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高中物理沪科技版（2020）必修第二册第六章 万有引力定律第二节 万有引力定律课后练习题
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这是一份高中物理沪科技版（2020）必修第二册第六章 万有引力定律第二节 万有引力定律课后练习题，共12页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了万有引力定律．下列有关万有引力定律的说法中正确的是（ ）
A．太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星
B．开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆
C．库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值
D．牛顿在发现万有引力定律的过程中没有利用牛顿第三定律的知识
2．以下说法错误的是（ ）
A．开普勒发现了行星运动的规律
B．牛顿发现了万有引力定律，并且测出了万有引力常量
C．卡文迪许被称为“称出地球质量的第一人”
D．实验《研究向心力的大小与质量、角速度、运动半径的关系》采用的方法是控制变量法
3．某物体在地球表面时，受到地球的引力为F，若此物体受到地球的引力减小为，则该物体距离地面的高度应为地球半径的（ ）
A．3倍B．2倍C．倍D．倍
4．如图所示，在一张大桌子上放两个平面镜 M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点A。用力F按压两镜之间的桌面，则（ ）
A．F减小时，光点A向上移动
B．F增大时，光点A向上移动
C．无论F增大还是减小，光点A都向下移动
D．无论F增大还是减小，光点A都向上移动
5．2018 年 6 月 5 日，我国在西昌卫星发射中心成功发射“风云二号H星”。假设该卫星质量为 m，在离地面高度为 h 的轨道上绕 地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M，半径为 R，引力常量为 G，则地球对卫星的万有引力大小为（ ）
A．GB．G
C．GD．G
6．下列说法符合物理学史实的是（ ）
A．哥白尼提出了地心说B．牛顿发现了行星运动三大定律
C．开普勒发现了万有引力定律D．卡文迪许首先测出了万有引力常量
二、填空题
7．根据牛顿的万有引力定律，质点间的万有引力，其中m1、m2为两质点的质量，R为两质点间的距离 ，则在国际单位制中，G的单位是___________。
8．一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的___________倍；
9．两质点质量分别为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。
10．2020年4月16日，“玉兔二号”月球车在月球表面按时开启第十七个月昼新一轮的探索旅程。“玉兔二号”月球车在月球表面受到月球引力为F，则“玉兔二号”月球车随“嫦娥四号”探测器登陆月球前在距离月球表面高度为月球半径3倍时，受月球引力为______。
11．2006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，月地之间的万有引力将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；月球绕地球运动的周期将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；月球绕地球运动的向心加速度将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；
12．地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球与月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为_____
三、实验题
13．卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量：
(1)横梁一端固定有一质量为m半径为r的均匀铅球A，旁边有一质量为m，半径为r的相同铅球B，A、B两球表面的最近距离L，已知引力常量为G，则A、B两球间的万有引力大小为_________；
(2)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”的措施是_________。
A．增大石英丝的直径 B．增大刻度尺与平面镜的距离
C .利用平面镜对光线的反射 D．减小T型架横梁的长度
四、解答题
14．通过月—地检验结果表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。一切物体都存在这样的引力，为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？如图所示，假若你与同桌的质量均为60kg，相距0.5m。粗略计算你与同桌间的引力（已知G=6.67×10-11N·m2/kg2）。一粒芝麻的质量大约是0.004g，其重力约为4×10-5N。是你和你同桌之间引力的多少倍，这时在受力分析时需要分析两个人之间的引力吗？
15．2016年9月15日，“天宫二号”空间实验室发射成功。10月19日“神舟十一号”飞船与在距地面高度为h的圆轨道上运行的“天宫二号”交会对接成功，如图所示．航天员景海鹏、陈冬进入“天宫二号”，驻留时长为t。已知地球质量为M，地球半径为R，“天宫二号”的质量为m，引力常量为G．求：
（1）“天宫二号”受到地球引力的大小。
（2）“天宫二号”绕地球运行的向心加速度的大小。
（3）“天宫二号”在航天员驻留时间t内通过的路程。
16．已知地球表面的重力加速度。万有引力常量
（1）若两个质量都为的均匀小球相距10m它们之间的引力多大？
（2）一质量2000kg的小车以10m/s的速度通过半径R为20m的拱形桥顶时对桥的压力多大?
