第七章 专项训练一 万有引力定律的应用-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理必修第二册练习手册（人教版）

N 高中物理必修第二册（人教版） 专项训练一 万有引力定律的应用 1.两艘质量各为1×10？kg的轮船相距100m 间开采后，地球仍可看成是均匀的球体， 时，它们之间的万有引力相当于() 月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与 A.一个人的重力量级 开采前相比() B.一个鸡蛋的重力量级 A.地球与月球间的引力将增大 C.一个西瓜的重力量级 B.地球与月球间的引力将减小 D.一头牛的重力量级 C.月球绕地球运动的周期将变长 2.据报道，科学家在太阳系外发现了首颗 D.月球绕地球运动的周期将变短 “宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4：6.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的 倍。已知一个在地球表面重力为600N的 球体。一矿井深度为d。已知质量分布均 人在这个行星表面的重力变为960N,由 匀的球壳对壳内物体的引力为0，矿井底 此可推知，该行星的半径与地球的半径之 部和地面处的重力加速度大小之比为 比约为() A.1:2 B.2:1 A.1- R B1+骨 C.3:2 D.4:1 3.中国长征二号F遥9运载火箭起飞，托举 R-d2 R DR 着神舟九号飞船飞向太空，当火箭在高空 7.(多选)2011年8月，嫦娥二号成功进入 某处受的引力为它在地面某处所受引力的 环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国 一半时，火箭离地面的高度与地球半径之 成为世界上第三个造访该点的国家。如图 比是() 所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连 A.(V2+1):1 B.(V2-1):1 线的延长线上，一飞行器处于该点，在 C.V2:1 D.1:V2 几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕 4.两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起， 太阳做圆周运动，则此飞行器的() 它们之间的万有引力为F,若两个半径是 拉格朗日点 小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则 ,地球 它们之间的万有引力为() 太阳O A B.4F C.I6R D.16F 第7题图 5.(多选)设想人类开发月球，不断把月球 A.线速度大于地球的线速度 上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时 B.向心加速度大于地球的向心加速度 44)练 第七章万有引力与宇宙航行。 C.向心力仅由太阳的引力提供 星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆 D.向心力仅由地球的引力提供 周运动。则经过足够长的时间后，小行 8.如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道 星运动的( 半径分别绕质量为m和2m的行星做匀速 A.半径变大 B.速率变大 圆周运动。下列说法正确的是() C.角速度变大 D.加速度变大 11.（多选)太阳系各行星几乎在同一平面 内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地 球恰好运行到某地外行星和太阳之间， 第8题图 且三者几乎排成一条直线的现象，天文 A.甲的向心加速度比乙的小 学上称为“行星冲日”。据报道，2014 B.甲的运行周期比乙的小 年各行星冲日时间分别是1月6日木星 C.甲的角速度比乙的大 冲日，4月9日火星冲日，5月11日土 D.甲的线速度比乙的大 星冲日，8月29日海王星冲日，10月8 9.设地球自转周期为T,质量为m地，引力 日天王星冲日。已知地球及各地外行星 常量为G。假设地球可视为质量均匀分布 绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则 的球体，半径为R,同一物体在南极和赤 下列判断正确的是( 道水平面上静止时所受到的支持力之比为 地球 火星 木星 土星 天王海王 星 星 ( 轨道半径 Gm地TP 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A.Gm地TP-4mR /AU A.各地外行星每年都会出现冲日现象 B. Gm地T严 Gm地T+4T2R B.在2015年内一定会出现木星冲日 C.Gm地TP-4r2R3 C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土 Gm地T严 星的一半 D.Gm地7TP+4nR3 D.地外行星中，海王星相邻两次冲日的 Gm地T 时间间隔最短 10.小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周 辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行 练 45N 高中物理必修第二册（人教版） 球的运动方向，充当月球绕地球运行所需的向心力，D 正确；A、B、C错误。 