7.2万有引力定律 同步测评-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 同步测评-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 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-04 22:05:14 | ||
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文档简介
7.2万有引力定律 同步测评 2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重大贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学史和物理学方法的叙述中正确的是（ ）
A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人
B．开普勒发现所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上
C．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是控制变量法
D．伽利略认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止在某一个地方
2．下列说法正确的是（ ）
A．处于超重状态的物体其重力增加
B．物体做曲线运动时速度一定变化，加速度可能不变
C．国际单位制中，力学的基本单位分别是kg、m、N
D．牛顿利用扭秤实验装置测量出万有引力常量，并在此基础上提出了万有引力定律
3．引力常量的确定非常有意义，它使万有引力定律有了真正的实用价值。18世纪较为精确测定引力常量的物理学家是（ ）
A．牛顿 B．开普勒 C．卡文迪许 D．爱因斯坦
4．用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，2021年12月9日，翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员在“中国空间站”以天地互动的方式进行了8项太空授课项目，取得了非常好的效果。若将“中国空间站”绕地球的运动视为匀速圆周运动，已知“中国空间站”的质量为m，运动轨道半径为r。将地球视为质量分布均匀的球体，其质量为M，引力常量为G，则地球对“中国空间站”的万有引力大小为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，“天问一号”探测器在着陆火星前环绕火星做匀速圆周运动，其质量为m，运动轨道半径为r。将火星视为质量分布均匀的球体，其质量为M，引力常量为G。则火星对探测器的万有引力大小为（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，a、b、c是以O为圆心的三个圆上的点，物体A固定在O点，将另一物体B先后放置在a、b、c三处，A、B两物休均可视为质点。比较物体B在这三处受到A的万有引力大小。下列判断正确的是（ ）
A．a处最大 B．b处最大
C．c处最大 D．三处一样大
8．地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的轨道则是一个非常扁的椭圆，预测哈雷彗星下次飞近地球将在2061年左右。若哈雷彗星近日点与太阳中心的距离为r1、线速度大小为v1，远日点与太阳中心的距离为r2、线速度大小为v2，则哈雷彗星（ ）
A．线速度v1C．近日点与远日点的加速度大小之比为 D．远日点的加速度大小为
二、多选题
9．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ）
A．卡文迪许测出了万有引力常量
B．牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础
C．开普勒发现了万有引力定律
D．伽利略认为力是维持物体运动的原因
10．作为2020夏季奥运会的主办国，日本的“东京8分钟”惊艳亮相里约奥运闭幕式。地理位置上，东京与里约恰好在地球两端，片中，日本首相化身马里奥，通过打穿地球的管道，从东京一跃到达里约现场，带来了名为“东京秀”的表演环节。现代理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地球是一半径为R、质分布均匀的实心球体，O为球心。不考虑空气阻力，关于人在地球管道中的运动，下列说法正确的是（ ）
A．通过O点前后分别做匀加速和匀减速运动，不需要动力装置和刹车装置
B．通过O点前后分别做加速和减速运动，加速度先变小后变大
C．到达O点时的速度最大，加速度为零
D．在沿管道运动过程中不受引力作用，处于完全失重状态，所以需要动力装置和刹车装置
11．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
12．2020年7月23日，天问一号探测器在中国文昌航天发射场发射升空。2021年2月10日，制动系统工作约15分钟后，探测器成功进入近火点高度约400千米、周期约10个地球日的环绕火星的大椭圆轨道。后又经过一系列轨道调整后，于2021年5月15日成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。下列说法正确的是（ ）
A．火星一定位于“天问一号”大椭圆轨道的中心
B．“天问一号”在大椭圆轨道近火点的速率小于在远火点的速率
C．“天问一号”从远火点运动到近火点的过程中，火星对“天问一号”的万有引力逐渐增大
D．当“天问一号”环绕火星表面做匀速圆周运动时，周期一定小于10个地球日
13．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．使其中一个物体的质量减半，二者距离增一倍
B．使两物体间的距离和质量都减为原来的
C．使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变
D．使两物体间的距离增为原来的4倍，其中一个物体质量变为原来的2倍
14．场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有引力场。在处理有关问题时可以将它们进行类比，仿照电场强度的定义，在引力场中可以有一个类似的物理量来反映各点引力场的强弱。已知地球质量为M，半径为R，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G。如果一个质量为m的物体位于距离地面2R处的某点，则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是（ ）
A． B． C． D．
三、实验题
15．引力常量的测量
（1）英国科学家___________通过图所示的扭秤实验测得了引力常量G。
（2）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．增大石英丝的直径
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
16．卡文迪许设计扭秤实验测定了万有引力恒量,实验中通过万有引力使石英丝扭转的办法巧妙地测量了极小的万有引力。现有学生研究用某种材料做成的圆柱体在外力矩作用下发生扭转的规律,具体做法是：做成长为L、半径为R的圆柱体,使其下端面固定,在上端面施加一个扭转力矩M,使上端面半径转过一扭转角，现记录实验数据如下：
实验次数
1 1 5 5 5.1
2 2 5 5 10.0
3 2 10 5 19.9
4 2 10 10 5.0
5 3 10 5 30.2
6 3 15 5 44.9
7 4 20 15 8.9
（1）利用上表实验数据,可以采取__________________法,分别研究扭转角与，与，与R的关系,进而得出与的关系是___________________________
（2）用上述材料做成一个长为，半径为的圆柱体，在下端面固定,上端面受到的扭转力矩作用下，上端面将转过的角度是_____________________.
