高中物理4.2  万有引力定律是怎样发现的同步达标检测题

4.2万有引力定律是怎样发现的同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．总结了行星运动规律的科学家是（　　）

A．开普勒 B．第谷 C．牛顿 D．卡文迪许

2．关于行星的运动规律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是（　　）

A．开普勒指出，地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力

B．第谷通过整理大量的天文观测数据得到行星运动规律

C．卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量的数值

D．牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度，对万有引力定律进行了“月地检验”

3．假设地球为一半径为R的均匀球体，其赤道上的重力加速度为g。一科考人员站在地球的北极极点处将一小球悬挂一弹簧秤上，当小球静止时弹簧秤的读数为T1；然后该科考人员来到地球赤道上，做同样的实验，此时弹簧秤的读数为T2。由此可求得地球的密度为（　　）

A． B． C． D．

4．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．

5．下列说法正确的是（   ）

A．伽利略提出了行星运动的三大定律

B．牛顿用实验的方法测出了引力常量

C．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比

D．开普勒从实验中得出了行星运动的三大定律

6．利用下列哪组数据及万有引力常量G，可以计算出地球质量的是（       ）

A．地球绕太阳公转的周期及地球绕太阳公转的轨道半径

B．月球绕地球运行的周期及月球绕地球运行的轨道半径

C．放在赤道上的物体随地球自转的速度及运行周期

D．神舟七号绕地球运行的周期及地球的半径

7．如图所示，地球绕太阳的运动与月亮绕地球的运动可简化成同一平面内的匀速圆周运动，农历初一前后太阳与月亮对地球的合力约为F1，农历十五前后太阳与月亮对地球的合力约为F2，则农历初八前后太阳与月亮对地球的合力表达式正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

8．科学家在物理学的发展过程中作出了重大的贡献，物理学是他们智慧的结晶，下列叙述符合事实的是 （　　）

A．伽利略在前人工作的基础上深入研究，得到万有引力定律

B．胡克测出了引力常量的值

C．卡文迪许对第谷观测的行星数据进行多年研究，提出了日心说

D．开普勒认为行星绕太阳运行的轨迹不是圆，而是椭圆

9．冥王星是太阳系中围绕太阳旋转的天体．它的赤道直径为2344km、表面积为1700万平方千米、质量为1.29×1022kg、平均密度为1.1g/cm3、表面重力加速度为0.6m/s2、自转周期为6天9小时17分，逃逸速度为1.22km/s,假设其绕太阳的运动可看成圆周运动．根据以上信息，下列说法正确的是          （          ）

A．冥王星的自转周期比地球自转周期大

B．冥王星的公转线速度一定比地球的公转线速度大

C．冥王星上的物体至少应获得1.22km/s的速度才能成为它的卫星

D．可以估算出太阳的质量

10．发现万有引力定律与测定万有引力常量的科学家分别是（　　）

A．牛顿、卡文迪许 B．开普勒、牛顿

C．牛顿、伽利略 D．伽利略、第谷

11．下列说法正确的是

A．托勒密提出了日心说

B．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳做匀速圆周运动

C．牛顿发现了万有引力定律，并测出了万有引力常量的数值

D．卡文迪许比较准确地测出了万有引力常量的大小

12．2019年1月3日，嫦娥四号成为全世界第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。嫦娥四号着陆前，在离月球表面高h的圆形轨道上运行n圈所用时间为t，月球半径为R，引力常量为G，则可求得月球的质量为（　　）

A． B．

C． D．

13． 2006年2月10日，中国航天局确定中国月球探测工程形象标志，它以中国书法的笔触，抽象地勾勒出一轮明月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想。假想人类不断向月球“移民”，经过较长时间后，月球和地球仍可视为均匀球体，地球的总质量仍大于月球的总质量，月球仍按原轨道运行，以下说法不正确的是（　　）

