：g′＝，故选B。‎ ‎4．关于引力常量G，下列说法中正确的是(　　)‎ A．G值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值 B．引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比 C．引力常量G在数值上等于两个质量都是‎1kg的可视为质点的物体相距‎1m时的相互吸引力 D．引力常量G是不变的，其数值大小与单位制的选择无关 答案：AC 解析：利用G值和万有引力定律不但能“称”出地球的质量，而且可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等，故A正确；引力常量G是一个普遍适用的常量，其物理意义是两个质量都是‎1kg的质点相距‎1m时的相互吸引力，它的大小与所选的单位有关，故B、D错误，C正确。‎ ‎5．(四川广元市实验中学2014～2015学年高一下学期检测)对于质量为m1和m2的两个物体间的万有引力F＝G，下列说法正确的是(　　)‎ A．当有第3个物体m3放入m1、m2之间时，m1和m2间的万有引力将保持不变 B．当两物体间的距离r趋向零时，万有引力趋向无穷大 C．星球与星球之间才有万有引力，人与人之间没有万有引力 D．两个物体间的引力总是大小相等，方向相反，是一对作用力与反作用力 答案：AD 解析：任何两个物体之间均存在万有引力，其大小只与物体的质量和间距有关，故A对C错；当物体间距很小时，公式已不再适用，B错；物体间的相互吸引力是一对作用力与反作用力，D正确。‎ 二、非选择题 ‎6．(太原五中2015～2016学年高一检测)设地球表面的重力加速度为‎10m/s2，某同学在地面上用体重计所称体重为500N。假如此同学有幸乘坐一艘宇宙飞船，飞行至距离地面高度为1/4地球半径的某处，此时该同学受到的地球引力大小约为________N；若此同学有幸到距离地面高度为1/16地球半径的宇宙空间站上参观，则在空间站上用体重计所称体重为________N。 答案：320　0‎ 解析：在地球表面mg＝G，在离地面高度等于h处，mg′＝G，当h＝R时mg′‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎＝mg＝320N。在空间站中，由于万有引力全部作为向心力，该同学处于完全失重状态，所以体重计示数为零。‎ ‎7．(辽宁师大附中2015～2016学年高一下学期检测)如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面启动后，以加速度竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪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为地面附近重力加速度) 答案：R 解析：在地面附近的物体，所受重力近似等于物体所受到的万有引力。‎ 取测试仪为研究对象，其先后受力如图(甲)(乙)所示，据物体的平衡条件有FN1＝mg1，g1＝g，‎ 当升到某一高度时，根据牛顿第二定律有 FN2－mg2＝m，‎ ‎∴FN2＝＋mg2＝mg，‎ ‎∴g2＝g。设火箭距地面高度为H，‎ ‎∴mg2＝G·，∴g＝，∴H＝R。‎ 能力提升 一、选择题(1～4题为单选题，5题为多选题)‎ ‎1．(湖北襄阳市2015～2016学年高一下学期期中四校联考)英国《新科学家(New Scientist)》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650－500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约‎45km，质量M和半径R的关系满足＝(其中c为光速，G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为(　　)‎ A．‎108m/s2 B．‎1010m/s2‎ C．‎1012m/s2 D．‎1014m/s2‎ 答案：C 解析：黑洞实际为一天体，天体表 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，对黑洞表面某一质量为m的物体有：‎ G＝mg，又有＝，‎ 联立解得g＝，带入数据得重力加速度的数量级为‎1012m/s2，故选C。‎ ‎2．据报道，最近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，一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N。由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为(　　)‎ A．0．5　　　 B．‎2　‎　　‎ C．3．2　　　 D．4‎ 答案：B 解析：若地球质量为M0，则“宜居”行星质量为M＝6．‎4M0，由mg＝G得：＝·＝ 所以＝＝＝2。‎ ‎3．1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为‎16km，若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度与地球相同。已知地球半径R＝‎6400km，地球表面重力加速度为g。这个小行星表面的重力加速度为(　　)‎ A．‎400g　　 B．g　　‎ C．‎20g　　 D．g 答案：B 解析：由g＝，得＝＝＝＝，‎ ‎∴g′＝g。‎ ‎4．(合肥一中2015～2016学年高一下学期检测)假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为(　　)‎ A．1－ B．1＋ C．2 D． 2‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 答案：A 解析：设地球的质量为M，地球的密度为ρ，根据万有引力定律可知，‎ 地球表面的重力加速度g＝ 地球的质量可表示为M＝πR3ρ 因质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，所以矿井下以(R－d)为半径的地球的质量为 M′＝π(R－d)3ρ，‎ 解得M′＝()‎‎3M 则矿井底部处的重力加速度g′＝ 所以矿井底部处的重力加速度和地球表面处的重力加速度之比＝1－，选项A正确，选项B、C、D错误。‎ ‎5．目前，中国正在实施“嫦娥一号”登月工程，已知月球上没有空气，重力加速度为地球的，假如你登上月球，你能够实现的愿望是(　　)‎ A．轻易将‎100kg物体举过头顶 B．放飞风筝 C．做一个同地面上一样的标准篮球场，在此打球，发现自己成为扣篮高手 D．推铅球的水平距离变为原来的6倍 答案：AC 解析：因为g月＝g地，所以在月球上举‎100kg的重物，相当于在地球上举16．‎7kg的物体，故A正确；在月球上弹跳高度是地球上的6倍，故C正确；根据平抛运动x＝v0，知D错；月球上没有空气，故不能放飞风筝，B错。‎ 二、非选择题 ‎6．火星半径为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的1/9。一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为‎100kg，则在火星上其质量为________kg，重力为________N。(g地＝9．‎8m/s2) 答案：100　436‎ 解析：地球表面的重力加速度g地＝ ①‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 火星表面的重力加速度g火＝ ②‎ 由①②：g火＝·g地＝22××9．‎8m/s2＝4．‎36m/s2‎ 物体在火星上的重力：mg火＝100×4．36N＝436N。‎ ‎7．(唐山一中2014～2015学年高一下学期调研)已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响并假设地球质量分布均匀且密度为ρ0。假若在地球内部距表面深度为h的某区域存在一半径为r的球形煤炭矿区，设煤炭密度为ρ(小于ρ0)，则由于该煤炭矿区区域的存在，造成的地球该区域表面重力加速度的变化量的最大值是多少？ 答案：(ρ0－ρ)‎ 解析：根据题意把地球看成由两部分组成即半径为r的球体和剩余部分，则有：‎ mg0＝F＋G 式中F为地球剩余部分对m的作用力；M1为半径为r的球体质量，应有：‎ M1＝πr3ρ0‎ 同理当半径为r的球体空间存在密度为ρ的煤炭时应有：‎ mg＝F＋G M2＝πr3ρ 联立解得：Δg＝(ρ0－ρ)‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费