必修 第二册2 万有引力定律课时作业

3.2万有引力定律基础巩固2021—2022学年高中物理教科版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（　　）

A．牛顿、伽利略 B．开普勒、伽利略 C．开普勒、卡文迪许 D．牛顿、卡文迪许

2．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。下列关于科学家和他们的贡献的说法中符合史实的是（　　）

A．亚里士多德提出力是改变物体运动状态的原因 B．伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因

C．牛顿最早利用斜面实验研究了自由落体运动 D．牛顿利用扭秤实验验证了万有引力定律

3．在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）

A．开普勒根据自己多年的观测数据总结出了行星运动的规律

B．卡文迪什发现了万有引力定律

C．牛顿因为测定出了引力常量G的大小，因此被誉为第一个称量地球的人

D．在发现万有引力定律的过程中使用了“月-地检验”

4．关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是（　　）

A．牛顿发现了万有引力定律，并且测得引力常量的数值

B．第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律

C．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”

D．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

5．万有引力定律的发现是几代科学家长期探索、研究的结果．下列哪位科学家最终给出了在科学上具有划时代意义的万有引力定律的表达式（    ）

A．胡克 B．开普勒 C．牛顿 D．伽利略

6．下列说法正确的是（　　）

A．开普勒将第谷的几千个观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律

B．哥白尼提出了地心说

C．牛顿通过实验测出了万有引力常量

D．牛顿最早指出了力不是维持物体运动状态的原因

7．下列说法中正确的是（　　）

A．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力

B．根据表达式可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大

C．牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量G

D．开普勒第三定律得出的表达式，其中k是一个与中心天体无关的常量

8．关于天体运动的规律和万有引力的发现历程中，下列说法正确的是（　　）

A．行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行速率越大

B．两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大

C．卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值

D．只有天体之间才存在万有引力

9．关于万有引力定律的适用范围，下列说法中正确的有 （    ）

A．只适用于天体，不适用于地面的物体

B．只适用于球形物体，不适用于其他形状的物体

C．只适用于质点，不适用于实际物体

D．适用于自然界中任何两个物体之间

10．对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万有引力的表达式F=Gm1m2/r 2，下列说法正确的是（　　）

A．m1和m2所受引力总是大小相等的

B．当两物体间的距离r趋近于零时，万有引力无穷大

C．当有第三个物体m3放入m1、m2之间时，m1与m2间的万有引力将增大

D．所受的引力性质可能相同，也可能不同

11．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步．下列表述正确的是（    ）

A．伽利略发现地月间的引力满足距离平方反比规律

B．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量

C．用比值法来描述加速度这个物理量，其表达式a=F/m

D．将物体视为质点，采用了等效替代法

12．在物理学史上，首次提出万有引力定律的科学家是

A．阿基米德 B．伽利略 C．牛顿 D．爱因斯坦

13．两个半径为R相同的实心铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，若将它们变成两个半径都是2R的实心铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力大小是（　　）

A．32F B．4F C．8F D．16F

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

A．牛顿在伽利略等人工作的基础上深入研究，得到物体运动的三个基本定律一牛顿三定律

B．牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量的值

C．牛顿对第谷观测的行星数据进行多年研究，提出了行星运动定律

D．开普勒利用月球和太阳对海水的万有引力解释了潮汐现象

15．牛顿是一位伟大的科学家，也是经典力学的创始人．下列说法正确的是

A．牛顿利用“冲淡”重力的实验证明自由落体运动是匀变速直线运动

B．牛顿发现了万有引力定律，认为物体之间普遍存在引力

C．牛顿利用扭秤最先测出了引力常量

D．力的国际单位为牛顿，它是力学中的基本单位之一

二、填空题（共4题）

16．卡文迪什的_____实验测量了引力常量 G，该常量的单位是_____．

17．万有引力定律是科学家_______总结前人研究的基础上提出的，定律提出100多年后，英国科学家_______巧妙地设计出装置，第一次比较精确地测出引力常量的数值．

18．卡文迪许利用______实验测量了引力常量G。两物体间的万有引力大小相等，与两物体质量是否相等______。（选填“有关”或“无关”）

19．引力常量的测量

（1）英国科学家___________通过图所示的扭秤实验测得了引力常量G。

（2）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”的主要措施是（______）

A．增大石英丝的直径

B．减小T型架横梁的长度

C．利用平面镜对光线的反射

D．增大刻度尺与平面镜的距离

三、综合题（共4题）

20．我国的航天事业取得了巨大成就，发射了不同用途的人造地球卫星，它们在不同的轨道上绕地球运行．若一颗质量为m的卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星到地面的距离为h，已知引力常量G、地球质量M和地球半径R．

（1）求地球对卫星万有引力的大小F；

（2）根据开普勒第三定律可知，不同的卫星绕地球做匀速圆周运动时，它们的轨道半径r的立方和运动周期T的平方之比（）等于一个常量，求此常量的大小.

21．两个行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运动的轨道半径分别为r1和r2，求：

（1）它们与太阳间的引力之比

（2）它们的公转周期之比

22．已知均匀球体对其他物体的万有引力等效于将其全部质量集中于球心时对其他物体的万有引力.如图所示，有一半径为R的均匀球体，球心为，质量为，今自其内挖出一个半径为的小球，形成球形空腔的球心为，将小球移出至图示位置与大球相切，小球球心为，图中、、和两球切点四点共线.求此时小球和大球剩余部分之间的引力.（球体积公式：）

23．（1）太阳系中行星运行的轨道大都接近圆，试用万有引力定律推导：所有行星的轨道的半径的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，且只有中心天体的质量有关．

（2）木星是绕太阳公转的行星之一，而木星的周围又有卫星绕木星公转．如果要通过观测求得木星的质量需要测量哪些量？试推导：用这些量表示木星质量的表达式．

参考答案

1．D

2．B

3．D

4．D

5．C

6．A

7．A

8．C

9．D

10．A

11．B

12．C

13．D

14．A

15．B

16．扭秤    Nm2/kg2   

17．牛顿    卡文迪许   

18．扭秤    无关   

19．卡文迪许    CD   

20．（1）（2）

21．（1）（2）

22．

23．(1)证明略；(2) ，所以测量木星的卫星绕木星作圆周运动的轨道半径与周期