6.2 万有引力定律（备作业）（解析版）
姓名：___________班级：___________错题号：___________
一、单选题
1．第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了万有引力定律．下列有关万有引力定律的说法中正确的是（ ）
A．太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星
B．开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆
C．库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值
D．牛顿在发现万有引力定律的过程中没有利用牛顿第三定律的知识
【答案】B
【详解】
A．太阳与行星之间引力的规律也适用于行星与它的卫星之间，故A错误；
B．开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆，即开普勒第一定律，故B正确；
C．卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值，故C错误；
D．牛顿在发现万有引力定律的过程中利用了牛顿第三定律的知识，故D错误。
故选B。
2．以下说法错误的是（ ）
A．开普勒发现了行星运动的规律
B．牛顿发现了万有引力定律，并且测出了万有引力常量
C．卡文迪许被称为“称出地球质量的第一人”
D．实验《研究向心力的大小与质量、角速度、运动半径的关系》采用的方法是控制变量法
【答案】B
【详解】
A．根据物理学史可知，开普勒发现了行星运动的规律，A不符合题意；
B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，B符合题意；
C．由于卡文迪许测量出了万有引力常量，故卡文迪许被称为“称出地球质量的第一人”，C不符合题意；
D．实验《研究向心力的大小与质量、角速度、运动半径的关系》要控制其中一个量不变，研究另外两个量之间的关系，故采用的方法是控制变量法，D不符合题意。
故选B。
3．某物体在地球表面时，受到地球的引力为F，若此物体受到地球的引力减小为，则该物体距离地面的高度应为地球半径的（ ）
A．3倍B．2倍C．倍D．倍
【答案】B
【详解】
根据万有引力定律表达式可得
其中为物体到地球中心的距离，某物体在地球表面，受到地球的引力为F，此时
若此物体受到地球的引力减小为，根据
可得出此时物体到地球中心的距离为
所以该物体距离地面的高度应为地球半径的2倍，ACD错误，B正确。
故选B。
4．如图所示，在一张大桌子上放两个平面镜 M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点A。用力F按压两镜之间的桌面，则（ ）
A．F减小时，光点A向上移动
B．F增大时，光点A向上移动
C．无论F增大还是减小，光点A都向下移动
D．无论F增大还是减小，光点A都向上移动
【答案】A
【详解】
F增大时， M、N将向中间倾斜，则镜面上反射点位置升高，光束的位置相对降低，由光的反射定律可知，光点会在墙上下降；
F减小时， M、N将向两边倾斜，则镜面上反射点位置降低，光束的位置相对升高，由光的反射定律可知，光点会在墙上上升。
故选A。
5．2018 年 6 月 5 日，我国在西昌卫星发射中心成功发射“风云二号H星”。假设该卫星质量为 m，在离地面高度为 h 的轨道上绕 地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M，半径为 R，引力常量为 G，则地球对卫星的万有引力大小为（ ）
A．GB．G
C．GD．G
【答案】D
【详解】
地球对卫星的万有引力的大小公式为
又
可得
故D正确，ABC错误。
故选D。
6．下列说法符合物理学史实的是（ ）
A．哥白尼提出了地心说B．牛顿发现了行星运动三大定律
C．开普勒发现了万有引力定律D．卡文迪许首先测出了万有引力常量
【答案】D
【详解】
A．哥白尼提出了日心说，选项A错误；
B．开普勒发现了行星运动三大定律，选项B错误；
C．牛顿发现了万有引力定律，选项C错误；
D．卡文迪许首先测出了万有引力常量，选项D正确。
故选D。
二、填空题
7．根据牛顿的万有引力定律，质点间的万有引力，其中m1、m2为两质点的质量，R为两质点间的距离 ，则在国际单位制中，G的单位是___________。
【答案】
【详解】
根据万有引力定律得
解得G的单位是。
8．一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的___________倍；
【答案】2
【详解】
解：设地球质量为M，半径为R，宇航员的质量为m，由万有引力定律，可得地球对宇航员的引力
该星球对宇航员的引力
则有
9．两质点质量分别为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。
【答案】 4 1
【详解】
[1] 质量分别为m1、m2，距离为r，两质点间的万有引力大小为F，则
两质点质量不变，距离变为原来的时两质点间的万有引力
[2] 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
