高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第二节 认识万有引力定律课后作业题

3.2认识万有引力定律基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．在物理学发展历史中，许多物理学家作出了卓越贡献。以下关于物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的是（　　）

A．开普勒提出了“日心说”

B．第谷通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律

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”

2．2021年2月15日，火星探测任务天问一号探测器成功发射，通过数次轨道调整，顺利进入大椭圆环火轨道，成为中国第一颗人造火星卫星。关于探测器绕火星在椭圆轨道上的运动，忽略一切阻力以及其他卫星和天体的作用，下列说法正确的是（　　）

A．在椭圆长轴的两端点受到的万有引力大小相等

B．在距火星最近点的速度最大、在最远点的速度最小

C．在椭圆上运动到不同的位置时，探测器受到火星的万有引力大小不可能相等

D．在椭圆上不同的位置时，速度大小不可能相等

3．在牛顿发现了万有引力规律的100多年后，英国科学家卡文迪许利用扭秤实验测量的物理量是（　　）

A．重力加速度g B．弹簧劲度系数k

C．动摩擦因数μ D．万有引力常量G

4．中国造出可往返太空的“卫星班车”。2016年12月28日新浪军事网报道：在历时6天的2016年珠海航展上，中国航天科技集团公司五院展出了一项名为“可重复使用的返回式空间环境利用卫星”以下简称“卫星班车”未来，这种“卫星班车”可能不仅仅用于空间科学实验，还将用于太空旅游等多个方面，如“班车”一样，来回运送旅客。按计划，该“卫星班车”将于2017年底开始运营，标志着我国天地往返的商业航天运营模式即将开启。设地球的质量为M，半径为R，“卫星班车”的质量为m，万有引力常量为当“卫星班车”离地面高度为h时，其受到地球的万有引力大小为（　　）

A． B． C． D．

5．设地球半径为R，一物体在地球表面时与地球间的万有引力为F，则当该物体在距地面高R处时（如图所示），与地球间的万有引力大小为（　　）

A．F B．F C．2F D．4F

6．关于万有引力定律的表达式，下列说法正确的是（　　）

A．当两个物体间的距离R趋近于零时，万有引力趋近无限大

B．M和m受到的引力大小不是相等的，而是与M和m的大小有关

C．M和m受到的引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力

D．公式中G为引力常量，它是卡文迪许由实验测得的，而不是人为规定的

7．以下关于行星运动及万有引力的描述正确的是（　　）

A．卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量的数值

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．开普勒认为行星绕太阳运行的轨道是椭圆，行星在轨道上各个地方的速率均相等

8．关于万有引力定律，下列说法正确的是（　　）

A．万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的

B．两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力

C．公式中的G为比例系数，它是人为规定的

D．测出引力常量的科学家是伽利略

9．高中物理核心素养之一是培养科学思维能力。在高中物理的学习中我们接触了许多科学思维方法，如理想实验法、控制变量法、微元法、类比法等。以下有关物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是（　　）

A．牛顿运用扭秤实验，应用了放大法成功测出万有引力常量的数值并得出了万有引力定律

B．用比值定义法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如加速度就是采用比值定义法定义的

C．物体本身的形状和大小对所研究问题的影响忽略不计时，用质点来代替物体的方法是假设法

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代表物体的位移，这里采用了微元法

10．“神舟十二号”载人飞船与“天和核心舱”成功交会对接，标志着中国人首次进入自己的空间站。若将地球视为质量分布均匀的球体，其质量为M、半径为R。已知空间站总质量为m，引力常量为G，某时刻空间站距离地球表面的高度为h，则此时空间站受到地球的万有引力大小为（　　）

A． B．

C． D．

11．2021年，“天问一号”火星探测器到达火星轨道后，着陆器脱离探测器，在万有引力的作用下逐渐靠近火星表面。已知火星的质量为，半径为，引力常量为。质量为的着陆器在距离火星表面高度为时，速度大小为，此时着陆器所受火星的引力大小为（　　）

A． B． C． D．

12．下列关于天体运动的说法中，正确的是（　　）

A．所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上

B．地心说代表人物哥白尼认为地球是宇宙的中心，其他星球都环绕地球运动

C．牛顿由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人

D．地球绕太阳公转时，在近日点运行速率最小，在远日点速率最大

13．如图所示，两个半径分别为r1＝0.40 m，r2＝0.60 m，质量分布均匀的实心球质量分别为m1＝4.0 kg，m2＝1.0 kg，两球间距离为r0＝1.0 m，则两球间相互引力的大小为（　　）

A．6.67×10－11N B．大于6.67×10－11 N

C．小于6.67×10－11 N D．不能确定

14．火箭发射后飞离地球的过程中，地球对它的万有引力大小（　　）

A．一直减小 B．一直增大

C．先增大后减小 D．先减小后增大

15．关于物理学家及其发现说法正确的是（　　）

A．牛顿通过观察天象以及深入研究第谷的数据提出了行星运动的三大定律

B．开普勒发现了万有引力定律

C．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，得出忽略空气阻力时，重物与轻物下落得同样快

D．第一次精确测量出万有引力常量的物理学家是开普勒

二、填空题（共14）

16．万有引力定义式F=___________引力常数G=___________ 单位___________

17．万有引力定律是由_________发现的，而引力常量是由___________根据__________装置实验测定的。

18．两质点质量分别为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。

19．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

三、综合题（共4题）

20．一颗质量为m的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星到地心的距离为r，已知引力常量G和地球质量M，求：地球对卫星的万有引力的大小？

21．设地球的质量为M，人造卫星的质量为m，人造卫星距地心的距离为r,已知万有引力常量为G,则地球对人造卫星的万有引力是多大？

22．海面上有两艘正在行驶的轮船，质量都是1.0×104t，相距10km。它们之间的万有引力有多大?请将这个力与其中一艘轮船所受的重力进行比较，看看是重力的多少倍。

23．一个质量均匀分布的球体，半径为2r，在其内部挖去一个半径为r的球形空穴，其表面与球面相切，如图所示。已知挖去小球的质量为m，在球心和空穴中心连线上，距球心d＝6r处有一质量为m2的质点，求：

(1)被挖去的小球挖去前对m2的万有引力为多大？

(2)剩余部分对m2的万有引力为多大？

参考答案：

1．C

2．B

3．D

4．D

5．B

6．D

7．A

8．A

9．D

10．D

11．D

12．A

13．A

14．A

15．C

16．     G     6.67×10-11     N·m2/kg2

17．     牛顿     卡文迪许     扭秤

18．     4     1

19．          BC

20．GMm/r2

21．

22．

两艘万吨巨轮之间的万有引力的大小为：

重力的大小：

G=mg=1.0×107×9.8=9.8×107N

这个力与轮船所受重力之比：

是重力的倍。

23．(1)G；(2)G