课时测评15 天地力的综合：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（鲁科版）

课时测评15　天地力的综合：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1－10题，每题4分，共40分) 1.下列关于万有引力的说法，正确的是(　　) A.万有引力只是宇宙中各天体之间的作用力 B.万有引力是宇宙中具有质量的物体间普遍存在的相互作用力 C.地球上的物体以及地球附近的物体除受到地球对它们的万有引力外还受到重力作用 D.太阳对地球的万有引力大于地球对太阳的万有引力 答案：B 解析：万有引力是宇宙中具有质量的物体间普遍存在的相互作用力，故A错误，B正确；重力是万有引力的分力，故C错误；太阳对地球的万有引力与地球对太阳的万有引力大小相等，故D错误。 2.(多选)对于引力常量G的理解，下列说法中正确的是(　　) A.G是一个比值，在数值上等于质量均为1 kg的两个质点相距1 m时的引力大小 B.G的数值是为了方便而人为规定的 C.G的测定使万有引力定律公式更具有实际意义 D.G的测定从某种意义上也能够说明万有引力定律公式的正确性 答案：ACD 解析：根据万有引力定律公式F＝G可知，G＝，当r＝1 m，m1＝m2＝1 kg时，G＝F，故A正确；G是一个有单位的物理量，单位是m3/(kg·s2)。G的数值不是人为规定的，而是在牛顿发现万有引力定律一百多年后，由卡文迪许利用扭秤实验测出的，故B错误，C、D正确。 3.火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知(　　) A.太阳位于木星运行轨道的中心 B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C.火星与木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方 D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 答案：C 解析：火星和木星在椭圆轨道上运行，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上，故A错误；由于火星和木星在不同的轨道上运行，且是椭圆轨道，速度大小变化，火星和木星的运行速度大小不一定相等，故B错误；由开普勒第三定律可知＝＝k ，即＝，故C正确；由于火星和木星在不同的轨道上，因此它们与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积不相等，故D错误。 4.(多选)关于开普勒行星运动的公式＝k，以下理解正确的是(　　) A.k是一个与行星无关的量 B.T表示行星运动的自转周期 C.T表示行星运动的公转周期 D.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a地，周期为T地，月球绕地球运转轨道的半长轴为a月，周期为T月，则＝ 答案：AC 解析：k是一个与行星无关的常量，它只与恒星的质量有关，故A正确；T代表行星运动的公转周期，故B错误，C正确；公式＝k中的k只与中心天体质量有关，中心天体不一样，k值不一样，地球公转的中心天体是太阳，月球公转的中心天体是地球，k值是不一样的，故D错误。 5.2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描述F随h变化关系的图像是(　　) 答案：D 解析：根据万有引力定律可得：F＝，h越大，F越小，故D符合题意。 6.2024年6月2日，嫦娥六号成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区。已知月球质量为地球质量的，月球半径为地球半径的，不考虑地球和月球的自转，嫦娥六号在月球表面受到月球引力与在地球表面受到地球引力的比值为(　　) A. B. C. D. 答案：B 解析：根据万有引力定律有F＝G，嫦娥六号在月球表面受到月球引力与在地球表面受到地球引力的比值为＝＝×＝。故选B。 7.(多选)如图所示，三颗质量均为m的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。已知引力常量为G，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：根据万有引力定律，地球与一颗卫星之间的引力大小F＝G，由于一颗卫星对地球的引力与地球对一颗卫星的引力是一对相互作用力，其大小相等，故B正确，A错误；三颗卫星等间隔分布，由几何关系知，两颗卫星间的距离d＝r，则两颗卫星间的万有引力大小F'＝G＝，故C正确；卫星对地球的引力均沿卫星与地球球心间的连线向外，由于三颗卫星质量相等，各自对地球的引力大小相等，且三颗卫星等间隔分布，由几何关系可知，相邻两个力的夹角为120°，则三颗卫星对地球引力的合力大小为零，故D错误。故选BC。 8.大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外离地球最近的星系(很遗憾，在北半球看不见)。大麦哲伦云的质量为太阳质量的1010倍，即2×1040 kg，小麦哲伦云的质量为太阳质量的109倍，两者相距4.7×1020 m，已知万有引力常量G＝6.67×10－11 N· m2/kg2，它们之间的万有引力约为(　　) A.1.2×1020 N B.1.2×1024 N C.1.2×1026 N D.1.2×1028 N 答案：D 解析：由万有引力公式，F＝G＝ N＝1.2×1028 N，故A、B、C错误，D正确。 9.太阳系八大行星绕太阳运行的轨道可粗略地视为圆，下表是各星球的半径和轨道半径。从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近(　　) 行星名称 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 星球半径/×106 m 2.44 6.05 6.37 3.39 69.8 58.2 23.7 22.4 轨道半径/×1011 m 0.579 1.08 1.50 2.28 7.78 14.3 28.7 45.0 A.80年 B.120年 C.165年 D.200年 答案：C 解析：设海王星绕太阳运行的轨道半径为r1，周期为T1，地球绕太阳公转的轨道半径为r2，周期为T2(T2＝1年)，由开普勒第三定律有＝，故T1＝·T2≈164年，故C正确。 10.如图所示，三个质量均为M的球分别位于圆环、半圆环和完整圆环的圆心，圆环、半圆环分别是由与丙图中相同的完整圆环截去和一半所得，环的粗细忽略不计，若甲图中环对球的万有引力大小为F，则乙图、丙图中环对球的万有引力大小分别为(　　) A.F，2F BF，0 C.，0 D.， 答案：B 解析：将题图甲中的圆环分成3个圆环，则由对称性可知，圆环对小球的引力，则每个圆环对小球的引力均为F，题图乙中半圆环对球的引力为F乙＝＝F，题图丙由对称性可知，整个圆环对球的万有引力为零。故选B。 11. (10分)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为地面附近的重力加速度) 答案： 解析：启动前测试仪对平台的压力 N1＝mg ① 设火箭离地面的高度为h时，测试仪对平台的压力为N2，根据牛顿第三定律，平台对测试仪的支持力大小也等于N2的大小。对测试仪由牛顿第二定律得 N2－mg'＝m ② 由题意得 ＝ ③ 由①②③式解得g'＝g ④ 根据万有引力定律知 mg＝G，g＝ ⑤ mg'＝G，g'＝ ⑥ 则由④⑤⑥三式得h＝。 12.(10分)宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处。(取地球表面重力加速度g＝10 m/s2，空气阻力不计) (1)求该星球表面附近的重力加速度g'的大小。 (2)已知该星球的半径与地球半径之比为＝，求该星球的质量与地球质量之比。 答案：(1)2 m/s2　(2) 解析：(1)在地球表面以一定的初速度v0竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处，根据运动学公式可有t＝。同理，在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，经过时间5t小球落回原处，则5t＝ 根据以上两式，解得g'＝g＝2 m/s2。 (2)在天体表面时，物体的重力近似等于万有引力，即 mg＝，所以M＝ 由此可得＝·＝×＝。 学科网（北京）股份有限公司 $