（3）若定义扭转系数则K与R、L的关系是_______________
（4）根据上述结果，为提高实验的灵敏度，卡文迪许在选取石英丝时,应选用长度_____________(选填“长”或“短”）一点、截面__________________一点（选填“粗”或“细”）的石英丝。
四、解答题
17．通过月—地检验结果表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。一切物体都存在这样的引力，为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？如图所示，假若你与同桌的质量均为60kg，相距0.5m。粗略计算你与同桌间的引力（已知G=6.67×10-11N·m2/kg2）。一粒芝麻的质量大约是0.004g，其重力约为4×10-5N。是你和你同桌之间引力的多少倍，这时在受力分析时需要分析两个人之间的引力吗？
18．有两艘轮船，质量分别为和，且相距，求它们之间的引力，将这个力与它们所受的重力相比较，看看相差多少倍。
19．已知地球的质量，太阳的质量，地球到太阳的平均距离，那么太阳对地球的引力有多大？
20．2016年9月15日，“天宫二号”空间实验室发射成功。10月19日“神舟十一号”飞船与在距地面高度为h的圆轨道上运行的“天宫二号”交会对接成功，如图所示．航天员景海鹏、陈冬进入“天宫二号”，驻留时长为t。已知地球质量为M，地球半径为R，“天宫二号”的质量为m，引力常量为G．求：
（1）“天宫二号”受到地球引力的大小。
（2）“天宫二号”绕地球运行的向心加速度的大小。
（3）“天宫二号”在航天员驻留时间t内通过的路程。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
2．B
3．C
4．C
5．B
6．D
7．C
8．B
9．AB
10．BC
11．AC
12．CD
13．ACD
14．AC
15．卡文迪许 CD
16．控制变量 长 细
17．1×10-6N；40；由万有引力公式得
F万=G=6.67×10-11×N≈9.6×10-7 N≈1×10-6N
芝麻的重力是你和你同桌之间引力的40倍，这时的引力很小，所以两个人靠近时，不会吸引到一起。故在进行受力分析时，一般不考虑两物体的万有引力，除非是物体与天体、天体与天体间的相互作用。
18．；；
19．
20．（1）；（2）；（3）
一、单选题
1．在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重大贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学史和物理学方法的叙述中正确的是（ ）
A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人
B．开普勒发现所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上
C．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是控制变量法
D．伽利略认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止在某一个地方
2．下列说法正确的是（ ）
A．处于超重状态的物体其重力增加
B．物体做曲线运动时速度一定变化，加速度可能不变
C．国际单位制中，力学的基本单位分别是kg、m、N
D．牛顿利用扭秤实验装置测量出万有引力常量，并在此基础上提出了万有引力定律
3．引力常量的确定非常有意义，它使万有引力定律有了真正的实用价值。18世纪较为精确测定引力常量的物理学家是（ ）
A．牛顿 B．开普勒 C．卡文迪许 D．爱因斯坦
4．用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，2021年12月9日，翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员在“中国空间站”以天地互动的方式进行了8项太空授课项目，取得了非常好的效果。若将“中国空间站”绕地球的运动视为匀速圆周运动，已知“中国空间站”的质量为m，运动轨道半径为r。将地球视为质量分布均匀的球体，其质量为M，引力常量为G，则地球对“中国空间站”的万有引力大小为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，“天问一号”探测器在着陆火星前环绕火星做匀速圆周运动，其质量为m，运动轨道半径为r。将火星视为质量分布均匀的球体，其质量为M，引力常量为G。则火星对探测器的万有引力大小为（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，a、b、c是以O为圆心的三个圆上的点，物体A固定在O点，将另一物体B先后放置在a、b、c三处，A、B两物休均可视为质点。比较物体B在这三处受到A的万有引力大小。下列判断正确的是（ ）
A．a处最大 B．b处最大
C．c处最大 D．三处一样大
8．地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的轨道则是一个非常扁的椭圆，预测哈雷彗星下次飞近地球将在2061年左右。若哈雷彗星近日点与太阳中心的距离为r1、线速度大小为v1，远日点与太阳中心的距离为r2、线速度大小为v2，则哈雷彗星（ ）
A．线速度v1
二、多选题
9．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ）
A．卡文迪许测出了万有引力常量
B．牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础
C．开普勒发现了万有引力定律
D．伽利略认为力是维持物体运动的原因
10．作为2020夏季奥运会的主办国，日本的“东京8分钟”惊艳亮相里约奥运闭幕式。地理位置上，东京与里约恰好在地球两端，片中，日本首相化身马里奥，通过打穿地球的管道，从东京一跃到达里约现场，带来了名为“东京秀”的表演环节。现代理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地球是一半径为R、质分布均匀的实心球体，O为球心。不考虑空气阻力，关于人在地球管道中的运动，下列说法正确的是（ ）
