7.2万有引力定律 课时提升练—2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 7.2万有引力定律 课时提升练—2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 132.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-24 08:18:24 | ||
图片预览
文档简介
7.2万有引力定律 课时提升练（解析版）
一、选择题
1．利用扭秤装置第一次在实验室里比较准确地测出引力常量G的值的物理学家是（ ）
A．牛顿 B．法拉第 C．卡文迪许 D．库仑
2．两质点相距L时，它们之间的万有引力大小为F。当它们之间的距离变为3L时，它们之间的万有引力大小为（ ）
A．3F B．
C． D．9F
3．下列关于物理学史和物理学家所用物理学方法的叙述不正确的是（ ）
A．卡文迪许利用扭秤实验较精确地测出万有引力常量，采用了放大的思想
B．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
C．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
D．哥白尼的“日心说”有突破，但也有局限性
4．在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家作出了贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法错误的是（ ）
A．开普勒发现了行星运动的规律
B．卡文迪许通过实验测出了引力常量
C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立作出了贡献
5．下列叙述符合史实的是（ ）
A．开普勒对天体的运行做了多年的研究，最终提出了万有引力定律
B．第谷和开普勒通过大量的天文观测和数据分析完善了“地心说”
C．牛顿发现了行星的运动规律
D．通过实验比较准确地测出万有引力常量的科学家是卡文迪许
6．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
7．关于行星对太阳的引力，下列说法正确的是（ ）
A．行星对太阳的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力
B．行星对太阳的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比
C．太阳对行星的引力公式是由实验得出的
D．太阳对行星的引力公式是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的
8．太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，这个向心力的大小（ ）
A．与行星距太阳间的距离成正比
B．与行星距太阳间的距离的平方成正比
C．与行星距太阳间的距离成反比
D．与行星距太阳间的距离的平方成反比
9．在物理学的发展过程中，科学家们应用了许多研究方法，以下关于物理学史和物理方法叙述正确的是（ ）
A．牛顿提出万有引力定律并利用扭秤实验装测量出万有引力常量
B．第谷用了20年时间观测记录行星的运动，发现了行星运动的三大定律
C．开普勒在天文观测数据的基础上总结出了行星运动规律
D．开普勒最先抛弃“地心说”，提出“日心说”
10．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
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．甲、乙两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其质量m甲=2.5m乙，轨道半径r甲=0.5r乙，则甲、乙两颗卫星所受万有引力的大小之比为（ ）
A．5：1 B．2.5：1
C．8：1 D．10：1
13．如图所示，赤道上空的卫星A距地面高度为R，质量为m的物体B静止在地球表面的赤道上，卫星A绕行方向与地球自转方向相同。已知地球半径也为R，地球自转角速度为，地球的质量为M，引力常量为G。若某时刻卫星A恰在物体B的正上方，下列说法正确的是（ ）
A．物体B受到地球的引力为
B．卫星A的线速度为
C．卫星A再次到达物体B上方的时间为
D．卫星A与物体B的向心加速度之比为
14．关于万有引力和万有引力定律理解正确的有（ ）
A．不能看做质点的两物体之间不存在相互作用的引力
B．可看做质点的两物体间的引力可用F＝G计算
C．由F＝G知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大，紧靠在一起时，万有引力无穷大
