物理必修 第二册2 万有引力定律当堂达标检测题

2020-2021学年人教版（2019）必修第二册

7.2万有引力定律 课时作业17（含解析）

1．两颗质量相同的卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径分别为r、2r，则它们所受万有引力大小之比为(  )

A．4∶1 B．1∶4 C．2∶2 D．1∶2

2．如图所示，A、B两球的半径分别为R1，R2，两球质量均匀分布，且质量分别为m1、m2，万有引力常量为G，则A球受到B球的万有引力大小为（    ）

A．G B．G

C．G D．G

3．北斗导航卫星绕地球做圆周运动，是由于受地球对它的引力作用。下列关于万有引力定律的公式正确的是（    ）

A．F＝kx B．F＝G C．F＝ma D．F＝k

4．关于物理学中的思想或方法，以下说法错误的是（　　）

A．加速度的定义采用了比值定义法

B．研究物体的加速度跟力、质量的关系采用假设法

C．卡文迪许测定万有引力常量采用了放大法

D．电流元概念的提出采用了理想模型法

5．在物理学研究过程中科学家们创造出了许多物理学研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限法、理想模型法、微元法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是(　　)

A．牛顿采用微元法提出了万有引力定律，并计算出了太阳和地球之间的引力

B．根据速度定义式v＝，当Δt非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义采用了极限法

C．将插有细长玻璃管的玻璃瓶内装满水，用力捏玻璃瓶，通过细管内液面高度的变化，来反映玻璃瓶发生了形变，该实验采用了放大的思想

D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法

6．.如图所示，有一个质量为M，半径为R，密度均匀的大球体．从中挖去一个半径为的小球体，并在空腔中心放置一质量为m的质点，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为(已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零)(　　)

A．G B．0

C．4G D．G

7．下列现象中，不属于由万有引力引起的是

A．银河系球形星团聚集不散 B．月球绕地球运动而不离去

C．电子绕核旋转而不离去 D．树上的果子最终总是落向地面

8．符合发现和完善万有引力定律历史事实的是（　　）

A．哥白尼提出三大行星定律

B．卡文迪什提出“地心说”

C．牛顿接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想

D．开普勒根据大量实验数据得出了比例系数G的大小

9．万有引力定律的表达式是　　

A． B． C． D．

10．万有引力定律的表达式是（    ）

A． B． C． D．

11．在物理学发展过程中，科学家处理物理问题用了多种思想与方法，根据你对物理学的学习，关于科学家的思想和贡献，下列说法中错误的是

A．牛顿首次提出“提出假说，数学推理，实验验证，合理外推”的科学推理方法

B．在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想

C．用质点来代替实际物体是采用了理想模型的方法

D．卡文迪许测定万有引力常量过程中采用了微小量放大法

12．在科学发展的进程中，许多科学家做出了突出贡献，以下对科学家及其所作科学贡献的叙述中，正确的是

A．胡克发现了弹簧弹力和形变量的关系，并用扭砰测出了万有引力常量

B．伽利略利用斜而实验和逻辑推理研究出了落体的运动规律

C．牛顿在研究力与运动时，首先建立了速度、加速度和力的概念

D．笛卡尔利用理想斜面实验推翻了亚里士多德“运动需要力来维持

13．牛顿建立的经典力学体系，是人类认识自然的第一次大飞跃和理论的大综合，它开辟了一个新的时代，并对科学发展的进程以及人类生产生活和思维方式产生极其深刻的影响，标志着近代理论自然科学的诞生，并成为其他各门自然科学的典范。以下说法正确的是（   ）

A．牛顿通过著名的“月－地检验”，证实了万有引力定律的正确性

B．牛顿第一、第二、第三定律都可以用实验直接验证

C．牛顿推翻了力是维持物体运动的原因的观点

D．牛顿第一定律又被称为惯性定律，任何物体都有惯性，速度越大，物体的惯性越大

14．2018年12月8日，我国发射的嫦娥四号探测器成功升空，实现了人类首次探访月球背面．在嫦娥四号逐渐远离地球，飞向月球的过程中

A．地球对嫦娥四号的引力增大 B．地球对嫦娥四号的引力不变

C．月球对嫦娥四号的引力不变 D．月球对嫦娥四号的引力增大

15．下列描述的物理现象与物理规律相对应的是

A．在弹性限度内，弹簧的形变量越大，弹簧的弹力就越大，说明弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量（或压缩量）以及弹力大小有关

