高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律课时练习

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4（含解析）

1．第一次通过实验的方法比较准确的测出引力常量的物理学家是（　　）

A．开普勒 B．卡文迪许 C．牛顿 D．哥白尼

2．下列说法正确的是（　　）

A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用实验方法测出引力常量的数值，从而使万有引力定律有了真正的实用价值

B．亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因

C．开普勒总结出了行星的运动规律，找出了行星按照这些规律运动的原因

D．伽利略通过斜面实验以及逻辑推理证明自由落体运动是一种匀速直线运动

3．在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）

A．伽利略发现了行星运动的规律

B．开普勒通过实验测出了引力常量

C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因

D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献

4．牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但没有得到引力常量G的值，第一个在实验室巧妙地用扭秤实验测得了万有引力常量的科学家是（　　）

A．卡文迪许 B．伽利略 C．开普勒 D．第谷

5．下列说法符合史实的是（　　）

A．伽利略提出了日心说 B．开普勒总结出了行星运动的三大规律

C．卡文迪许发现了万有引力定律 D．牛顿发现万有引力定律并测出引力常量

6．两个质量相等的球形物体，两球心相距，他们之间的万有引力为F，若它们的质量都加倍，两球心的距离也加倍，它们之间的万有引力为（　　）

A． B． C． D．

7．万有引力定律可以表述为：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比，即F，式中质量的单位用kg，距离的单位用m，力的单位用N。G是比例系数，叫做引力常量。适用于任何两个物体。最早发现万有引力定律的科学家是（　　）

A．牛顿 B．伽利略 C．开普勒 D．卡文迪许

8．在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重大贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学史和物理学方法的叙述中正确的是

A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人

B．牛顿进行了“月地检验”，得出天上和地下的物体间的引力作用都遵从万有引力定律

C．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量时，应用了微元法

D．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是转换法

9．在某次测定引力常量的实验中，两金属球的质量分别为m1和m2，球心间的距离为r，若测得两金属球间的万有引力大小为F，则此次实验得到的引力常量为( )

A． B．

C． D．

10．牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。图中I、II分别是两颗卫星绕地球运行的轨道，A、B分别是轨道上的两个点。下列关于两颗卫星在轨道I、II上运行的信息比较，正确的是（　　）

A．I轨道上卫星较II轨道的发射速度更大

B．I轨道上卫星较II轨道的绕行周期更大

C．卫星在A点的加速度较B点更大

D．卫星在A点的万有引力较B点更大

11．以下关于行星运动及万有引力的描述正确的是(　　)

A．开普勒认为行星绕太阳运行的轨道是椭圆，行星在椭圆轨道上各个地方的速率均相等

B．太阳对行星的引力与地球对月球的引力属于不同性质的力

C．牛顿提出的万有引力定律只适用于天体之间

D．卡文迪许利用扭称实验测出了引力常量的数值

12．假设地球是一半径为R，质量分布均匀的球体，一矿井深度为d，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为

A． B．

C． D．

13．经国际小行星命名委员会批准，紫金山天文台发现的一颗绕太阳运行的小行星被命名为“南大仙林星”．如图，轨道上a、b、c、d四个位置中，该行星受太阳引力最大的是(    )

A．a B．b C．c D．d

14．下列关于力的说法正确的是

A．作用力和反作用力作用在同一物体上

B．太阳系中的行星均受到太阳的引力作用

C．运行的人造地球卫星所受引力的方向不变

D．伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因

15．在物理学的发展过程中，许多科学家做出了杰出的贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）

A．伽利略通过实验和逻辑推理得到：如果完全排除空气的阻力，那么，所有物体将下落得同样快

B．亚里士多德根据日常生活经验得到结论：力不是维持物体运动的原因，而是产生加速度的原因

C．开普勒通过研究行星运动的观测数据，发现了开普勒行星运动定律

D．牛顿通过实验测出了引力常量

参考答案

1．B

【详解】

牛顿在推出万有引力定律的同时，并没能得出引力常量G的具体值，G的数值于1789年由卡文迪许利用他所发明的扭秤得出

故选B。

2．A

【详解】

A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用实验方法测出万有引力常量G的数值，使万有引力定律有了真正的实用价值，故A符合题意；

B．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，故B不符合题意；

C．开普勒总结出了行星运动的规律，牛顿找出了行星按照这些规律运动的原因，故C不符合题意；

D．伽利略通过斜面实验加逻辑推理的方法研究了自由落体运动规律是一种匀变速直线运动，故D不符合题意。

故选A。

3．D

【详解】

A．发现行星运动规律的是开普勒，故A错误；

B．卡文迪许通过实验测出了引力常量，故B错误；

C．伽俐略最早指出力不是维持物体运动的原因，故C错误；

D．牛顿第一定律是建立在伽俐略、笛卡尔等人的科学研究基础上，笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献，故D正确。

