鲁科版 (2019)必修 第二册第4章 万有引力定律及航天第1节 天地力的综合:万有引力定律当堂达标检测题

4.1天地力的综合：万有引力定律基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．2018年1月12日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗导航卫星，在卫星离开地球的过程中，用R表示卫星到地心的距离，用F表示卫星受到地球的引力.不考虑卫星质量的变化情况，下列图象中正确的是（）

A． B． 

C． D．

2．如图所示，a、b、c是以O为圆心的三个圆上的点，物体A固定在O点，将另一物体B先后放置在a、b、c三处，A、B两物体均可视为质点。比较物体B在这三处受到A的万有引力大小。下列判断正确的是（　　）

A．a处最大 B．b处最大

C．c处最大 D．三处一样大

3．下列关于物理学史说法中错误的是(        )

A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用

B．总结出关于行星运动三条定律的科学家是开普勒

C．总结出万有引力定律的物理学家是牛顿

D．第一次精确测量出万有引力常量的物理学家是卡文迪许

4．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（　　）

A．牛顿、伽利略 B．开普勒、伽利略 C．开普勒、卡文迪许 D．牛顿、卡文迪许

5．在物理学发展的过程中，许多物理学家做出了重要贡献．下列叙述中，符合物理发展历程的是

A．奥斯特最早发现了电磁感应现象

B．亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快

C．牛顿应用“理想斜面实验”推翻了“力是维持物体运动的原因”的观点

D．卡文迪许通过扭秤实验测定出了万有引力常量G

6．一位果农挑着两筐质量均为的苹果。设两筐苹果质心间的距离为，则两筐苹果之间的万有引力（　　）

A． B． C． D．

7．牛顿以其力学的三大定律和万有引力定律而奠定了在物理学史上不可撼动的地位，关于牛顿运动定律和万有引力定律，下列描述正确的是（　　）

A．牛顿第一定律是经过多次的实验验证而得出的

B．牛顿第一定律只是牛顿第二定律的一个特例

C．牛顿提出万有引力定律并据此计算出了地球的质量

D．牛顿第三定律可以很好的解释拍桌子时为什么手感到疼的问题

8．对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万有引力的表达式F=Gm1m2/r 2，下列说法正确的是（　　）

A．m1和m2所受引力总是大小相等的

B．当两物体间的距离r趋近于零时，万有引力无穷大

C．当有第三个物体m3放入m1、m2之间时，m1与m2间的万有引力将增大

D．所受的引力性质可能相同，也可能不同

9．许多科学家在物理学发展中作出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是（  ）

A．哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律

B．开普勒在前人研究的基础上，提出万有引力定律

C．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量

D．伽利略通过理想实验推翻了亚里士多德“力是维持运动的原因”的观点

10．下列说法符合物理学史实的有（     ）

A．伽利略在对自由落体运动的研究中，猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证

B．伽利略和笛卡尔为牛顿第一定律的建立做出了贡献

C．开普勒通过对行星运动的观察，否定了哥白尼的日心说，得出了开普勒行星运动定律

D．卡文迪许测出引力常量后，牛顿总结了万有引力定律

11．下列说法正确的是（　　）

A．研究蜜蜂飞行时翅膀的振动特点时，可以把蜜蜂看成质点

B．开普勒发现了万有引力定律，而牛顿发现了行星运动定律

C．列车在火车站停车10分钟，这10分钟不是指时刻，而是指时间间隔

D．超重就是物体受的重力增加了，失重就是物体受的重力减小了

12．根据开普勒定律可知：木星绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。下列说法正确的是（　　）

A．木星绕太阳运行的加速度大小始终保持不变

B．太阳对木星的万有引力大于木星对太阳的万有引力

C．木星运动到近日点时的线速度最大

D．木星公转轨道半长轴的立方与公转周期平方的比值为，值与木星的质量有关

13．下列叙述正确的是（　　）

A．牛顿提出了万有引力定律，并用实验测量了万有引力常量

B．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫建立物理模型法

C．伽利略提出行星运动三定律

D．伽利略在研究力和运动的关系时，得出了力不是维持物体运动的原因，采用了控制变量的方法

14．万有引力常量适应于任何两个物体，引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的最早证据。引力常量G不仅有大小，还有单位。下面哪个选项是用国际单位制中的基本单位来表示引力常量G的单位的（　　）

