课时测评15 认识万有引力定律-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版）

课时测评15　认识万有引力定律 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－11题，每题3分，共33分) 1.(2024·广州市高一期中)下列说法错误的是(　　) A．开普勒系统地总结了行星绕日运动的规律，并解释了行星在各自轨道上运动的原因 B．牛顿用“月－地检验”证实了万有引力定律的正确性 C．卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量 D．钱学森被称为“中国航天之父” 答案：A 解析：开普勒总结了行星运动定律，并没有解释行星为什么这样运动，牛顿认为行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力，故A错误；牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球表面重力加速度，进行了“月－地检验”， 得出天上和地面引力遵循相同规律，故B正确；卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量，故C正确；被誉为“中国航天之父”的人是钱学森，故D正确。故选A。 2．在牛顿发现太阳与行星间引力的过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，这是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是(　　) A．研究对象的选取　　　 B．理想化过程 C．类比法 D．等效的思维方法 答案：C 解析：太阳对行星的引力表达式F∝，被吸引的物体为行星，其质量为m。行星对太阳的引力和太阳对行星的引力是同性质的力，行星对太阳引力的表达式与太阳对行星引力的表达式应有相同的形式。如果被吸引的物体是太阳且质量为M，则行星对太阳引力的表达式应为F∝，这一论证过程是类比论证过程，故C正确。 3.(2024·揭阳市高一期末) 太阳与行星间的引力大小为F＝G，其中G为比例系数，M和m分别为太阳和行星的质量，r为两者之间的距离，由此关系式可知G的单位是(　　) A．N·m2/kg2 B．N·kg2/m2 C．m4/kg·s2 D．kg·m/s2 答案：A 解析：太阳与行星间的引力大小为F＝G，则G＝，故G的单位为N·m2/kg2，且1 ＝1 ＝1 。故选A。 4.下列关于万有引力定律的说法正确的是(　　) A．两物体间的万有引力不遵循牛顿第三定律 B．两物体间的距离趋近0时，万有引力定律不适用 C．只适用于质量、半径较小的天体，天体半径大就不能用此公式计算万有引力 D．牛顿总结得出万有引力定律的表达式，同时也测定出了引力常量G的值 答案：B 解析：万有引力定律适用于任何两个可以看成质点的物体之间或匀质球体之间的引力计算，也适用于质点和匀质球体之间的引力计算，两个物体间的万有引力是相互作用的两个力，因此遵循牛顿第三定律，A、C错误；两物体间的距离趋近0时，物体不能看成质点，万有引力定律不再适用，B正确；牛顿总结得出万有引力定律的表达式，公式中引力常量G的值是卡文迪许通过实验测出来的，故D错误。 5.(2024·东莞市高一统考期末)2023年5月17日10时49分，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，将第56颗北斗导航卫星顺利送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。若长征三号乙运载火箭在地面时，地球对它的万有引力大小为F，地球可视为球体，则当长征三号乙运载火箭上升到离地面距离等于地球半径时，地球对它的万有引力大小为(　　) A． B． C． D． 答案：C 解析：长征三号乙运载火箭在地面时，地球对它的万有引力大小为F＝G，当长征三号乙运载火箭上升到离地面距离等于地球半径时，地球对它的万有引力大小为F′＝G＝G＝，故选C。 6. 2023年10月31日神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在返回过程中，随着返回舱离地球越来越近，地球对航天员的万有引力(　　) A．不变 B．变大 C．变小 D．大小变化无法确定 答案：B 解析：地球对航天员的万有引力F＝G，返回舱离地球越来越近，则地球与航天员之间的距离r越来越小，可知地球对航天员的万有引力F逐渐变大，故选B。 7.(2024·广州市高一期中)1687年牛顿在总结了前人研究成果的基础上正式提出了万有引力定律，并通过月—地检验证明了地球对地面物体的引力与行星对卫星的引力具有相同的性质。已知地球的质量约为月球质量的80倍，地球的直径约为月球直径的4倍，同一物体在地球表面所受地球万有引力约为在月球表面所受万有引力的(　　) A．5倍 B．20倍 C． D． 答案：A 解析：物体在地球表面受到地球的万有引力为F地＝G，物体在月球表面受到月球的万有引力为F月＝＝·，联立可得＝5，故选A。 8. (多选)要使两物体(可看成质点)间的万有引力减小到原来的，下列办法可以采用的是(　　) A．使两物体的质量各减小一半，距离不变 B．使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变 C．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变 D．使两物体间的距离和质量都减为原来的 答案：ABC 解析：根据万有引力定律F＝G可知A、B、C正确；使两物体间的距离和质量都减为原来的，万有引力不变，故D错误。 9.2024年4月25日，我国神舟十八号载人飞船成功发射，在飞船发射过程中，用 h 表示飞船与地球表面的距离，F 表示它受到的地球引力，下图能够正确描述 F 随 h 变化关系的图像是(　　) 答案：D 解析：设地球半径为R，根据万有引力定律可得地球对神舟十八号载人飞船的引力为F＝，可知F随h的增大而减小，但不是线性关系。故选D。 10.两个完全相同的实心均质大铁球紧靠在一起，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大铁球的实心均质小铁球紧靠在一起，则两小铁球之间的万有引力为(　　) A．4F B．2F C．F D．F 答案：D 解析：设两个大小相同的实心大铁球的质量为m，半径为r，根据万有引力公式得F＝G，根据m＝ρ·πr3可知，半径变为原来的，质量变为原来的，所以将两个半径为大铁球的实心小铁球紧靠在一起时，万有引力为F′＝G＝·G＝F，故选D。 11.(多选)如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M、半径为R。下列说法正确的是(　　) A．地球对一颗卫星的引力大小为 B．一颗卫星对地球的引力大小为 C．两颗卫星之间的引力大小为 D．三颗卫星对地球引力的合力大小为 答案：BC 解析：地球与卫星之间的引力为G，A错误，B正确；两颗相邻卫星与地球球心的连线成120˚角，由几何关系知，间距为r，则两颗卫星之间引力大小为，C正确；由力的合成可知，三颗卫星对地球引力的合力为零，D错误。 12.(16分)一个质量均匀分布的球体，半径为2r，在其内部挖去一个半径为r的球形空穴，其表面与球面相切，如图所示。已知挖去小球的质量为m，在球心和空穴中心连线上，距球心d＝6r处有一质量为m2的质点，引力常量为G，求： (1)小球被挖去前，小球对m2的万有引力为多大？ (2)剩余部分对m2的万有引力为多大？ 答案：(1)G　(2)G 解析：(1)小球被挖去前，小球对m2的万有引力为 F2＝G＝G。 (2)将挖去的小球填入空穴中，由V＝πR3、m＝ρV可知，大球的质量为8m，则挖去小球前大球对 m2的万有引力为F1＝G＝G 故剩余部分对m2的万有引力为F＝F1－F2＝G。 学生用书第68页 学科网（北京）股份有限公司 $