7.2万有引力定律 同步练习(Word版含答案)

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名称 7.2万有引力定律 同步练习(Word版含答案)
格式 docx
文件大小 119.7KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-30 17:11:52

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文档简介

人教2019物理必修二7.2万有引力定律 同步练习
一.选择题(共10小题)
1.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
2.下列说法正确的是(  )
A.开普勒研究了行星运动得出了开普勒三大定律,并发现了万有引力定律
B.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积
C.所有的行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
D.卡文迪许利用扭秤实验测出了万有引力常量G的大小
3.16世纪,哥白尼经过40多年的天文观测和潜心研究,提出“日心说”的如下四个基本论点。这四个论点中目前看存在缺陷的是(  )
A.与太阳相比,其他恒星离地球的距离远得多
B.宇宙的中心是太阳,其它行星都围绕太阳做匀速圆周运动
C.地球自西向东自转,使地球上的人感觉太阳每天东升西落
D.地球绕太阳运动,月球在绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运动
4.关于万有引力定律的发现及应用,下列说法中正确的是(  )
A.开普勒通过研究第谷的观测数据,发现了行星运行三大定律,使万有引力定律的发现成为可能
B.牛顿所做的“月地检验”目的是检验太阳行星引力规律同样适用于地月系统
C.牛顿发现万有引力定律,并运用其测出了地球的质量,因而被誉为“称量地球质量的人”
D.万有引力定律的发现具有极其伟大的意义,天王星的发现就是其运用的成果
5.由万有引力公式可知,引力常量G的单位是(  )
A.N m2/kg2 B.kg2/(N m2) C.N kg2/m2 D.m2/(N kg)2
6.英国物理学家卡文迪许根据放大原理利用扭秤测出了万有引力常量。下述观点正确的是(  )
A.万有引力常量G没有单位
B.卡文迪许用实验的方法证明了万有引力的存在
C.两个质量是1kg的质点相距1m时,万有引力的大小为6.67N
D.在土星和地球上万有引力常量G的数值是不同的
7.物理学领域中具有普适性的一些常量,对物理学的发展有很大作用,引力常量G就是其中之一。1798年,卡文迪许首次利用如图所示的装置,比较精确地测量出了引力常量。下列说法错误的是(  )
A.引力常量不易测量的一个重要原因就是地面上普通物体间的引力太微小
B.月球上的引力常量等于地球上的引力常量
C.这个实验装置巧妙地利用放大原理,提高了测量精度
D.引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比,与两物体间距离的平方成正比
8.图甲、乙、丙分别是力学中的三个实验装置的示意图,这三个实验共同的物理思想是(甲图中M、N为平面镜)(  )
A.放大的思想方法 B.控制变量的思想方法
C.比较的思想方法 D.猜想的思想方法
9.下列说法正确的是(  )
A.两个微观粒子之间也存在万有引力
B.月﹣地检验的结果证明了引力与重力式两种不同性质的力
C.牛顿发现了万有引力定律并测定了引力常量
D.由公式可知,当r→0时,引力F→∞
10.关于万有引力常量G,下列说法正确的是(  )
A.在不同星球上,G的数值不一样
B.在不同的单位制中,G的数值一样
C.在国际单位制中,G的数值等于两个质量各1g的物体,相距1m时的相互吸引力
D.在国际单位制中,G的单位是N m2/kg2
二.多选题(共4小题)
11.万有引力定律的发现实现了物理学史上的第一次大统一(“地上物理学”和“天上物理学”的统一).它表明天体运动和地面上物体的运动遵循相同的规律.牛顿在发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道运动假想成圆周运动;另外,还应用到了其它的规律和结论,其中有(  )
A.牛顿第一定律
B.牛顿第三定律
C.开普勒行星运动第三定律
D.卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常数
12.月﹣﹣地检验的结果说明(  )
A.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力
B.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一种类型的力
C.地面物体所受地球的引力只与物体的质量有关,即G=mg
D.月球所受地球的引力除与月球质量有关外,还与地球质量有关
13.关于引力常量G,以下说法正确的是(  )
A.在国际单位制中,G的单位是N m2/kg
B.在国际单位制中,G的数值等于两个质量各1kg的物体,相距1m时相互吸引力的大小
C.在不同星球上,G的数值不一样
D.在不同的单位制中,G的数值不一样
14.下列说法正确的是(  )
A.万有引力定律揭示了自然界中有质量的物体间普遍存在着的一种相互吸引力
B.牛顿在实验室里测出了引力常量G的数值
C.引力常量G的单位是N m2/kg2
D.两个质量为1kg的质点相距1m时的万有引力为6.67N
三.填空题(共3小题)
15.宇宙间的一切物体都是相互吸引的,两个物体间的引力大小,跟它们的   成正比,这就是万有引力定律.万有引力定律G=6.67×10﹣11   .第一个比较精确测定这个恒量的是英国物理学家   .