10．2020年4月16日，“玉兔二号”月球车在月球表面按时开启第十七个月昼新一轮的探索旅程。“玉兔二号”月球车在月球表面受到月球引力为F，则“玉兔二号”月球车随“嫦娥四号”探测器登陆月球前在距离月球表面高度为月球半径3倍时，受月球引力为______。
【答案】
【详解】
[1]．根据万有引力定律
探测器登陆月球前在距离月球表面高度为月球半径3倍时，受月球引力为
11．2006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，月地之间的万有引力将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；月球绕地球运动的周期将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；月球绕地球运动的向心加速度将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；
【答案】 变大 变大 变小
【详解】
[1]根据万有引力定律
根据题意可知，M与m总和不变，但M减小，m增大，则根据数学知识可知，F变大。
[2]根据万有引力提供向心力
因为M减小，则T变大。
[3] 根据万有引力提供向心力
因为M减小，则a变小。
12．地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球与月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为_____
【答案】
【详解】
设月球的质量为M，则地球的质量为81M，飞行器的质量为m，飞行器距地心的距离为，飞行器距月心的距离为，由于地球对它的引力和月球对它的引力相等，根据万有引力定律得
解得
故该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为
三、实验题
13．卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量：
(1)横梁一端固定有一质量为m半径为r的均匀铅球A，旁边有一质量为m，半径为r的相同铅球B，A、B两球表面的最近距离L，已知引力常量为G，则A、B两球间的万有引力大小为_________；
(2)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”的措施是_________。
A．增大石英丝的直径 B．增大刻度尺与平面镜的距离
C .利用平面镜对光线的反射 D．减小T型架横梁的长度
【答案】 BC
【详解】
(1)[1]．万有引力定律适用于质点模型，对于质量均匀分布的球，可以看作质量集中在重心上，两个重心的间距为L+2r，故它们间的万有引力大小为
(1)[2]．A．当增大石英丝的直径时，会导致石英丝不容易转动，对“微小量放大”，没有作用，故A错误；
BC．为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”．利用平面镜对光线的反射，来体现微小形变的，或当增大刻度尺与平面镜的距离时，转动的角度更明显．因此选项BC正确．
D．当减小T型架横梁的长度时，会导致石英丝不容易转动，对“微小量放大”，没有作用；故D错误；
故选BC。
四、解答题
14．通过月—地检验结果表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。一切物体都存在这样的引力，为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？如图所示，假若你与同桌的质量均为60kg，相距0.5m。粗略计算你与同桌间的引力（已知G=6.67×10-11N·m2/kg2）。一粒芝麻的质量大约是0.004g，其重力约为4×10-5N。是你和你同桌之间引力的多少倍，这时在受力分析时需要分析两个人之间的引力吗？
【答案】1×10-6N；40；见解析
【详解】
由万有引力公式得
F万=G=6.67×10-11×N≈9.6×10-7 N≈1×10-6N
芝麻的重力是你和你同桌之间引力的40倍，这时的引力很小，所以两个人靠近时，不会吸引到一起。故在进行受力分析时，一般不考虑两物体的万有引力，除非是物体与天体、天体与天体间的相互作用。
15．2016年9月15日，“天宫二号”空间实验室发射成功。10月19日“神舟十一号”飞船与在距地面高度为h的圆轨道上运行的“天宫二号”交会对接成功，如图所示．航天员景海鹏、陈冬进入“天宫二号”，驻留时长为t。已知地球质量为M，地球半径为R，“天宫二号”的质量为m，引力常量为G．求：
（1）“天宫二号”受到地球引力的大小。
（2）“天宫二号”绕地球运行的向心加速度的大小。
（3）“天宫二号”在航天员驻留时间t内通过的路程。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）根据万有引力定律可得“天宫二号”受到地球施加的引力大小为
（2）根据牛顿第二定律可得绕地球运行的向心加速度的大小为
（3）根据万有引力提供向心力可得
解得
在驻留时间t内通过的路程为
16．已知地球表面的重力加速度。万有引力常量
（1）若两个质量都为的均匀小球相距10m它们之间的引力多大？
（2）一质量2000kg的小车以10m/s的速度通过半径R为20m的拱形桥顶时对桥的压力多大?
