3.2万有引力定律 同步作业（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第二册
3.2万有引力定律 同步作业（解析版）
1．关于万有引力定律，下列说法正确的是（　　）
A．万有引力定律是卡文迪许提出的
B．万有引力定律是第谷提出的
C．万有引力定律是开普勒提出的
D．万有引力定律是牛顿提出的
2．以下是物理学中的三个实验装置或仪器，由图可知这三个实验或仪器共同的物理思想方法是（　　）
A．极限的思想方法 B．猜想的思想方法
C．等效的思想方法 D．放大的思想方法
3．下列关于万有引力定律的说法，正确的是（　　）
A．万有引力定律是卡文迪许发现的
B．万有引力定律适用于自然界中的任何两个物体之间
C．万有引力定律公式F=中的G是一个比例常数，是没有单位的
D．万有引力定律公式表明当r等于零时，万有引力为无穷大
4．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
5．在人类对物质运动规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就。下列有关科学家及他们的贡献描述中，正确的是（　　）
A．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳做匀速圆周运动
B．卡文迪许进行了“月﹣地检验”实验，并测出了万有引力常量
C．牛顿发现太阳与行星之间的作用力规律，并将其推广到自然界中任何两个物体之间
D．在研究人造地球卫星的“高速”运动时，牛顿运动定律并不适用
6．下列叙述正确的是（）
A．牛顿通过实验测出万有引力常量
B．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”
C．利用现代科技手段，牛顿运动定律可以用实验证明
D．探究加速度与力和质量关系的实验体现了“等效替代”的物理思想
7．在物理学史中，利用“扭秤实验”测出万有引力常量，并且被称为“称量地球质量”的物理学家是（　　）
A．第谷 B．开普勒 C．牛顿 D．卡文迪什
8．下列说法正确的是（　　）
A．牛顿发现了万有引力定律并测得了引力常量
B．原子、分子的体积太小，因此它们之间不存在万有引力
C．根据表达式可知，当趋于零时，万有引力趋于无穷大
D．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
9．下列说法符合史实的是（　　）
A．牛顿发现了万有引力定律
B．伽利略发现了万有引力定律
C．卡文迪许发现了行星的运动规律
D．开普勒第一次在实验室里测出了万有引力常量
10．在半径为、质量为、质量分布均匀的铜球中挖去一个半径为的球形部分，留下的空穴与铜球表面相切。在铜球外有一个质量为、可视为质点的小球，它位于铜球、空穴球心连线的延长线上，到铜球球心的距离为。挖去后铜球剩余部分对小球吸引力的大小是（　　）
A． B． C． D．
11．甲、乙两质点间万有引力的大小为F，若保持它们的质量不变，将它们之间的距离减小为原来的二分之一，则它们之间的万有引力将变为（　　）
A．F B． C．8F D．4F
12．在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的2.7×107倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的3.9×102倍。则太阳对地球上某部分海水的引力是月球对地球上该部分海水的引力的多少倍（　　）
A．17.8倍 B．1.78×102倍 C．1.78×103倍 D．1.78×104倍
13．要使两个物体间的万有引力减小到原来的，可行的方法是(　 　)
A．把两个物体的质量都减为原来的一半
B．把两个物体的距离增加为原来的2倍
C．使一个物体的质量减为原来的一半，两个物体的距离增加为原来的2倍
D．使两个物体的质量和两个物体的距离都增加为原来的2倍
14．对于万有引力定律的表达式 ，下面说法中正确的是（　　）
A．公式中 G 为引力常量，它的值是6.67×10-11N·m2/kg2
B．当 r 趋近于零时，万有引力趋近无限增大
C． 与 受到的引力总是大小相等，方向相反，是一对作用力与反作用力
D． 与 受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
15．下面关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（ ）
A．行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力
B．太阳对行星引力不断改变行星的运动方向，使得行星绕太阳运行
C．太阳对行星的引力远大于行星对太阳的引力
D．行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与太阳和行星的距离成反比
16．两个挨得很近的人之间的万有引力可以用万有引力定律计算吗？设想将一个小球放到地球的中心，小球受到的万有引力是多少呢？
17．海边会发生潮汐现象，潮来时，水面升高；潮退时，水面降低。有人认为这是由于太阳对海水的引力变化以及月球对海水的引力变化所造成的。中午，太阳对海水的引力方向指向海平面上方；半夜，太阳对海水的引力方向指向海平面下方；拂晓和黄昏，太阳对海水的引力方向跟海平面平行。月球对海水的引力方向的变化也有类似情况。太阳、月球对某一区域海水引力的周期性变化，就引起了潮汐现象。
已知太阳质量为，太阳与地球的距离为，月球质量为，月球与地球的距离为，地球质量为，地球半径取。请你估算一下：对同一片海水来说，太阳对海水的引力、月球对海水的引力，分别是海水重力的几分之一？
参考答案
1．D
【详解】
万有引力定律是牛顿提出的，卡文迪许测出了引力常量G的大小，从而使万有引力有了实际应用，D正确，ABC错误。
故选D。
2．D
【详解】