A．通过O点前后分别做匀加速和匀减速运动，不需要动力装置和刹车装置
B．通过O点前后分别做加速和减速运动，加速度先变小后变大
C．到达O点时的速度最大，加速度为零
D．在沿管道运动过程中不受引力作用，处于完全失重状态，所以需要动力装置和刹车装置
11．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
12．2020年7月23日，天问一号探测器在中国文昌航天发射场发射升空。2021年2月10日，制动系统工作约15分钟后，探测器成功进入近火点高度约400千米、周期约10个地球日的环绕火星的大椭圆轨道。后又经过一系列轨道调整后，于2021年5月15日成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。下列说法正确的是（ ）
A．火星一定位于“天问一号”大椭圆轨道的中心
B．“天问一号”在大椭圆轨道近火点的速率小于在远火点的速率
C．“天问一号”从远火点运动到近火点的过程中，火星对“天问一号”的万有引力逐渐增大
D．当“天问一号”环绕火星表面做匀速圆周运动时，周期一定小于10个地球日
13．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．使其中一个物体的质量减半，二者距离增一倍
B．使两物体间的距离和质量都减为原来的
C．使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变
D．使两物体间的距离增为原来的4倍，其中一个物体质量变为原来的2倍
14．场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有引力场。在处理有关问题时可以将它们进行类比，仿照电场强度的定义，在引力场中可以有一个类似的物理量来反映各点引力场的强弱。已知地球质量为M，半径为R，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G。如果一个质量为m的物体位于距离地面2R处的某点，则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是（ ）
A． B． C． D．
三、实验题
15．引力常量的测量
（1）英国科学家___________通过图所示的扭秤实验测得了引力常量G。
（2）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．增大石英丝的直径
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
16．卡文迪许设计扭秤实验测定了万有引力恒量,实验中通过万有引力使石英丝扭转的办法巧妙地测量了极小的万有引力。现有学生研究用某种材料做成的圆柱体在外力矩作用下发生扭转的规律,具体做法是：做成长为L、半径为R的圆柱体,使其下端面固定,在上端面施加一个扭转力矩M,使上端面半径转过一扭转角，现记录实验数据如下：
实验次数
1 1 5 5 5.1
2 2 5 5 10.0
3 2 10 5 19.9
4 2 10 10 5.0
5 3 10 5 30.2
6 3 15 5 44.9
7 4 20 15 8.9
（1）利用上表实验数据,可以采取__________________法,分别研究扭转角与，与，与R的关系,进而得出与的关系是___________________________
（2）用上述材料做成一个长为，半径为的圆柱体，在下端面固定,上端面受到的扭转力矩作用下，上端面将转过的角度是_____________________.
（3）若定义扭转系数则K与R、L的关系是_______________
（4）根据上述结果，为提高实验的灵敏度，卡文迪许在选取石英丝时,应选用长度_____________(选填“长”或“短”）一点、截面__________________一点（选填“粗”或“细”）的石英丝。
四、解答题
17．通过月—地检验结果表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。一切物体都存在这样的引力，为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？如图所示，假若你与同桌的质量均为60kg，相距0.5m。粗略计算你与同桌间的引力（已知G=6.67×10-11N·m2/kg2）。一粒芝麻的质量大约是0.004g，其重力约为4×10-5N。是你和你同桌之间引力的多少倍，这时在受力分析时需要分析两个人之间的引力吗？
18．有两艘轮船，质量分别为和，且相距，求它们之间的引力，将这个力与它们所受的重力相比较，看看相差多少倍。
19．已知地球的质量，太阳的质量，地球到太阳的平均距离，那么太阳对地球的引力有多大？
20．2016年9月15日，“天宫二号”空间实验室发射成功。10月19日“神舟十一号”飞船与在距地面高度为h的圆轨道上运行的“天宫二号”交会对接成功，如图所示．航天员景海鹏、陈冬进入“天宫二号”，驻留时长为t。已知地球质量为M，地球半径为R，“天宫二号”的质量为m，引力常量为G．求：
（1）“天宫二号”受到地球引力的大小。
（2）“天宫二号”绕地球运行的向心加速度的大小。
（3）“天宫二号”在航天员驻留时间t内通过的路程。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
2．B
3．C
4．C
5．B
6．D
7．C
8．B
9．AB
10．BC
11．AC
12．CD
13．ACD
14．AC
15．卡文迪许 CD
16．控制变量 长 细
17．1×10-6N；40；由万有引力公式得
F万=G=6.67×10-11×N≈9.6×10-7 N≈1×10-6N
芝麻的重力是你和你同桌之间引力的40倍，这时的引力很小，所以两个人靠近时，不会吸引到一起。故在进行受力分析时，一般不考虑两物体的万有引力，除非是物体与天体、天体与天体间的相互作用。
18．；；
19．
20．（1）；（2）；（3）