B．在加油站给摩托车加油时，常用金属桶或金属壶装汽油，这样做是为了消除静电产生的危害

C．通电导线在磁场中所受安培力的方向可以用安培定则来判断

D．由于地球的自转，使得同一物体在两极处受到的地球引力大于在赤道处受到的地球引力（假设地球为均匀球体）

16．11月13日，长征六号运载火箭在太原卫星发射中心实施“一箭五星”发射，将5颗“宁夏一号”卫星准确送入预定轨道，发射任务取得圆满成功．假设某颗卫星在离地面高为h的圆轨道上绕地球运动，地球的质量为M、半径为R，卫星的质量为m．则卫星受到地球的引力为

A． B．

C． D．

17．物体在引力场中具有的势能叫作引力势能.设质量分别为m0和M0的质点相距无穷远时引力势能为零，则相距r0时，其引力势能（式中G为引力常量）.一颗质量为m的人造地球卫星在半径为r的圆轨道上环绕地球（地球质量为M）飞行，则卫星轨道半径增大到3r的过程中

A．势能增加了 B．卫星动能减少了

C．机械能增加了 D．机械能减少了

18．引力常量和静电力常数都是由英国物理学家卡文迪许测出的．（____）

19．牛顿发现了万有引力定律并成功测出了引力常量的数值．（____）

20．科学家发现太空中的射线一般都是从很远的星体放射出来的.当射线爆发时，在数秒钟内所产生的能量相当于太阳在过去100亿年所产生的能量总和的1000倍左右，大致相当于将太阳的全部质量转变为能量的总和.科学家利用超级计算机对射线的状态进行了模拟，经模拟发现射线爆发是起源于一个垂死的星球的“坍缩”过程，只有星球“坍缩”时，才可以发出这么巨大的能量.已知太阳光照射到地球上大约需要8分20秒的时间，由此来估算在宇宙中，一次射线爆发所放出的能量（引力常量，1年时间约为，，真空中光速）

参考答案

1．A

【详解】

根据得，两卫星的质量相等，轨道半径之比为1：2，则万有引力大小之比为4：1，故A正确，BCD错误。

故选A。

2．B

【详解】

两个球的半径分别为R1和R2，两球之间的距离为R，所以两球心间的距离为

根据万有引力定律得两球间的万有引力大小为

故选B。

3．B

【解析】

【详解】

万有引力定律内容为自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与两物体间的距离的二次成反比，作用力在两个物体的连线上。公式为：

故B正确，ACD错误；

故选B。

4．B

【解析】

【详解】

A．加速度的定义式为a=，知加速度等于速度变化量与所用时间的比值，采用了比值定义法，故A正确，不符合题意；

B．研究物体的加速度跟力、质量的关系应采用控制变量法，故B错误，符合题意；

C．卡文迪许通过扭秤实验，测定了万有引力常量，采用了放大法，故C正确，不符合题意；

D．电流元是理想化物理模型，电流元概念的提出采用了理想模型法，故D正确，不符合题意。

故选B。

5．A

【解析】

【详解】

A．牛顿采用理想模型法提出了万有引力定律，没有计算出太阳和地球之间的引力，故A符合题意；

B．根据速度定义式v＝，当Δt非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义采用了极限法，故B不符合题意

C．将插有细长玻璃管的玻璃瓶内装满水，用力捏玻璃瓶，通过细管内液面高度的变化，来反映玻璃瓶发生了形变，该实验采用了放大的思想，故C不符合题意；

D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故D不符合题意。

故选A。

6．D

【详解】

若将挖去的小球体用原材料补回，可知剩余部分对m的吸引力等于完整大球体对m的吸引力与挖去小球体对m的吸引力之差，挖去的小球体球心与m重合，对m的万有引力为零，则剩余部分对m的万有引力等于完整大球体对m的万有引力；以大球体球心为中心分离出半径为 的球，易知其质量为M，则剩余均匀球壳对m的万有引力为零，故剩余部分对m的万有引力等于分离出的球对其的万有引力，根据万有引力定律