3.C【解析】太阳对行星的引力表达式为Fc华， 被吸引的物体为行星且质量为m,行星对太阳的引力与 太阳对行星的引力是同种性质力，其表达式与太阳对行 星的引力表达式应具有相同的表达形式，被吸引的物体 是太阳且质量为m太，行星对太阳的引力表达式为F'∝ 学，这一论证过程是类比过程，C正确，A、B、D 错误。 4.BD【解析】太阳与行星间引力的公式F=Gm*m 中的G是引力常量，不是人为规定的，是卡文迪什测 定的，A错误；这一规律可适用于任何有质量物体间 的引力的求解，B正确；太阳与行星间的引力是一对 作用力与反作用力，不是平衡力，C错误；检验这一 规律是否适用于其他天体的方法是比较观测结果与推 理结果的吻合性，牛顿的月一地检验就是这样研究的， D正确。 5.AC【解析】引力常量G最早是由卡文迪什通过 精确的实验测出的，故B、D错误；其物理意义是在数 值上等于两个质量都为1kg的质点相距1m时的相互 作用力，A正确；引力常量G的测定，使万有引力定律 有了真正的实用价值，同时也证明了万有引力的存在， C正确。 6.B【解析】设球半径为R,密度为p,则球的质量 为m=p号mR,根据万有引力定律，两个相同的球紧靠 在一起时的万有引力为F=C弧音0，由此可 知，用同种材料制作两个更小的球，靠在一起时的万有 引力F,比两个大球紧靠在一起时的万有引力F小，故 B正确。 7.D【解析】Gmm=ma,a=G些(m太为太阳质 量)，8-亮，D正确。 8.A【解析】Gmm=m4如， 2 27',Gm=4m 严，对比各 项可知A正确，B、C、D错误。 9C【解折】f号，号，员，54婴， C正确，A、B、D错误。 48 10.ABC【解析】由物理学相关知识可知D错误， A、B、C正确。 11.ABC【解析】角速度增大，引力不变，A正确； 在两极，引力等于其重力，则其重力不变，B正确，D 错误；赤道物体，F=G重+mw2R,w增大，G重减小，C 正确。 12.B【解析】在火星表面，F=GMm,在地球表 R 面，月=6，因为必=0是=分所以是 Ri E MR-0.4,B正确。 M电·R安 13.B【解析】两极Gm生m=m,赤道Gm=mg+ R2 R2 m经R,地球的密度一是，得作语票 B正确。 房(R+h产0.99②5=1-4mR 14.(1)①E=,R FGm地T (2)1年 【解析】(1)①在北极地面：Gmm=。h处： R GR8=.尽-R。当=10隆R时，尽 10r'=a9. ②在赤道地面：Gmm=F+m4灯R,B=Gmm- R2 T2 R2 ，E=1-4m2R3 m开R,F。Gm 42 (2)Gmm地=m电r,得T三1VGm本，m太三 2 p~.1-V语。 由上式可知，地球公转周期TE仅与太阳的密度、地 球公转轨道半径与太阳半径之比有关。因此“设想地 球”的1年与现实地球的1年时间相同。 一专项训练一万有引力定律的应用 1.B【解析】F=Gm严=667x10Ix10Y=0667N, 1002 相当于一个鸡蛋的重力量级。 2B【解折】Rmg,”mg, n行R品 是子B正确。 mg行 3.B【解析】号贸器F紧，解得片 V2-1 4D【解折】F=-g:实心大球半径为R 2r,mp=8m.F=Gm=Gm=G(8m) (2R)2=4R2=42r)2 4Gm-16F,故D正确。 2 5.BD【解析】地月间引力F=Gmm,m减小，m地 增大。由数学知识（均值不等式）可知，当m与m地相 接近时，F较大，故A错误，B正确；G严=m答， 2 1-2V高，改随若m:增大，T变短，C销误，D 正确。 6.A【解析】地球表面的物体m,mg=G,矿 并底部的物体m2,mg=Gm业，m=p子mR,m'地= 72 尺，A正确。 p:号mR-八联立解得是= g 地面 矿井底部 第6题答图 7.AB【解析】由题意可知，两者角速度相同，v= or,A正确；a=w,B正确；嫦娥二号的向心力由太阳 和地球的引力的合力提供，C、D错误。 8.A【解析】卫星Gmmm=ma=m产=mw7=m4灯 , Gm，A 正确，B、C、D错误。 9.A【解析】Gm=mg=V最；G皿=mg泰+ R2 R2 m共R,Ng,N-m芹R,产 GmaT2 Gm户-4mR,A正确。 参考答案与解析。 10.A【解析】因恒星质量m恒减小，所以万有引力 减小，不足以提供行星所需向心力，行星将做离心运 动，半径R变大，A正确，再由Gmn”=ma=m立- 2 m,得=V,0=V,a=6,放速率 角速度、加速度均变小，故B、C、D错误。 1D折】m芹，得12V信 2 “冲日”的实质就是地球比地外行星多转一圈，即两者 商转圈致之关为1周：与六子需 T T一>T=1年，A错误；由于海王星的轨道半 V 径最大，则其相邻两次冲日的时间间隔最短，D正确； 木星相邻两次冲日所用时间为= 1 ≈1.1（年）， 13 1-1V52 大于1年且小于1.1年，因2014年1月6日发生木星冲 日，所以2015年内一定会发生木星冲日，B正确；天 王星轨道半径为土星轨道半径的2倍，两次冲日时间间 隔t= 1 =年，由于木星冲日时间为1.1年，土星 -V 与天王星冲日时间一定小于1.1年且大于1年，两者冲 日时间比不可能是一半的关系，C错误。 。m3.万有引力理论的成就 1.D【解析】地表物体G皿=mg,m=≈ R2 G 6.02x1024kg,D正确。 2.D【解析】- 0器共(6.m, m地=7.4×102kg,D正确。 3.C【解析】R-m祭R,m=梁， GT,p=Mu= V 、n行，p=0,C正确。 4B【解析】卫星：=m无，行星表面物体 R2 mg,m物体静止时N=g,解得m=需 R2 B正确。 5.B【解析】天王星是通过观察发现的，海王星是 49