D．引力常量的大小首先是由卡文迪许测出来的，约等于6.67×10－11N·m2/kg2
15．电影《流浪地球》深受观众喜爱，地球最后找到了新家园。这是一颗质量为太阳2倍的恒星，假设地球绕该恒星作匀速圆周运动，地球到这颗恒星中心的距离是地球到太阳中心的距离的2倍。则现在地球绕新的恒星与原来绕太阳运动相比，下列说法正确的是（ ）
A．线速度大小不变
B．万有引力是原来的
C．向心加速度是原来的2倍
D．周期是原来的2倍
二、解答题
16．设地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G．将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体，不考虑空气的影响．若把一质量为m的物体放在地球表面的不同位置，由于地球自转，它对地面的压力会有所不同．
（1）若把物体放在北极的地表，求该物体对地表压力的大小F1；
（2）若把物体放在赤道的地表，求该物体对地表压力的大小F2；
（3）假设要发射一颗卫星，要求卫星定位于第（2）问所述物体的上方，且与物体间距离始终不变，请说明该卫星的轨道特点并求出卫星距地面的高度h．
17．科学家发现太空中的射线一般都是从很远的星体放射出来的.当射线爆发时，在数秒钟内所产生的能量相当于太阳在过去100亿年所产生的能量总和的1000倍左右，大致相当于将太阳的全部质量转变为能量的总和.科学家利用超级计算机对射线的状态进行了模拟，经模拟发现射线爆发是起源于一个垂死的星球的“坍缩”过程，只有星球“坍缩”时，才可以发出这么巨大的能量.已知太阳光照射到地球上大约需要8分20秒的时间，由此来估算在宇宙中，一次射线爆发所放出的能量（引力常量，1年时间约为，，真空中光速）
参考答案
1．C
【详解】
牛顿发现了万有引力定律，百年之后的英国科学家卡文迪许利用扭秤装置，第一次测出了引力常量G。
故选C。
2．C
【详解】
根据万有引力定律可得
当它们之间的距离变为3L时
故选C。
3．B
【详解】
A．卡文迪许利用扭秤实验较精确地测出万有引力常量，采用了放大的思想，故A正确，不符合题意；
B．伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体的速度与下落时间成正比，并不是直接用实验进行了验证，故B错误，符合题意；
C．开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，故C正确，不符合题意；
D．哥白尼的“日心说”比地心说更简洁，更有优越性，但是其局限性也是明显的，那就是太阳也不是宇宙的中心，故D正确，不符合题意。
故选B。
4．C
【详解】
A．开普勒发现了行星运动的三大定律。故A正确；
B．牛顿发现了万有引力定律后，卡文迪许通过实验测出了引力常量，故B正确；
C．最早提出力不是维持物体运动的原因的人是伽利略，牛顿是根据伽利略斜面实验的思想，建立了牛顿第一定律，故C错误；
D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立作出了贡献，故D正确。
本题选择错误的，故选C。
5．D
【详解】
AC．开普勒对天体的运行做了多年的研究，最终提出了行星的三大规律，牛顿发现了万有引力定律，选项AC错误；
B．第谷和开普勒通过大量的天文观测和数据分析完善了“日心说”，选项B错误；
D．通过实验比较准确地测出万有引力常量的科学家是卡文迪许，选项D正确。
故选D。
6．A
【详解】
根据 可知，飞离地球的过程中，地球对它的万有引力大小一直减小。
故选A。
7．D
【详解】
A．行星做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的引力提供，故A错误；
B．太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离二次方成反比，故B错误；
CD．太阳对行星的引力公式不是由实验得到的，是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的，故C错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
根据万有引力定律，太阳与行星间的引力为
故与行星距太阳间的距离的平方成反比，ABC错误，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
A．牛顿提出万有引力定律，拉文迪许利用扭秤实验装测量出万有引力常量，故A错误；
B．开普勒用了20年时间观测记录行星的运动，发现了行星运动的三大定律，故B错误；
C．开普勒在天文观测数据的基础上总结出了行星运动规律，故C正确；