A．月地之间的万有引力将变小

B．月球绕地球运动的周期将变大

C．月球绕地球运动的向心加速度将变小

D．月球表面的重力加速度将变大

14．美国航天局与欧洲航天局合作，发射的火星探测器已经成功登录火星。荷兰企业家巴斯兰斯多普发起的“火星一号”计划打算将总共24人送上火星，创建一块长期殖民地。若已知万有引力常量G，那么在下列给出的各种情景中，能根据测量的数据求出火星密度的是 （　　）

A．在火星表面使一个小球作自由落体运动，测出落下的高度H和时间t、T

B．火星探测器贴近火星表面做匀速圆周运动，测出运行周期T

C．火里探测器在高空绕火星做匀速圆周运动，测出距火星表面的高度h和运行周期T

D．观察火星绕太阳的匀速圆周运动，测出火星的直径D和运行周期T

15．“嫦娥五号”探测器登月前将在轨道半径为r的绕月圆形轨道上运行，运行周期为T。若已知引力常量为G，利用以上条件可以求出（　　）

A．月球对嫦娥五号的吸引力 B．月球表面的重力加速度

C．“嫦娥五号”绕月运行的向心加速度 D．月球的平均密度

二、填空题（共4题）

16．A、B两个物体相距L时，它们之间的万有引力为F；当它们相距3L时，它们之间的万有引力大小为_______F，这时物体A、B各自所受的万有引力大小之比为________。

17．两质点质量分别为m1、m2，距离为r，两质点间的万有引力大小为F。当两质点质量不变，距离变为原来的时两质点间的万有引力大小为_____F；当两质点距离变成原来的2倍，同时两质点的质量也都变为原来的2倍。两质点间万有引力大小为____F。

18．某人造卫星沿圆轨道运行，轨道半径是R，周期为T，（万有引力常量G为已知）估算地球质量为____。

19．一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在行星上，宇宙飞船上备有以下实验仪器：

A．弹簧测力计一个     B．精确秒表一只     C．天平一台（附砝码一套）     D．物体一个

为测定该行星的密度，宇航员在绕行中进行了一次测量，依据测量数据可以求出密度.。

（1）绕行时测量所用的仪器为________（用仪器的字母序号表示），所测物理量为________。

（2）密度表达式：________（万有引力常量为G）

三、综合题（共4题）

20．宇航员在某星球表面附近，以某初速度将一小球水平抛出，测出抛出点与落地点距离为L，所用时间为t。当水平初速度变为原来的2倍时，测得抛出点到落地点距离为L，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，试估算该星球质量。

21．甲同学根据向心力公式说，如果人造地球卫星的质量不变，当轨道半径增大到2倍时，人造地球卫星需要的向心力减小为原来的；乙同学根据卫星的向心力是地球对它的引力，由公式推断，当轨道半径增大到2倍时，人造地球卫星需要的向心力减小为原来的。哪位同学的看法对？说错了的同学错在哪里？请说明理由。

22．天问一号在火星表面着陆前的最后两个运动阶段分别为动力减速阶段和着陆缓冲阶段。在动力减速阶段，探测器发动机打开，经40s速度由87m/s减至7m/s。将天问一号在动力减速阶段的运动看做竖直方向的匀变速直线运动，已知天问一号的质量约为5t，火星半径约为地球半径的二分之一，火星质量约为地球质量的十分之一，地球表面的重力加速度g＝10m/s2。求：

（1）火星表面的重力加速度g火的大小；

（2）动力减速阶段发动机提供的力的大小。

23．某地球人造卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T；（已知地球半径为R，地面重力加速度为g）

（1）求卫星离地面的高度；

（2）若已知卫星离地面高度h=R，某时刻卫星的加速度。

参考答案：

1．A

2．C

3．C

4．C

5．C

6．B

7．D

8．D

9．A

10．A

11．D

12．B

13．A

14．B

15．C

16．         

17．     4     1

18．

19．     B     周期T    

20．

21．

乙同学的看法是对的。

甲同学的看法是错的，根据万有引力提供向心力有

所以

当r增大2倍时，v减小为原来的。故甲同学根据

判断的看法错误。

22．（1） 4m/s2；（2） 3 × 104N

23．(1)； (2)