2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册3.2认识万有引力定律 课时检测 (Word版含答案)

3.2认识万有引力定律 课时检测（解析版）
一、选择题
1．两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F。若将两个用同种材料制成的半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则两大铁球之间的万有引力为（　　）
A．2F B．4F C．8F D．16F
2．一位果农挑着两筐质量均为的苹果。设两筐苹果质心间的距离为，则两筐苹果之间的万有引力（　　）
A． B． C． D．
3．测出万有引力常量G的科学家是（　　）
A．牛顿 B．开普勒 C．第谷 D．卡文迪许
4．关于开普勒行星运动定律和万有引力定律说法正确的是（　　）
A．地球和火星在相同的时间内，与太阳连线扫过的面积相等
B．若地球绕太阳运转的半长轴为，周期为，月亮绕地球运转的半长轴为，周期为，由开普勒第三定律可得
C．当两物体质量不相等时，他们之间的引力大小相等，因为是一对相互作用力
D．当两物体距离趋近于0时，他们之间的引力无穷大
5．在物理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．卡文迪许通过实验比较准确地测出了引力常量的数值
B．哥白尼通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律
C．开普勒发现了万有引力定律
D．牛顿提出了“日心说”
6．下列说法中正确的是（　　）
A．太阳系中八大行星的轨道有一个共同的焦点
B．太阳系中八大行星的轨道有的是圆形，有的是椭圆
C．所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同
D．牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值
7．2019年9月，中国北斗卫星导航系统正式向全球提供服务，在轨工作卫星共39颗。其中一颗卫星的质量为m，在离地面高度为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动。已知地球的质量为M。半径为R，引力常量为G，则地球对该卫星的万有引力大小为（　　）
A． B． C． D．
8．下列关于物理史实叙述正确的是（　　）
A．牛顿发现了万有引力定律并测出了万有引力常量
B．开普勒通过对大量行星绕太阳运动数据的分析得到了开普勒三大定律
C．伽利略通过理想斜面实验推理了物体自由落体运动的规律
D．亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因
9．下列有关物理学史的说法正确的是（　　）
A．哥白尼提出了日心说，并发现行星沿椭圆轨道运行的规律
B．伽利略在研究自由落体运动时采用了理想实验和逻辑推理的方法
C．牛顿用实验测出万有引力常量G，被称为能称出地球质量的人
D．第谷通过多年观测记录行星的运动，提出了行星运动的三大定律
10．牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践。在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是（　　）
A．伽利略研究了第谷的行星观测记录，提出了行星运动定律
B．卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律
C．哈雷在实验室中准确地得出了引力常量G的数值，使得万有引力定律有了现实意义
D．牛顿通过月地检验，验证了万有引力定律
11．从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。已知火星质量约为月球的9倍，半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球车的2倍。在着陆前，“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时，“祝融”与“玉兔”所受陆平台的作用力大小之比为（　　）
A．9∶1 B．9∶2 C．36∶1 D．72∶1
12．长征五号B遥二运载火箭搭载空间站“天和核心舱”，在海南文昌航天发射场发射升空若天和核心舱的质量为m、离地球表面的高度为h，地球质量为M、半径为R，G为引力常量，则地球对天和核心舱的万有引力大小为（　　）
A． B． C． D．
13．以下四个物理实验情景中，有渗透“放大”思想方法的是( )
A．显示桌面受力形变 B．显示玻璃瓶受力形变
C．测定引力常数 D．探究分力合力的关系
14．地球绕太阳的公转轨道是个椭圆，公转周期为T0，其近日点A到太阳的距离为a，远日点C到太阳的距离为b，半短轴的长度为c，B、D为半短轴与椭圆轨道的交点，如图所示。若太阳的质量为M，引力常量为G，地球绕太阳沿顺时针方向运动，忽略其他行星的影响，则下列说法中正确的是（　　）
A．根据开普勒第三定律知，其中k为常数
B．地球从D→A所用的时间一定小于
C．地球在B点的加速度方向指向O点
D．地球在D点的加速度大小为
15．下列关于物理学史的说法中正确的是（　　）
A．伽利略不仅确立了描述运动的基本概念，而且提出了将数学推理和实验相结合的研究方法