A．

B．

C．

D．

15．下列说法中，符合物理学史的是（　　）

A．牛顿发现了行星的运动规律 B．开普勒发现了万有引力定律

C．哥白尼发现了海王星和冥王星 D．卡文迪许第一次在实验室测出了万有引力常量

二、填空题（共4题）

16．宇宙飞船内有宇航员绕地球做匀速圆周运动，地球的质量为M，宇宙飞船的质量为m，宇宙飞船到地球球心的距离为r，引力常量为G，宇宙飞船受到地球对它的万有引力 ______ ；飞船内的宇航员处于______ 状态填“超重”或“失重”，宇航员随身携带的天平______ 正常使用填“能”或者“不能”．

17．一质量为的苹果静止在水平地面上时对地面的压力为，则地球表面的重力加速度可以表示为__________；月球绕地球的运动可以看成匀速圆周运动，月球绕地球运动的周期为，月球和地球间的距离为，则月球的向心加速度可表示为__________；地球可以看成质量均匀、半径为的均匀球体，如果我们能验证__________，那我们就证明了地球与月球间的吸引力与地球对树上苹果的吸引力是同一种性质的力。

18．如图所示，某行星绕太阳运动的轨道是椭圆，A点是轨道上距太阳最近的位置，B点是轨道上距太阳最远的位置。行星在A点时的速度________（填“大于”、“小于”或“等于”）在B点时的速度；行星在A点时太阳对它的万有引力________（填“大于”、“小于”或“等于”）在B点时太阳对它的万有引力。

19．（1）卡文迪许通过实验研究得出万有引力恒量的实验装置示意图是图_______________；库仑通过实验研究得出电荷之间相互作用力规律的实验装置示意图是图__________________。

（2）卡文迪什利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G。为了测量石英丝极微的扭转角,该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施________________________

A．减小石英丝的直径                            B．增大T型架横梁的长度

C．利用平面镜对光线的反射                  D．增大刻度尺与平面镜的距离

三、综合题（共4题）

20．如图所示为一质量为M的球形物体，密度均匀，半径为R，在距球体球心为2R处有一质量为m的质点，若将球体挖去一个半径为的小球（两球心和质点在同一直线上，且两球表面相切），求：

(1)球体挖去部分的质量；

(2)剩余部分对质点的万有引力的大小。

21．已知地球的质量约是，地球半径为，地球表面的重力加速度，万有引力常量。求：

(1)地球表面一质量为受到的重力是多少N？

(2)地球表面一质量为受到的万有引力是多少N（保留一位小数）？

22．两个质量为的同学，当他们相距时，他们之间的万有引力有多大？通过计算你可以知道，平常分析物体受力时，为什么可以不考虑万有引力。

23．（1）太阳系中行星运行的轨道大都接近圆，试用万有引力定律推导：所有行星的轨道的半径的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，且只有中心天体的质量有关．

（2）木星是绕太阳公转的行星之一，而木星的周围又有卫星绕木星公转．如果要通过观测求得木星的质量需要测量哪些量？试推导：用这些量表示木星质量的表达式．

参考答案：

1．D

2．C

3．A

4．D

5．D

6．D

7．D

8．A

9．D

10．B

11．C

12．C

13．B

14．C

15．D

16．          失重     不能

17．              

18．     大于     大于

19．     a     b     CD

20．(1)(2)

21．(1)98N；(2)98.6N

22．

两个质量为的同学，当他们相距时，他们之间的万有引力

代入数值可得

重力为

则

普通物体之间的万有引力远小于重力，可以忽略不计，所以平常分析物体受力时，可以不考虑万有引力。

23．(1)证明略；(2) ，所以测量木星的卫星绕木星作圆周运动的轨道半径与周期