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 课时作业(Word版含答案)

3.2认识万有引力定律 课时作业（解析版）
一、选择题
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．在物理学史上，测出万有引力常量的科学家是（　　）
A．卡文迪许 B．伽利略 C．牛顿 D．开普勒
3．牛顿发现万有引力定律后，首次比较准确地测定引力常量的科学家是（　　）
A．卡文迪许 B．第谷 C．开普勒 D．牛顿
4．对于万有引力定律的表达式，下列说法中正确的是（　　）
A．公式中为引力常量，它是由牛顿通过实验测得的，而不是人为规定的
B．两个物体之间的万有引力，当它们的距离趋近于零时，万有引力趋于无穷大
C．对的引力与对的引力总是大小相等，这与、是否相等无关
D．与受到的引力是一对平衡力
5．物理学是以观察、实验为基础的自然学科，下列说法中正确的是（　　）
A．牛顿第一定律是牛顿多次通过实验总结出来的一条实验定律
B．在探究两个互成角度的力的合成规律时采用了等效替代法
C．第谷根据多年的观测总结揭示了行星的运动规律，为万有引力定律的发现奠定了基础
D．库仑通过著名的扭秤实验测出了万有引力常量的数值
6．如有两艘轮船，质量都是1.0×107 kg，相距10 km，已知引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，则它们之间的万有引力的大小为（　　）
A．6.67×10-5 N，相比于船自身的重力，该引力可忽略
B．6.67×10-5 N，相比于船自身的重力，该引力不能忽略
C．6.67×106 N，相比于船自身的重力，该引力可忽略
D．6.67×106 N，相比于船自身的重力，该引力不能忽略
7．物理学引领着人类对大自然奥秘的探索，深化着人类对大自然的认识，是技术进步的重要基础。下列说法正确的是（　　）
A．牛顿发现了著名的万有引力定律，设计了扭秤实验装置，测出了引力常量
B．亚里土多德认为一个物体运动是需要力来维持的
C．爱因斯坦利用理想斜面实验，从结果出发，应用科学推理的方法，得出了“物体的运动不需要力来维持”的结论
D．哥白尼经过对天体运行的观测与推算，提出了“地心说”
8．下列说法中不正确的是（　　）
A．在国际单位制中引力常量G的单位是
B．第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动规律
C．开普勒发现了行星运动规律，牛顿发现了万有引力定律
D．万有引力定律的推导过程，用到了开普勒第三定律
9．下列关于万有引力定律的说法中正确的是（ ）
A．公式中的G是一个比例系数，它没有单位
B．公式中的G是引力恒量，这是由实验得出的而不是人为规定的
C．当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大
D．两个物体间的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
10．英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，第一次准确地得出了（　　）
A．地球表面的重力加速度g B．引力常量G的数值
C．弹簧的劲度系数k D．地球半径R
11．关于物理学史，下列说法正确的是（　　）
A．亚里士多德发现了惯性定律
B．开普勒发现了行星运动规律
C．伽利略发现了万有引力定律
D．牛顿测出了引力常量
12．某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F。若此物体受到的万有引力减小到，则此物体距地面的高度应为（R为地球的半径）（　　）
A．R B．2R C．3R D．8R
13．卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G.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．减小石英丝的直径
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
14．要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法可以采用的是（　　）
A．使两物体的质量各减小一半，距离不变
B．使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变
C．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变
D．使两物体间的距离和质量都减为原来的
二、解答题
15．粗略计算两个质量都是50kg，相距0.5m的两个同学之间的万有引力，由此你能得出什么结论。
16．宇宙飞船由地球飞向月球是沿着它们的连线飞行的，途中经某一位置时飞船受地球和月球引力的合力为零，已知地球和月球两球心间的距离为L，地球质量是月球质量的K倍。试计算飞船受地球引力和月球引力的合力为零的位置距地球中心的距离。