【答案】（1）6.67×10-11N；（2）9600N
【详解】
（1）由万有引力个公式
代入数据得
（2）设拱形桥顶对桥的支持力为，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律知小车对对桥的压力为。
一、单选题
1．第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了万有引力定律．下列有关万有引力定律的说法中正确的是（ ）
A．太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星
B．开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆
C．库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值
D．牛顿在发现万有引力定律的过程中没有利用牛顿第三定律的知识
2．以下说法错误的是（ ）
A．开普勒发现了行星运动的规律
B．牛顿发现了万有引力定律，并且测出了万有引力常量
C．卡文迪许被称为“称出地球质量的第一人”
D．实验《研究向心力的大小与质量、角速度、运动半径的关系》采用的方法是控制变量法
3．某物体在地球表面时，受到地球的引力为F，若此物体受到地球的引力减小为，则该物体距离地面的高度应为地球半径的（ ）
A．3倍B．2倍C．倍D．倍
4．如图所示，在一张大桌子上放两个平面镜 M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点A。用力F按压两镜之间的桌面，则（ ）
A．F减小时，光点A向上移动
B．F增大时，光点A向上移动
C．无论F增大还是减小，光点A都向下移动
D．无论F增大还是减小，光点A都向上移动
5．2018 年 6 月 5 日，我国在西昌卫星发射中心成功发射“风云二号H星”。假设该卫星质量为 m，在离地面高度为 h 的轨道上绕 地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M，半径为 R，引力常量为 G，则地球对卫星的万有引力大小为（ ）
A．GB．G
C．GD．G
6．下列说法符合物理学史实的是（ ）
A．哥白尼提出了地心说B．牛顿发现了行星运动三大定律
C．开普勒发现了万有引力定律D．卡文迪许首先测出了万有引力常量
二、填空题
7．根据牛顿的万有引力定律，质点间的万有引力，其中m1、m2为两质点的质量，R为两质点间的距离 ，则在国际单位制中，G的单位是___________。
8．一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的___________倍；
9．两质点质量分别为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。
10．2020年4月16日，“玉兔二号”月球车在月球表面按时开启第十七个月昼新一轮的探索旅程。“玉兔二号”月球车在月球表面受到月球引力为F，则“玉兔二号”月球车随“嫦娥四号”探测器登陆月球前在距离月球表面高度为月球半径3倍时，受月球引力为______。
11．2006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，月地之间的万有引力将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；月球绕地球运动的周期将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；月球绕地球运动的向心加速度将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；
12．地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球与月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为_____
三、实验题
13．卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量：
(1)横梁一端固定有一质量为m半径为r的均匀铅球A，旁边有一质量为m，半径为r的相同铅球B，A、B两球表面的最近距离L，已知引力常量为G，则A、B两球间的万有引力大小为_________；
(2)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”的措施是_________。
A．增大石英丝的直径 B．增大刻度尺与平面镜的距离
C .利用平面镜对光线的反射 D．减小T型架横梁的长度
四、解答题
14．通过月—地检验结果表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。一切物体都存在这样的引力，为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？如图所示，假若你与同桌的质量均为60kg，相距0.5m。粗略计算你与同桌间的引力（已知G=6.67×10-11N·m2/kg2）。一粒芝麻的质量大约是0.004g，其重力约为4×10-5N。是你和你同桌之间引力的多少倍，这时在受力分析时需要分析两个人之间的引力吗？
15．2016年9月15日，“天宫二号”空间实验室发射成功。10月19日“神舟十一号”飞船与在距地面高度为h的圆轨道上运行的“天宫二号”交会对接成功，如图所示．航天员景海鹏、陈冬进入“天宫二号”，驻留时长为t。已知地球质量为M，地球半径为R，“天宫二号”的质量为m，引力常量为G．求：
（1）“天宫二号”受到地球引力的大小。
（2）“天宫二号”绕地球运行的向心加速度的大小。
（3）“天宫二号”在航天员驻留时间t内通过的路程。
16．已知地球表面的重力加速度。万有引力常量
（1）若两个质量都为的均匀小球相距10m它们之间的引力多大？
（2）一质量2000kg的小车以10m/s的速度通过半径R为20m的拱形桥顶时对桥的压力多大?