桌面的受力微小形变借助于光的反射来放大，玻璃瓶的受力微小形变借助于液体体积变化而放大；引力大小仍是借助于光的反射来放大。
故选D。
3．B
【详解】
A．万有引力定律是牛顿发现的，而引力常量G是卡文迪许测得的，故A错误；
B．万有引力具有普适性，适用于自然界任何物体间的作用，故B正确；
C．万有引力常量G是常数，但是有单位，其单位是：，故C错误；
D．r等于零时物体不能看做质点，万有引力定律仍然适用，但是r不再是物体间的距离，而要以微积分的方式来计算物体间的万有引力，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】
A．根据开普勒第二定律可知，行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行速率越小，选项A错误；
B．两物体间的距离趋近于零时，万有引力定律不再适用，选项B错误；
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，选项C正确；
D．任何两个物体之间，包括大到天体之间，小到微观粒子之间都存在万有引力，选项D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星运动定律，指出了行星绕太阳在椭圆轨道上运动，A错误；
B．牛顿进行了“月﹣地检验”实验，卡文迪许测出了万有引力常量，B错误；
C．牛顿发现太阳与行星之间的作用力规律，并将其推广到自然界中任何两个物体之间，C正确；
D．所说的高速指的是接近光速，在研究人造地球卫星的运动时，牛顿运动定律仍然适用，D错误。
故选C。
6．B
【详解】
A．卡文迪许通过扭秤实验测出万有引力常量，A错误；
B．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”，B正确；
C．牛顿第一定律不可以用实验证明，C错误；
D．探究加速度与力和质量关系的实验体现了“控制变量”的物理思想，D错误。
故选B。
7．D
【详解】
AB．开普勒在第谷工作的基础上，提出了行星绕太阳运动的三大定律，故AB错误；
C．牛顿提出了万有引力定律，由于没有测出引力常量，所以没有用该定律计算出了地球的质量，故C错误；
D．英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的大小，并测量出地球的质量，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测得了引力常量，选项A错误；
B．万有引力定律适用于所有的物体之间，选项B错误；
C．万有引力定律公式适用于质点间的万有引力,当距离r趋于零时，公式不再适用，选项C错误；
D．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，选项D正确。
故选D。
9．A
【详解】
A B．牛顿发现了万有引力定律，选项A正确，B错误；
C．开普勒发现了行星的运动规律，选项C错误；
D．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，选项D错误。
故选A。
10．D
【详解】
根据
内部挖去一个半径为的球形空穴，则挖去质量为M′
在没有挖去前，大球对m的万有引力为
挖去部分对m的万有引力
则剩余部分对质点的引力大小
11．D
【详解】
设甲、乙两个质点相距r，质量分别为M、m，它们之间的万有引力
若保持它们各自的质量不变，将它们之间的距离减小为原来的二分之一，则甲、乙两个质点间的万引力
故选D。
12．B
【详解】
设太阳的质量为M，月球质量为m，海水质量为，太阳到地球的距离为，月球到地球的距离为，由题意知
由万有引力公式，太阳对海水的引力
月球对海水的引力
则
故选B。
13．AB
【详解】
A．把两个物体的质量都减为原来的一半时，质量乘积变为原来的，根据万有引力定律
可知物体间的万有引力减小到原来的，故A正确；
B．把两个物体的距离增加为原来的2倍，根据万有引力定律
知物体间的万有引力减小到原来的，故B正确；
C．使一个物体的质量减为原来的一半，两个物体的距离增加为原来的2倍，根据万有引力定律
可知物体间的万有引力减小到原来的，故C错误；
D．使两个物体的质量和两个物体的距离都增加为原来的2倍，根据万有引力定律
可知物体间的万有引力不变，故D错误。
故选AB。
14．AC
【详解】
A．公式中 G 为引力常量，它的值是6.67×10-11N·m2/kg2，选项A正确；
B．当 r 趋近于零时，万有引力定律不再适用，选项B错误；
C．与受到的引力总是大小相等，方向相反，是一对作用力与反作用力，选项C正确；
D．与受到的引力总是大小相等、方向相反，因为作用在两个物体上，不是一对平衡力，选项D错误。
故选AC。
15．AB
【详解】
试题分析：行星对太阳的引力和太阳对行星的引力都是万有引力，性质相同．故A正确．太阳对行星引力不断改变行星的运动方向，使得行星绕太阳运行，选项B正确；由牛顿第三定律分析得到，太阳对行星的引力等于行星对太阳的引力．故C错误．根据万有引力定律分析可知：行星对太阳的引力与行星和太阳的质量的乘积成正比，与行星距太阳的距离平方成反比．故D错误．故选AB.
考点：万有引力定律
【名师点睛】万有引力是宇宙万物之间普遍存在的作用力．各个物体之间的引力性质相同．根据万有引力定律分析行星对太阳的引力．由牛顿第三定律分析太阳对行星的引力与行星对太阳的引力之间的关系．本题是基础题，难度不大．考查理解、识记万有引力及定律的能力．
16．两个挨得很近的人之间的万有引力不可以用万有引力定律计算；小球受到的万有引力是零
【详解】
两个挨得很近的人不能看作质点，不能根据万有引力定律求他们间的万有引力；将小球放在地球的中心，地球的各部分对小球的吸引力是对称的，小球受到的万有引力为零。
17．，
【详解】
在地球表面上，根据
解得
设海水的质量为m，太阳对海水的万有引力为
月球对海水的万有引力为
则太阳对海水的万有引力与海水重力之比为
月球对海水的万有引力与海水重力之比为