D．哥白尼最先抛弃“地心说”，提出“日心说”，故D错误。
故选C。
10．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。
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．D
【详解】
设地球的质量为M，根据万有引力定律，卫星受到的万有引力为
由于其质量m甲=2.5m乙，轨道半径r甲=0.5r乙，则甲、乙两颗卫星所受万有引力的大小之比为10：1，故D正确。
故选D。
13．BD
【详解】
A．物体B受到地球的引力应为万有引力
不等于向心力，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力可得
因此卫星A的线速度
故B正确；
C．依题得，卫星A的角速度为
此时A和B恰好相距最近，当他们下次相距最近时间满足
因此联立解得
故C错误；
D．依题得，卫星A的向心加速度为
物体B的向心加速度
因此向心加速度之比为
故D正确。
故选BD。
14．BD
【详解】
AB．只有可看做质点的两物体间的引力可用
F＝G
计算，但是不能看做质点的两个物体之间依然有万有引力，只是不能用此公式计算，选项A错误，B正确；
C．万有引力随物体间距离的减小而增大，但是当距离比较近时，计算公式就不再适用，所以说万有引力无穷大是错误的，选项C错误；
D．引力常量的大小首先是由卡文迪许通过扭秤装置测出来的，约等于6．67×10－11N·m2/kg2，选项D正确。
故选BD。
15．AD
【详解】
A．根据万有引力充当向心力
解得线速度
由题知，新恒星的质量M是太阳的2倍，地球到这颗恒星中心的距离r是地球到太阳中心的距离的2倍，则地球绕新恒星的线速度不变，故A正确；
B．根据万有引力
可知，万有引力变为原来的，故B错误；
C．由向心加速度a=可知，线速度v不变，半径r变为原来的2倍，则向心加速度变为原来的，故C错误；
D．由周期
T=
可知，线速度v不变，半径r变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍，故D正确。
故选AD。
16．（1） （2）（3）
【详解】
(1) 物体放在北极的地表，根据万有引力等于重力可得：
物体相对地心是静止的则有：，因此有：
(2)放在赤道表面的物体相对地心做圆周运动，根据牛顿第二定律：
解得：
(3)为满足题目要求，该卫星的轨道平面必须在赤道平面内，且做圆周运动的周期等于地球自转周期
以卫星为研究对象，根据牛顿第二定律：
解得卫星距地面的高度为：
17．
【详解】
地球绕太阳做匀速圆周运动，半径
万有引力提供向心力，有
太阳的质量为
一次射线爆发所发出的能量
一、选择题
1．利用扭秤装置第一次在实验室里比较准确地测出引力常量G的值的物理学家是（ ）
A．牛顿 B．法拉第 C．卡文迪许 D．库仑
2．两质点相距L时，它们之间的万有引力大小为F。当它们之间的距离变为3L时，它们之间的万有引力大小为（ ）
A．3F B．
C． D．9F
3．下列关于物理学史和物理学家所用物理学方法的叙述不正确的是（ ）
A．卡文迪许利用扭秤实验较精确地测出万有引力常量，采用了放大的思想
B．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
C．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
D．哥白尼的“日心说”有突破，但也有局限性
4．在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家作出了贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法错误的是（ ）
A．开普勒发现了行星运动的规律
B．卡文迪许通过实验测出了引力常量
C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立作出了贡献
5．下列叙述符合史实的是（ ）
A．开普勒对天体的运行做了多年的研究，最终提出了万有引力定律
B．第谷和开普勒通过大量的天文观测和数据分析完善了“地心说”
C．牛顿发现了行星的运动规律
D．通过实验比较准确地测出万有引力常量的科学家是卡文迪许
6．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
7．关于行星对太阳的引力，下列说法正确的是（ ）
A．行星对太阳的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力
B．行星对太阳的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比
C．太阳对行星的引力公式是由实验得出的