16.用卡文迪许扭秤做实验,小球球质量m1=0.01kg,大球质量m2=0.5kg,两球心间距为0.05m,两球的万有引力为   N.引力常量G=6.67×10﹣11 N m2/kg2.
17.某物理量X的表达式为X=,其中ω是角速度,V是体积,G是万有引力常量。万有引力常量G用基本单位可表示为    。据此可以判断X是    。(填写物理量名称)
四.解答题(共3小题)
18.一个质子由两个u夸克和一个d夸克组成.一个夸克的质量为7.0×10﹣30kg,求两个夸克相距1.0×10﹣16m时的万有引力.
19.卡文迪许把他自己的实验说成是“称地球的重量”(严格地说应是“测量地球的质量”).如果已知引力常量G、地球半径R和地球表面重力加速度g,计算地球的质量M和地球的平均密度各是多少?
20.开普勒1609年一1619年发表了著名的开普勒行星运行三定律,其中第三定律的内容是:所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等.万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一,它于1687年发表在牛顿的《自然哲学的数学原理》中.
(1)请根据开普勒行星运动定律和牛顿运动定律等推导万有引力定律(设行星绕太阳的运动可视为匀速圆周运动);
(2)牛顿通过“月﹣地检验”进一步说明了万有引力定律的正确性,请简述一下如何进行“月﹣地检验”?
人教2019物理必修二7.2万有引力定律
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.【解答】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;
C.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C错误;
BD.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B错误、D正确。
故选:D。
2.【解答】解:A.开普勒总结出行星运动的开普勒三大定律,牛顿发现了万有引力定律,故A错误;
B.根据开普勒第二定律可知,在相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积相同,故B错误;
C.根据开普勒第一定律可知,所有行星沿各自的椭圆轨道环绕太阳,而太阳则处在各自椭圆轨道的一个焦点,故C错误;
D.卡文迪许在实验室,利用扭秤实验测出了万有引力常量G的大小,故D正确。
故选:D。
3.【解答】解:A、与太阳相比,其他恒星离地球的距离远得多。该说法正确,故A正确,不符合题意;
B、宇宙的中心不是太阳,其它行星也不都围绕太阳做匀速圆周运动,此论点不对。故B错误,符合题意;
C、地球自西向东自转,使地球上的人感觉太阳每天东升西落。故C正确,不符合题意;
D、地球绕太阳运动,月球在绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运动,选项D正确,不符合题意。
选存在缺陷的,故选:B。
4.【解答】解:A、开普勒通过研究第谷的观测数据,发现了行星运行三大定律,使万有引力定律的发现成为可能。故A正确;
B、牛顿所做的月地检验目的是检验重力与地球对月球的引力是同种性质的力。故B错误;
C、牛顿发现万有引力定律,卡文迪许通过扭秤实验测出万有引力常量后,运用万有引力测出了地球的质量因而被誉为“称量地球质量的人”。故C错误;
D 万有引力定律的发现具有极其伟大的意义,海王星和冥王星的发现就是其运用的成果。故D错误。
故选:A。
5.【解答】解:由万有引力公式
可知
G=
引力常量G的单位是N m2/kg2
故A正确;BCD错误。
故选:A。
6.【解答】解:A、万有引力常量G=6.67×10﹣11Nm2/kg2,有单位,故A错误;
B、卡文迪许用实验的方法证明了万有引力的存在,并且测出了万有引力常量,故B正确;
C、根据万有引力定律可得: =N=6.67×10﹣11N,故C错误;
D、万有引力常量对所有物体都是一样的,故D错误。
故选:B。
7.【解答】解:A、地面上普通物体间的引力太微小,这个力无法测量,故无法通过万有引力公式直接计算G,故A正确;
BD、引力常量是一个常数,与所在的位置无关,即月球上的引力常量等于地球上的引力常量,故B正确,D错误;
C、地面上普通物体间的引力太微小,扭矩引起的形变很小,通过光的反射,反射光的移动明显,利用放大原理,提高了测量精度,故C正确。
本题选错误的,故选:D。
8.【解答】解:测万有引力常数时,使转动的位移放大。而观察桌面形变时,形变微小故运用放大来体现。及显示玻璃瓶受力形变时:通过细管来放大液面是否上升。故这三个实验均用放大思想方法。
故选:A。
9.【解答】解:A、万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用,具有普遍性,故A正确;
B、“月﹣地检验”表明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同种性质的力,故B错误;