6.2 万有引力定律（备作业）（解析版）
姓名：___________班级：___________错题号：___________
一、单选题
1．第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了万有引力定律．下列有关万有引力定律的说法中正确的是（ ）
A．太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星
B．开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆
C．库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值
D．牛顿在发现万有引力定律的过程中没有利用牛顿第三定律的知识
【答案】B
【详解】
A．太阳与行星之间引力的规律也适用于行星与它的卫星之间，故A错误；
B．开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆，即开普勒第一定律，故B正确；
C．卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值，故C错误；
D．牛顿在发现万有引力定律的过程中利用了牛顿第三定律的知识，故D错误。
故选B。
2．以下说法错误的是（ ）
A．开普勒发现了行星运动的规律
B．牛顿发现了万有引力定律，并且测出了万有引力常量
C．卡文迪许被称为“称出地球质量的第一人”
D．实验《研究向心力的大小与质量、角速度、运动半径的关系》采用的方法是控制变量法
【答案】B
【详解】
A．根据物理学史可知，开普勒发现了行星运动的规律，A不符合题意；
B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，B符合题意；
C．由于卡文迪许测量出了万有引力常量，故卡文迪许被称为“称出地球质量的第一人”，C不符合题意；
D．实验《研究向心力的大小与质量、角速度、运动半径的关系》要控制其中一个量不变，研究另外两个量之间的关系，故采用的方法是控制变量法，D不符合题意。
故选B。
3．某物体在地球表面时，受到地球的引力为F，若此物体受到地球的引力减小为，则该物体距离地面的高度应为地球半径的（ ）
A．3倍B．2倍C．倍D．倍
【答案】B
【详解】
根据万有引力定律表达式可得
其中为物体到地球中心的距离，某物体在地球表面，受到地球的引力为F，此时
若此物体受到地球的引力减小为，根据
可得出此时物体到地球中心的距离为
所以该物体距离地面的高度应为地球半径的2倍，ACD错误，B正确。
故选B。
4．如图所示，在一张大桌子上放两个平面镜 M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点A。用力F按压两镜之间的桌面，则（ ）
A．F减小时，光点A向上移动
B．F增大时，光点A向上移动
C．无论F增大还是减小，光点A都向下移动
D．无论F增大还是减小，光点A都向上移动
【答案】A
【详解】
F增大时， M、N将向中间倾斜，则镜面上反射点位置升高，光束的位置相对降低，由光的反射定律可知，光点会在墙上下降；
F减小时， M、N将向两边倾斜，则镜面上反射点位置降低，光束的位置相对升高，由光的反射定律可知，光点会在墙上上升。
故选A。
5．2018 年 6 月 5 日，我国在西昌卫星发射中心成功发射“风云二号H星”。假设该卫星质量为 m，在离地面高度为 h 的轨道上绕 地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M，半径为 R，引力常量为 G，则地球对卫星的万有引力大小为（ ）
A．GB．G
C．GD．G
【答案】D
【详解】
地球对卫星的万有引力的大小公式为
又
可得
故D正确，ABC错误。
故选D。
6．下列说法符合物理学史实的是（ ）
A．哥白尼提出了地心说B．牛顿发现了行星运动三大定律
C．开普勒发现了万有引力定律D．卡文迪许首先测出了万有引力常量
【答案】D
【详解】
A．哥白尼提出了日心说，选项A错误；
B．开普勒发现了行星运动三大定律，选项B错误；
C．牛顿发现了万有引力定律，选项C错误；
D．卡文迪许首先测出了万有引力常量，选项D正确。
故选D。
二、填空题
7．根据牛顿的万有引力定律，质点间的万有引力，其中m1、m2为两质点的质量，R为两质点间的距离 ，则在国际单位制中，G的单位是___________。
【答案】
【详解】
根据万有引力定律得
解得G的单位是。
8．一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的___________倍；
【答案】2
【详解】
解：设地球质量为M，半径为R，宇航员的质量为m，由万有引力定律，可得地球对宇航员的引力
该星球对宇航员的引力
则有
9．两质点质量分别为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。
【答案】 4 1
【详解】
[1] 质量分别为m1、m2，距离为r，两质点间的万有引力大小为F，则
两质点质量不变，距离变为原来的时两质点间的万有引力
[2] 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
10．2020年4月16日，“玉兔二号”月球车在月球表面按时开启第十七个月昼新一轮的探索旅程。“玉兔二号”月球车在月球表面受到月球引力为F，则“玉兔二号”月球车随“嫦娥四号”探测器登陆月球前在距离月球表面高度为月球半径3倍时，受月球引力为______。