F＝G ＝G

A．G，与结论不相符，选项A错误；

B．0，与结论不相符，选项B错误；

C．4G，与结论不相符，选项C错误；

D．G，与结论相符，选项D正确；

故选D．

7．C

【详解】

A．银河系球形星团靠星球之间的万有引力作用而聚集不散，故A不符合题意；

B．月球受到地球的吸引力提供向心力，而绕地球做圆周运动不离去，故B不符合题意；

C．电子受到原子核的吸引力而绕核旋转不离去，不是万有引力，故C符合题意；

D．树上的果子由于受到地球的吸引而最终总是落向地面，属于万有引力作用，故D不符合题意。

故选C。

8．C

【详解】

A．开普勒提出三大行星定律．故A错误；

B．托勒密提出“地心说”．故B错误；

C．万有引力定律是由牛顿发现的，故C正确；

D．卡文迪许根据大量实验数据得出了比例系数G的大小．故D错误．

故选C.

9．A

【详解】

万有引力定律的表达式是，选项A正确，BCD错误。

故选A。

10．C

【解析】

【详解】

万有引力定律的表达式；

A．，与结论不相符，选项A错误；

B．，与结论不相符，选项B错误；

C．，与结论相符，选项C正确；

D．，与结论不相符，选项D错误；

故选C。

11．A

【解析】

【详解】

A．伽利略首次提出“提出假说，数学推理，实验验证，合理外推”的科学推理方法，选项A错误，符合题意；

B．在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想，选项B正确，不符合题意；

C．用质点来代替实际物体是采用了理想模型的方法，选项C正确，不符合题意；

D．卡文迪许测定万有引力常量过程中采用了微小量放大法，选项D正确，不符合题意；

故选A.

12．B

【解析】

【详解】

A．胡克发现了弹簧弹力和形变量的关系，卡文迪许用扭砰测出了万有引力常量，选项A错误；

B．伽利略利用斜面实验和逻辑推理研究出了落体的运动规律，选项B正确；

C．伽利略在研究力与运动时，首先建立了速度、加速度和力的概念，选项C错误；

D．伽利略利用理想斜面实验推翻了亚里士多德“运动需要力来维持”，选项D错误；

故选B.

13．A

【解析】

【详解】

A．牛顿用“月-地检验”证实了万有引力定律的正确性，故A正确；

B．牛顿第一定律是理想实验定律，不能用实验直接验证，故B错误；

C．伽利略利用斜面实验推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点，故C错误；

D．物体的惯性只与物体的质量有关，与物体运动的速度无关，故D错误；

故选A。

14．D

【详解】

嫦娥四号逐渐远离地球，飞向月球的过程中，离地球越来越远，离月球越来越近，由万有引力定律:

知地球与嫦娥四号之间的距离r变大，所以引力变小；月球对嫦娥四号之间的距离r变小，所以引力变大。故ABC错误；D正确。

故选D．

15．B

【解析】

【详解】

A．弹簧的劲度等数是由弹簧本身决定的，与弹簧形变量和弹力大小无关，故选项A错误；

B．加油站中用金属制品盛装汽油可将加油过程中产生的静电导走，从而消除静电危害，故\故B正确；

C．通电导线在磁场中所受安培力方向用左手定则判断，则选项C错误；

D．当地球视为均匀球体时，同一物体无论放在地球表面哪一位置，根据万有引力定律可知，所受引力大小均相等，故选项D错误；

故选B。

16．D

【详解】

由万有引力定律可得，卫星受到的引力为

故D正确；

故选D。

17．AC

【分析】

本题考查卫星做圆周运动的高度和速度关系，从而求出动能，势能以及机械能变化。

【详解】

在半径为r的圆轨道上，万有引力提供向心力

所以动能为

势能为

同理，该卫星在3r轨道上运行时动能和势能分别为

A．计算得势能增加了，A正确；

B．卫星动能减少了，B错误；

CD．机械能增加了，C正确，D错误；

故选AC。

18．×

【详解】

引力常量是由英国物理学家卡文迪许测出的，静电力常数是由库伦测得的；此说法错误．

19．×

【详解】

牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许成功测出了引力常量的数值，此说法错误。

20．

【详解】

地球绕太阳做匀速圆周运动，半径

万有引力提供向心力，有

太阳的质量为

一次射线爆发所发出的能量