B．牛顿三大运动定律，奠定了力学的基础
C．开普勒经过几十年的长期观测，归纳总结出了开普勒三定律
D．卡文迪许通过实验，测量出万有引力常量，被称为“称量地球质量的人”
二、解答题
16．已知地球表面的重力加速度。万有引力常量
（1）若两个质量都为的均匀小球相距10m它们之间的引力多大？
（2）一质量2000kg的小车以10m/s的速度通过半径R为20m的拱形桥顶时对桥的压力多大
参考答案
1．D
【详解】
两个小铁球之间的万有引力为
F＝G＝G
实心小铁球的质量为
m＝ρV＝ρ·πr3
大铁球的半径是小铁球的2倍，则大铁球的质量m′与小铁球的质量m之比为
故两个大铁球间的万有引力为
F′＝G＝G＝16F
故选D。
2．D
【详解】
由万有引力定律，得两筐苹果之间的引力是
ABC错误，D正确。
故选D。
3．D
【详解】
卡文迪许用扭秤实验测出万有引力常量。
故选D。
4．C
【详解】
A．由开普勒第二定律可知，同一行星在相同时间内，与太阳连线扫过的面积相等，不同行星在相同时间内扫过的面积不相等，A错误；
B．开普勒第三定律
其中k是与中心天体质量有关的常数，地球绕太阳运动与月球绕地球运动的中心天体不同，故k不同，即
B错误；
C．两物体间的引力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，C正确；
D．当两物体距离趋近于0时，物体不能看成质点，万有引力表达式已不适用，D错误。
故选C。
5．A
【详解】
A．卡文迪许通过实验比较准确地测出了引力常量的数值，A正确；
B．开普勒发现了行星运动三定律，B错误；
C．牛顿发现了万有引力定律，C错误；
D．哥白尼提出了“日心说”，D错误。
故选A。
6．A
【详解】
A．根据开普勒第一定律可知太阳系中八大行星的轨道有一个共同的焦点，故A正确；
B．根据开普勒第一定律可知，太阳系中八大行星的轨道都是椭圆形的，故B错误；
C．根据开普勒第三定律可知，所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相同，故C错误；
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什测定了引力常量的数值，故D错误。
故选A。
7．B
【详解】
根据
其中
则
故选B。
8．B
【详解】
A．牛顿发现了万有引力定律，万有引力常量是由卡文迪许通过扭秤实验测出，故A错误；
B．开普勒通过对大量行星绕太阳运动数据的分析得到了开普勒三大定律，B正确；
CD．伽利略通过理想斜面实验证明了力是改变物体运动状态的原因，亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，故CD错误。
故选B。
9．B
【详解】
A．哥白尼提出了日心说，开普勒发现行星沿椭圆轨道运行的规律，选项A错误；
B．伽利略在研究自由落体运动时采用了理想实验和逻辑推理的方法，选项B正确；
C．卡文迪许用实验测出万有引力常量G，被称为能称出地球质量的人，选项C错误；
D．开普勒通过研究第谷的多年观测记录行星的运动的数据，提出了行星运动的三大定律，选项D错误。
故选B。
10．D
【详解】
A．开普勒通过对第谷的行星观测记录研究，总结出了开普勒行星运动规律，故A错误；
BC．卡文迪许通过实验准确地测得了引力常量G的数值，使得万有引力定律有了现实意义，故BC错误；
D．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，并通过月地检验，验证了万有引力定律，故D正确。
故选D。
11．B
【详解】
悬停时所受平台的作用力等于万有引力，根据
可得
故选B。
12．C
【详解】
由万有引力的公式可得地球对天和核心舱的万有引力大小为
故C正确，ABD错误。
故选C。
13．ABC
【解析】
A．观察桌面形变时，由于形变微小故通过光线反射，运用放大来体现，故A正确；
B．及显示玻璃瓶受力形变时，通过细管来放大液面是否上升，故B正确；
C．测万有引力常数时，使转动的位移放大，故C正确；
D．探究合力分力的关系时，采用的等效替代法，故D错误．故ABC正确，D错误．
故选ABC
14．BD
【详解】
A．根据开普勒第三定律知
其中k为常数，A错误；
B．由于太阳处在椭圆的一个焦点上（左），根据开普勒第二定律知D→A→B段的平均速率大于B→C→D段的平均速率，故地球从D→A→B所用的时间小于，从D→A所用的时间一定小于，B正确；
C．根据牛顿第二定律得地球在B点的加速度方向指向太阳，C错误；
D．根据几何关系可求D点到太阳的距离
地球所受万有引力大小为
可求得加速度大小
D正确。
故选BD。
15．ABD
【详解】
A．伽利略不仅确立了描述运动的基本概念，而且提出了将数学推理和实验相结合的研究方法，选项A正确；
B．牛顿三大运动定律，奠定了力学的基础，选项B正确；
C．第谷进行了长期观测，记录了大量数据，开普勒通过对数据研究总结得出了开普勒三定律，选项C错误；
D．卡文迪许通过实验，测量出万有引力常量，被称为“称量地球质量的人”，选项D正确。
故选ABD。
16．（1）6.67×10-11N；（2）9600N
【详解】
（1）由万有引力个公式
代入数据得
（2）设拱形桥顶对桥的支持力为，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律知小车对对桥的压力为。