故选D。

4．A

【详解】

第一个在实验室巧妙地用扭秤实验测得了万有引力常量的科学家是卡文迪许。

故选A。

5．B

【详解】

A．哥白尼的贡献是提出了日心体系，用“日心说”否定了“地心说”，故A错误；

B．开普勒在研究第谷的观察数据的基础上，提出了行星运动的三大定律，即开普勒三定律，故B正确；

CD．牛顿发现万有引力定律后，并没能测得万有引力常量，而是由卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量，故CD错误。

故选B。

6．B

【详解】

两个质点相距r时，它们之间的万有引力为

若它们间的距离变为2倍，两个质点的质量变为原来的2倍，则它们之间的万有引力为

故选B。

【点睛】

要注意万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比。影响万有引力大小的变量有质量、距离，要考虑全面，不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化。

7．A

【详解】

牛顿在前人的基础上，最早发现了万有引力定律，后来卡文迪许又测出了万有引力常量G的值，因此A正确，BCD错误。

故选A。

8．B

【详解】

A、牛顿发现了万有引力定律，而卡文迪许通过实验测量并计算得出了万有引力常量，因此卡文迪许被称为“称量地球的质量”的人．故A错误；B、牛顿进行了“月-地检验”，得出天上和地下的物体间的引力作用都遵从万有引力定律，故B正确；C、卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量时，应用了放大法，故C错误．D、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是等效替代法，故D错误．故选B．

【点睛】

本题考查了物理学史以及一些物理定律的意义，对于物理定律我们不仅要会应用还要了解其推导过程，有助于提高我们研究问题的能力和兴趣，注意引力定律与引力常量发现者的不同，及理解微元法、等效法、转换法的含义．

9．B

【详解】

由万有引力定律F＝G得G＝，所以B项正确．

故选B。

10．C

【详解】

A．发射同一卫星绕地球运行，轨道越高，克服万有引力做的功就越多，相应发射的初动能就越大，对应发射的初速度就越大。所以，发射同一卫星，I轨道上卫星较II轨道的发射速度更小，故A错误；

B．根据开普勒第三定律：

可判断，由于，故，即I轨道上卫星较II轨道的绕行周期更小。故B错误；

C．根据万有引力提供向心力有：

可得

由于，所以，故C正确；

D．根据万有引力公式：

可判断，由于两卫星质量大小未知，故无法比较卫星在A点的万有引力与B点的万有引力大小，故D错误；

故选C。

11．D

【解析】

试题分析：根据开普勒第二定律，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等，可知行星在近日点的线速度大于行星在远日点的线速度，故A错误；太阳对行星的引力与地球对月球的引力都属于万有引力，故B错误；万有引力是普遍存在的，有质量的两物体间都存在万有引力，万有引力定律的适用于宇宙万物任意两个物体之间的引力，故C错误；1798年，卡文迪许利用扭秤，采用微小量放大法，由实验测出了万有引力常量G的数值，证明了万有引力定律的正确，故D正确．

考点：开普勒行星定律，万有引力定律．

12．B

【详解】

令地球的密度为ρ，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有，由于地球的质量为，所以重力加速度的表达式可写成：．根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，固在深度为d的井底，受到地球的万有引力即为半径等于（R-d）的球体在其表面产生的万有引力，故井底的重力加速度，所以有，故B正确；

【点睛】

抓住在地球表面重力和万有引力相等，在矿井底部，地球的重力和万有引力相等，要注意在矿井底部所谓的地球的质量不是整个地球的质量而是半径为（R-d）的球体的质量．

13．A

【详解】

由万有引力表达式可知，距离越近，万有引力越大，则由图可知a位置距离太阳最近，故该行星受太阳引力最大的是a位置。

故选A。

14．BD

【解析】

作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，A错误；太阳系中的所有行星都要受到太阳的引力，且引力方向沿着两个星球的连线指向太阳，B正确，C错误；伽利略理想实验说明力不是维持物体运动的原因，D正确．

15．AC

【详解】

A．伽利略通过实验和逻辑推理得到：如果完全排除空气的阻力，那么所有物体将下落得同样快，选项A正确；

B．亚里士多德根据日常生活经验得到结论：力是维持物体运动的原因，选项B错误；

C．开普勒通过研究行星运动的观测数据，发现了开普勒行星运动定律，选项C正确；

D．卡文迪许通过实验测出了引力常量，选项D错误。

故选AC。