C、牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许测定了引力常量,故C错误;
D、当两个物体间距为零时,两个物体不能简化为质点,不适用于万有引力定律,故D错误;
故选:A。
10.【解答】解:A、G的值是由卡文迪许通过扭秤实验测定的,在不同星球上,G的数值一样,故A错误;
B、在国际单位制中,G的单位是,在不同的单位制中,G的数值不一样,故B错误,D正确;
C、G的数值等于两个质量均为1kg可看作质点的物体相距1m时的相互引力,故C错误;
故选:D。
二.多选题(共4小题)
11.【解答】解:牛顿将行星的椭圆轨道运动假想成圆周运动,行星运动的向心力是太阳的万有引力提供的,根据牛顿第二定律得出与万有引力与行星运动太阳和行星的质量、周期和半径的关系,又根据开普勒行星运动第三定律得,联立得到,万有引力与行星太阳的质量、轨道半径的关系。根据牛顿第三定律,研究行星对太阳的引力与太阳的引力大小相等,得到万有引力与行星质量、轨道半径的关系,再联立得到万有引力定律。
故选:BC。
12.【解答】解:A、月﹣﹣地检验本质上就是探究天上的力和地上的力是否属于同一种力,遵循相同的规律。
月﹣﹣地检验的结果说明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力。故A正确,B错误;
C、月﹣﹣地检验的结果说明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力。即遵循力与距离的平方成反比的规律,故C错误;
D、依据万有引力定律,则月球所受地球的引力除与月球质量有关外,还与地球质量有关,故D正确;
故选:AD。
13.【解答】解:A、根据牛顿的万有引力定律 由m、M、R、F四个物理量的单位推导出G的单位,所以为N m2/kg2,故A错误;
B、由万有引力定律 可知,G=,当两个质量各1kg的物体,相距1m时相互吸引力的大小即为G的数值,故B正确;
C、在不同星球上,G的数值均是一样的,故C错误;
D、由万有引力定律 可知,G=,当用不同的单位制中时,G的数值不同。故D正确;
故选:BD。
14.【解答】解:A、自然界中任意两个物体都存在引力,万有引力定律揭示了自然界中有质量的物体间普遍存在着的一种相互吸引力。故A正确。
B、卡文迪许测出了引力常量。故B错误。
C、根据知,引力常量的单位为N m2/kg2.故C正确。
D、根据知,两质点间的引力F==6.67×10﹣11N.故D错误。
故选:AC。
三.填空题(共3小题)
15.【解答】解:根据万有引力定律的内容可知,两个物体间的引力大小,跟它们的质量的乘积成正比,国际单位制中质量m、距离r、力F的单位分别是:kg、m、N,
根据牛顿的万有引力定律,得到G=,则G的单位是N m2/kg2,第一个比较精确测定这个恒量的是英国物理学家卡文迪许.
故答案为:质量的乘积;N m2/kg2;卡文迪许.
16.【解答】解:根据牛顿的万有引力定律,
小球球质量m1=0.01kg,大球质量m2=0.5kg,两球心间距为0.05m时的万有引力F
代入数据,F=N
解得F=1.334×10﹣10N.
故答案为:1.334×10﹣10
17.【解答】解:表达式X=,中,角速度ω单位为s﹣1,V的单位m3,G的单位是N m2 kg﹣2,
根据牛顿第二定律F=ma可知,1N=1kg m s﹣2,
故X的单位为=kg,kg是质量的单位,可知即X表示的是质量。
故答案为:N m2 kg﹣2,质量。
四.解答题(共3小题)
18.【解答】解:由万有引力公式可得:
==3.27×10﹣37N
答:两个夸克间的万有引力为3.27×10﹣37N.
19.【解答】解:根据地在地球表面万有引力等于重力有:=mg
解得:M=
所以ρ==.
答:地球的质量M和地球的平均密度各是,.
20.【解答】解:(1)设行星的质量为m,太阳质量为M,行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为R,公转周期为T,太阳对行星的引力为F.
太阳对行星的引力提供行星运动的向心力F=m()2R=
根据开普勒第三定律=K
得T2=
故F=
根据牛顿第三定律,行星和太阳间的引力是相互的,太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,反过来,行星对太阳的引力大小与也与太阳的质量成正比.所以太阳对行星的引力
F∝
写成等式有 F=G (G为常量).
(2)如果重力与星体间的引力是同种性质的力,都与距离的二次方成反比关系,那么,由于月心到地心的距离是地球的半径的N倍,月球绕地球做近似圆周运动,其向心加速度就应该是地球表面重力加速度的倍,在牛顿的时代,重力加速度已经比较精确的测定,也能精确的测定月球与地球的距离,月球公转的周期,从而能够算出月球运动的向心加速度.根据计算结果验证是否符合上述的“平方反比”关系.
答:(1)推导如上所述;
(2)简述如上说明.第1页(共3页)