D．太阳对行星的引力公式是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的
8．太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，这个向心力的大小（ ）
A．与行星距太阳间的距离成正比
B．与行星距太阳间的距离的平方成正比
C．与行星距太阳间的距离成反比
D．与行星距太阳间的距离的平方成反比
9．在物理学的发展过程中，科学家们应用了许多研究方法，以下关于物理学史和物理方法叙述正确的是（ ）
A．牛顿提出万有引力定律并利用扭秤实验装测量出万有引力常量
B．第谷用了20年时间观测记录行星的运动，发现了行星运动的三大定律
C．开普勒在天文观测数据的基础上总结出了行星运动规律
D．开普勒最先抛弃“地心说”，提出“日心说”
10．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
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．甲、乙两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其质量m甲=2.5m乙，轨道半径r甲=0.5r乙，则甲、乙两颗卫星所受万有引力的大小之比为（ ）
A．5：1 B．2.5：1
C．8：1 D．10：1
13．如图所示，赤道上空的卫星A距地面高度为R，质量为m的物体B静止在地球表面的赤道上，卫星A绕行方向与地球自转方向相同。已知地球半径也为R，地球自转角速度为，地球的质量为M，引力常量为G。若某时刻卫星A恰在物体B的正上方，下列说法正确的是（ ）
A．物体B受到地球的引力为
B．卫星A的线速度为
C．卫星A再次到达物体B上方的时间为
D．卫星A与物体B的向心加速度之比为
14．关于万有引力和万有引力定律理解正确的有（ ）
A．不能看做质点的两物体之间不存在相互作用的引力
B．可看做质点的两物体间的引力可用F＝G计算
C．由F＝G知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大，紧靠在一起时，万有引力无穷大
D．引力常量的大小首先是由卡文迪许测出来的，约等于6.67×10－11N·m2/kg2
15．电影《流浪地球》深受观众喜爱，地球最后找到了新家园。这是一颗质量为太阳2倍的恒星，假设地球绕该恒星作匀速圆周运动，地球到这颗恒星中心的距离是地球到太阳中心的距离的2倍。则现在地球绕新的恒星与原来绕太阳运动相比，下列说法正确的是（ ）
A．线速度大小不变
B．万有引力是原来的
C．向心加速度是原来的2倍
D．周期是原来的2倍
二、解答题
16．设地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G．将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体，不考虑空气的影响．若把一质量为m的物体放在地球表面的不同位置，由于地球自转，它对地面的压力会有所不同．
（1）若把物体放在北极的地表，求该物体对地表压力的大小F1；
（2）若把物体放在赤道的地表，求该物体对地表压力的大小F2；
（3）假设要发射一颗卫星，要求卫星定位于第（2）问所述物体的上方，且与物体间距离始终不变，请说明该卫星的轨道特点并求出卫星距地面的高度h．
17．科学家发现太空中的射线一般都是从很远的星体放射出来的.当射线爆发时，在数秒钟内所产生的能量相当于太阳在过去100亿年所产生的能量总和的1000倍左右，大致相当于将太阳的全部质量转变为能量的总和.科学家利用超级计算机对射线的状态进行了模拟，经模拟发现射线爆发是起源于一个垂死的星球的“坍缩”过程，只有星球“坍缩”时，才可以发出这么巨大的能量.已知太阳光照射到地球上大约需要8分20秒的时间，由此来估算在宇宙中，一次射线爆发所放出的能量（引力常量，1年时间约为，，真空中光速）
参考答案
1．C
【详解】
牛顿发现了万有引力定律，百年之后的英国科学家卡文迪许利用扭秤装置，第一次测出了引力常量G。
故选C。
2．C
【详解】
根据万有引力定律可得
当它们之间的距离变为3L时
故选C。
3．B
【详解】
A．卡文迪许利用扭秤实验较精确地测出万有引力常量，采用了放大的思想，故A正确，不符合题意；
B．伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体的速度与下落时间成正比，并不是直接用实验进行了验证，故B错误，符合题意；
C．开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，故C正确，不符合题意；
D．哥白尼的“日心说”比地心说更简洁，更有优越性，但是其局限性也是明显的，那就是太阳也不是宇宙的中心，故D正确，不符合题意。
