第四章 第4讲 万有引力定律及其应用-【高考领航】2023高考物理大一轮复习课时作业word（人教版）

限时规范训练 [基础巩固] 1．关于万有引力定律，下列说法正确的是(　　) A．牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值 B．万有引力定律只适用于天体之间 C．万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律 D．地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的 解析：C　牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测定了引力常量的数值，万有引力定律适用于任何物体之间，万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律，选项A、B错误，C正确；地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是不相同的，选项D错误． 2．(2021·大连市一模)如图所示，火星和地球都在围绕太阳旋转，其运行轨道均为椭圆，根据开普勒定律可知(　　) A．火星绕太阳运动过程中，速率不变 B．火星绕太阳运行一周的时间比地球的长 C．地球靠近太阳的过程中，运行速率将减小 D．火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大 解析：B　根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，故A、D错误；由于火星的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，B正确；行星由远日点向近日点运动时，其速率将增大，故C错误． 3．(2020·全国卷Ⅰ)火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为(　　) A．0.2　　　　　　　 B．0.4 C．2.0 D．2.5 解析：B　万有引力表达式为F＝G，则同一物体在火星表面与地球表面受到的引力的比值为＝＝0.4，选项B正确． 4．(2020·全国卷Ⅱ)若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是(　　) A． B． C． D． 解析：A　根据卫星受到的万有引力提供其做圆周运动的向心力可得G＝m2R 球形星体质量可表示为：M＝ρ·πR3 由以上两式可得：T＝ . 5．如图所示，两个质量均为M的球分别位于半圆环和圆环的圆心，半圆环和圆环分别是由相同的圆环截去一半和所得，环的粗细忽略不计，若甲图中环对球的万有引力为F，则乙图中环对球的万有引力大小为(　　) A．F B．F C．F D．F 解析：B　甲图半圆环对球的引力为F，得到圆环对球的引力大小为F，将乙环分成三个圆环，关于圆心对称的两个圆环对球的万有引力的合力为零，故乙图中圆环对球的万有引力大小等于F；故选B． 6．(2022·湖北华中师大附中高三测试)(多选)牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验，物理学史上称为著名的“月—地检验”．已经知道地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球中心与地球中心距离是地球半径的k倍，根据万有引力定律，可以求得月球受到万有引力产生的加速度为a1.又根据月球绕地球的运动周期T，可求得月球的向心加速度为a2，两者数据代入后结果相等，定律得到验证．以下说法正确的是(　　) A．a1＝ B．a1＝ C．a2＝ D．a2＝ 解析：BD　根据万有引力等于重力得＝mg，则有g＝，地球表面附近重力加速度为g，月球中心到地球中心的距离是地球半径的k倍，所以月球的引力加速度为a1＝＝.月球绕地球运动周期为T，根据圆周运动向心加速度公式得a2＝2·kR＝.故选BD． 7．(2021·广东卷)2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行．若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是(　　) A．核心舱的质量和绕地半径 B．核心舱的质量和绕地周期 C．核心舱的绕地角速度和绕地周期 D．核心舱的绕地线速度和绕地半径 解析：D　根据万有引力提供核心舱绕地球做匀速圆周运动的向心力得＝m，解得M＝，D正确；由于核心舱质量在运算中被约掉，故无法通过核心舱质量求解地球质量，A、B错误；已知核心舱的绕地角速度，由＝mω2r得M＝，且ω＝，r约不掉，故还需要知道核心舱的绕地半径，才能求得地球质量，C错误． 8．(2021·新疆乌鲁木齐二模)假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体．已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，不考虑地球自转的影响，距离地球球心为r处的重力加速度大小可能为下列图象中的哪一个(　　) 解析：A　设地球的密度为ρ，当物体处于地心时，所受万有引力为零，重力加速度为零；当距地心距离为r＜R时，只有半径为r的球体对其产生万有引力，根据G＝mg得G＝mg，解得g＝，即重力加速度g与r成正比，由此可判断B、D错误；当r＞R时，由G＝mg得g＝，重力加速度g与r的平方成反比，故A正确，C错误． [能力提升] 9．据美国宇航局消