【答案】
【详解】
[1]．根据万有引力定律
探测器登陆月球前在距离月球表面高度为月球半径3倍时，受月球引力为
11．2006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，月地之间的万有引力将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；月球绕地球运动的周期将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；月球绕地球运动的向心加速度将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；
【答案】 变大 变大 变小
【详解】
[1]根据万有引力定律
根据题意可知，M与m总和不变，但M减小，m增大，则根据数学知识可知，F变大。
[2]根据万有引力提供向心力
因为M减小，则T变大。
[3] 根据万有引力提供向心力
因为M减小，则a变小。
12．地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球与月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为_____
【答案】
【详解】
设月球的质量为M，则地球的质量为81M，飞行器的质量为m，飞行器距地心的距离为，飞行器距月心的距离为，由于地球对它的引力和月球对它的引力相等，根据万有引力定律得
解得
故该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为
三、实验题
13．卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量：
(1)横梁一端固定有一质量为m半径为r的均匀铅球A，旁边有一质量为m，半径为r的相同铅球B，A、B两球表面的最近距离L，已知引力常量为G，则A、B两球间的万有引力大小为_________；
(2)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”的措施是_________。
A．增大石英丝的直径 B．增大刻度尺与平面镜的距离
C .利用平面镜对光线的反射 D．减小T型架横梁的长度
【答案】 BC
【详解】
(1)[1]．万有引力定律适用于质点模型，对于质量均匀分布的球，可以看作质量集中在重心上，两个重心的间距为L+2r，故它们间的万有引力大小为
(1)[2]．A．当增大石英丝的直径时，会导致石英丝不容易转动，对“微小量放大”，没有作用，故A错误；
BC．为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”．利用平面镜对光线的反射，来体现微小形变的，或当增大刻度尺与平面镜的距离时，转动的角度更明显．因此选项BC正确．
D．当减小T型架横梁的长度时，会导致石英丝不容易转动，对“微小量放大”，没有作用；故D错误；
故选BC。
四、解答题
14．通过月—地检验结果表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。一切物体都存在这样的引力，为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？如图所示，假若你与同桌的质量均为60kg，相距0.5m。粗略计算你与同桌间的引力（已知G=6.67×10-11N·m2/kg2）。一粒芝麻的质量大约是0.004g，其重力约为4×10-5N。是你和你同桌之间引力的多少倍，这时在受力分析时需要分析两个人之间的引力吗？
【答案】1×10-6N；40；见解析
【详解】
由万有引力公式得
F万=G=6.67×10-11×N≈9.6×10-7 N≈1×10-6N
芝麻的重力是你和你同桌之间引力的40倍，这时的引力很小，所以两个人靠近时，不会吸引到一起。故在进行受力分析时，一般不考虑两物体的万有引力，除非是物体与天体、天体与天体间的相互作用。
15．2016年9月15日，“天宫二号”空间实验室发射成功。10月19日“神舟十一号”飞船与在距地面高度为h的圆轨道上运行的“天宫二号”交会对接成功，如图所示．航天员景海鹏、陈冬进入“天宫二号”，驻留时长为t。已知地球质量为M，地球半径为R，“天宫二号”的质量为m，引力常量为G．求：
（1）“天宫二号”受到地球引力的大小。
（2）“天宫二号”绕地球运行的向心加速度的大小。
（3）“天宫二号”在航天员驻留时间t内通过的路程。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）根据万有引力定律可得“天宫二号”受到地球施加的引力大小为
（2）根据牛顿第二定律可得绕地球运行的向心加速度的大小为
（3）根据万有引力提供向心力可得
解得
在驻留时间t内通过的路程为
16．已知地球表面的重力加速度。万有引力常量
（1）若两个质量都为的均匀小球相距10m它们之间的引力多大？
（2）一质量2000kg的小车以10m/s的速度通过半径R为20m的拱形桥顶时对桥的压力多大?
【答案】（1）6.67×10-11N；（2）9600N
【详解】
（1）由万有引力个公式
代入数据得
（2）设拱形桥顶对桥的支持力为，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律知小车对对桥的压力为。
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