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课后提升训练(十七)
[对应学生用书P177]
1.(2021·天水市第一中学高一期中)关于开普勒行星运动定律和万有引力定律说法正确的是( )
A.地球和火星在相同的时间内,与太阳连线扫过的面积相等
B.若地球绕太阳运转的半长轴为a1,周期为T1,月亮绕地球运转的半长轴为a2,周期为T2,由开普勒第三定律可得=
C.当两物体质量不相等时,他们之间的引力大小相等,因为是一对相互作用力
D.当两物体距离趋近于0时,他们之间的引力无穷大
C 解析:A.由开普勒第二定律可知,同一行星在相同时间内,与太阳连线扫过的面积相等,不同行星在相同时间内扫过的面积不相等,A错误;
B.开普勒第三定律=k其中k是与中心天体质量有关的常数,地球绕太阳运动与月球绕地球运动的中心天体不同,故k不同,即≠,B错误;
C.两物体间的引力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,C正确;
D.当两物体距离趋近于0时,物体不能看成质点,万有引力表达式已不适用,D错误.故选C.
2.(2021·安徽省六安中学高一期中)某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F.若此物体受到的万有引力减小到,则此物体距地面的高度应为(R为地球的半径)( )
A.R B.2R
C.3R D.8R
A 解析:根据万有引力定律表达式得F=G,其中r为物体到地球中心的距离;某物体在地球表面,受到地球的万有引力为F,此时r=R;若此物体受到的引力减小为,根据F=G得出此时物体到地球中心的距离r′=2R,所以物体距离地面的高度应为R,故选A.
3.(2021·山东枣庄市·枣庄八中高一期中)2012年12月,经国际小行星命名委员会批准,紫金山天文台发现的一颗绕太阳运行的小行星被命名为“南大仙林星”.如图所示,“南大仙林星”绕太阳依次从a→b→c→d→a运动.在轨道上a、b、c、d四个位置中,该行星受太阳引力最大的是( )
A.a B.b
C.c D.d
A 解析:由万有引力定律F=G可知,距离越近,万有引力越大,则由图可知a位置距离太阳最近,故行星受太阳引力最大的是a位置.故选A.
4.(2021·塔什库尔干塔吉克自治县深塔中学高一期末)如图所示,质量分布均匀的A、B两球最近处相距为L,A球的质量为m1、半径为r1,B球的质量为m2,半径为r2,则两球间的万有引力大小为( )
A B
A.G B.G
C.G D.G
D 解析:两球球心间的距离为
r=L+r1+r2
则两球间的万有引力
F=G=G
故选D.
5.(2021·平遥县第二中学校高一期中)两个可看成质点的物体之间的万有引力为F,当它们之间的距离增加为原来的3倍,并且它们的质量也都增加为原来质量的3倍,则这两个物体现在的万有引力是( )
A.F B.2F
C.3F D.4F
A 解析:根据万有引力定律可得F=G
当它们之间的距离增加为原来的3倍,并且它们的质量也都增加为原来质量的3倍,则这两个物体现在的万有引力
F′=G=G=F
故选A.
6.(2021·辽宁省实验中学东戴河分校高一月考)两艘质量各为1×107kg的轮船相距100 m时,万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,它们之间的万有引力相当于( )
A.一个成年人的重量级
B.一个鸡蛋的重量级
C.一个西瓜的重量级
D.一辆轿车的重量级
B 解析:两艘船间的万有引力为F=G
代入数据可得F=0.667 N.
一个成年人的质量约为60 kg,重量为600 N,A错误;
一个鸡蛋的质量约为50 g,重量为0.5 N,B正确;
一个西瓜的质量约为5 kg,重量为50 N,C错误;
一辆轿车的质量约为2 000 kg,重量为2×104 N,D错误.故选B.
7.(2021·四川高一期末)我国自主研发的火星探测器“天问一号”于2020年7月23日12时41分在中国文昌航天发射场发射,并于2021年2月10日成功被火星捕获,顺利“刹车”进入预定轨道.若“天问一号”在地面时受地球的万有引力为F,则当其上升到离地面距离为地球半径的2倍时受地球的万有引力为( )
A. B.
C. D.
C 解析:由题可知F=
当上升到离地面距离为地球半径的2倍时受地球的万有引力F′==
故选C.
8.(2021·全国高一检测)两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起,它们之间的万有引力为F.若将两个用同种材料制成的半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起,则两大铁球之间的万有引力为( )
A.2F B.4F
C.8F D.16F
D 解析:两个小铁球之间的万有引力为
F=G=G
实心小铁球的质量为m=ρV=ρ·πr3
大铁球的半径是小铁球的2倍,则大铁球的质量