参考答案
1．D
【详解】
发现万有引力定律的科学家是牛顿，他提出了万有引力定律。首次比较精确地测出引力常量的科学家是卡文迪许，牛顿得到万有引力定律之后，并没有测得引力常量，引力常量是由卡文迪许用扭秤实验测得的。故D正确。
故选D。
2．A
【详解】
测出万有引力常量的科学家是卡文迪许，A正确。
故选A。
3．A
【详解】
1789年卡文迪许利用他所发明的扭秤比较准确地测定引力常量，故选A。
4．C
【详解】
对于万有引力定律的表达式，下列说法中正确的是（　　）
A．公式中为引力常量，它是由卡文迪许通过实验测得的，故A错误；
B．两个物体之间的万有引力，当它们的距离趋近于零时，公式不再适用，故B错误；
C．对的引力与对的引力是作用力与反作用力，总是大小相等，这与、是否相等无关，C正确；
D．与受到的引力是作用力与反作用力，不是平衡力，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】
A．牛顿第一定律是理想化情况下的规律，是逻辑思维的产物，不能通过实验直接验证，故A错误；
B．实验过程应控制拉力的作用效果相同，实验采用了等效替代法，故B正确；
C．开普勒根据第谷留下的实验数据总结得出了开普勒三定律，揭示了行星的运动规律，牛顿运用开普勒三定律和牛顿运动定律研究发现了万有引力定律，故C错误；
D．卡文迪什第一次在实验室里用扭称测出万有引力常量，被称为“第一个测量出地球质量的人”，故D错误。
故选B。
6．A
【详解】
根据万有引力定律
相比自身重力
该引力完全可以忽略，A正确，BCD错误。
故选A。
7．B
【详解】
A．牛顿发现了著名的万有引力定律，卡文迪许设计了扭秤实验装置，测出了引力常量，A错误；
B．亚里士多德认为一个物体运动是需要力来维持的，B正确；
C．伽利略利用理想斜面实验，从结果出发，应用科学推理的方法得出了“物体的运动不需要力来维持”的结论，C错误；
D．哥白尼经过对天体运行的观测与推算，提出了“日心说”，D错误。
故选B。
8．B
【详解】
A．在国际单位制中引力常量G的单位是，选项A正确，不符合题意；
B．开普勒通过研究第谷对天体运动的长期观察数据，发现了行星运动规律，选项B错误，符合题意；
C．开普勒发现了行星运动规律，牛顿发现了万有引力定律，选项C正确，不符合题意；
D．万有引力定律的推导过程，用到了开普勒第三定律，选项D正确，不符合题意。
故选B。
9．B
【详解】
A．公式
中的G是一个比例系数，由公式知G的单位是，故A错误。
B．公式
中的G是引力恒量，G值首先是由卡文迪许测出的，而不是人为规定的，故B正确。
C．公式
适用于质点间引力的计算，当两物体间的距离r趋于零时，物体不能看成质点，该公式不再适用，所以得不出万有引力趋于无穷大的结论。故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。故D错误。
故选B。
10．B
【详解】
英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，第一次准确地得出了引力常量G的数值。
故选B。
11．B
【详解】
A．牛顿发现了惯性定律，即牛顿第一定律，故A错误；
B．开普勒发现了行星运动规律，故B正确；
C．牛顿发现了万有引力定律，故C错误
D．卡文迪许利用扭秤实验测出了万有引力常量，故D错误。
故选B。
12．A
【详解】
根据万有引力定律表达式得，其中r为物体到地球中心的距离；某物体在地球表面，受到地球的万有引力为F，此时；若此物体受到的引力减小为，根据得出此时物体到地球中心的距离，所以物体距离地面的高度应为R，
故选A。
13．CD
【详解】
A．当减小石英丝的直径时，会导致石英丝更容易转动，对测量石英丝极微小的扭转角却没有作用，故A错误；
B．当增大T型架横梁的长度时，会导致石英丝更容易转动，对测量石英丝极微小的扭转角却没有作用，故B错误；
CD．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”，利用平面镜对光线的反射，来体现微小形变的．当增大刻度尺与平面镜的距离时，转动的角度更明显，故CD正确。
故选CD。
14． ABC
【详解】
根据万有引力定律 。
A．使两物体的质量各减小一半，距离不变，万有引力变为原来的，故A正确；
B．使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变，万有引力变为原来的，故B正确；
C．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变，万有引力变为原来的，故C正确；
D．使两物体间的距离和质量都减为原来的，万有引力不变，故D错误。
故选ABC。
15．；由计算结果可知，除天体外，一般物体间的万有引力太小，感知不到，在受力分析时可以忽略不计。
【详解】
根据万有引力定律得
由计算结果可知，除天体外，一般物体间的万有引力太小，感知不到，在受力分析时可以忽略不计。
17．
【详解】
设合力为零的位置距地心为r ，则
F地＝，F月＝
依题意知F地＝F月，即