故选B。
4．C
【详解】
A．开普勒发现了行星运动的三大定律。故A正确；
B．牛顿发现了万有引力定律后，卡文迪许通过实验测出了引力常量，故B正确；
C．最早提出力不是维持物体运动的原因的人是伽利略，牛顿是根据伽利略斜面实验的思想，建立了牛顿第一定律，故C错误；
D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立作出了贡献，故D正确。
本题选择错误的，故选C。
5．D
【详解】
AC．开普勒对天体的运行做了多年的研究，最终提出了行星的三大规律，牛顿发现了万有引力定律，选项AC错误；
B．第谷和开普勒通过大量的天文观测和数据分析完善了“日心说”，选项B错误；
D．通过实验比较准确地测出万有引力常量的科学家是卡文迪许，选项D正确。
故选D。
6．A
【详解】
根据 可知，飞离地球的过程中，地球对它的万有引力大小一直减小。
故选A。
7．D
【详解】
A．行星做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的引力提供，故A错误；
B．太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离二次方成反比，故B错误；
CD．太阳对行星的引力公式不是由实验得到的，是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的，故C错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
根据万有引力定律，太阳与行星间的引力为
故与行星距太阳间的距离的平方成反比，ABC错误，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
A．牛顿提出万有引力定律，拉文迪许利用扭秤实验装测量出万有引力常量，故A错误；
B．开普勒用了20年时间观测记录行星的运动，发现了行星运动的三大定律，故B错误；
C．开普勒在天文观测数据的基础上总结出了行星运动规律，故C正确；
D．哥白尼最先抛弃“地心说”，提出“日心说”，故D错误。
故选C。
10．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。
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．D
【详解】
设地球的质量为M，根据万有引力定律，卫星受到的万有引力为
由于其质量m甲=2.5m乙，轨道半径r甲=0.5r乙，则甲、乙两颗卫星所受万有引力的大小之比为10：1，故D正确。
故选D。
13．BD
【详解】
A．物体B受到地球的引力应为万有引力
不等于向心力，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力可得
因此卫星A的线速度
故B正确；
C．依题得，卫星A的角速度为
此时A和B恰好相距最近，当他们下次相距最近时间满足
因此联立解得
故C错误；
D．依题得，卫星A的向心加速度为
物体B的向心加速度
因此向心加速度之比为
故D正确。
故选BD。
14．BD
【详解】
AB．只有可看做质点的两物体间的引力可用
F＝G
计算，但是不能看做质点的两个物体之间依然有万有引力，只是不能用此公式计算，选项A错误，B正确；
C．万有引力随物体间距离的减小而增大，但是当距离比较近时，计算公式就不再适用，所以说万有引力无穷大是错误的，选项C错误；
D．引力常量的大小首先是由卡文迪许通过扭秤装置测出来的，约等于6．67×10－11N·m2/kg2，选项D正确。
故选BD。
15．AD
【详解】
A．根据万有引力充当向心力
解得线速度
由题知，新恒星的质量M是太阳的2倍，地球到这颗恒星中心的距离r是地球到太阳中心的距离的2倍，则地球绕新恒星的线速度不变，故A正确；
B．根据万有引力
可知，万有引力变为原来的，故B错误；
C．由向心加速度a=可知，线速度v不变，半径r变为原来的2倍，则向心加速度变为原来的，故C错误；
D．由周期
T=
可知，线速度v不变，半径r变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍，故D正确。
故选AD。
16．（1） （2）（3）
【详解】
(1) 物体放在北极的地表，根据万有引力等于重力可得：
物体相对地心是静止的则有：，因此有：
(2)放在赤道表面的物体相对地心做圆周运动，根据牛顿第二定律：
解得：
(3)为满足题目要求，该卫星的轨道平面必须在赤道平面内，且做圆周运动的周期等于地球自转周期
以卫星为研究对象，根据牛顿第二定律：
解得卫星距地面的高度为：
17．
【详解】
地球绕太阳做匀速圆周运动，半径
万有引力提供向心力，有
太阳的质量为
一次射线爆发所发出的能量