3.2认识万有引力定律基础巩固（word 含答案）

3.2认识万有引力定律基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．2018年10月15日12时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭以“一箭双星”方式成功发射第三十九、四十颗北斗导航卫星。这两颗卫星都属于中圆轨道卫星，若已知这两颗中圆轨道卫星绕地球运动的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的倍，地球的质量是太阳质量的倍，则在相等的时间内这两颗中圆轨道卫星与地球的连线扫过的面积和地球与太阳的连线扫过的面积的比值是（　　）
A． B． C． D．
2．下列说法正确的是（　　）
A．开普勒在牛顿定律的基础上，通过大量计算导出了行星运动规律
B．亚当斯和勒维耶，利用万有引力定律，发现了未知天体海王星
C．卡文迪许进行了月地检验，并利用扭秤实验测出了引力常量
D．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因
3．已知两个质点相距为r时，它们之间的万有引力大小为F。若只将它们之间的距离变为2r，则它们之间的万有引力大小为（ ）
A．4F B．2F C．F D．F
4．2013年12月14日，“嫦娥三号”探测器在月球表面成功软着陆，实现了我国航天器首次在地外天体软着陆。当探测器着陆在月球表面时，所受到月球对它的万有引力大小为F，则当探测器距月球表面的高度为h时（h等于月球半径R），受到月球对它的万有引力为（　　）
A．2F B． C． D．4F
5．2021年，“天问一号”火星探测器到达火星轨道后，着陆器脱离探测器，在万有引力的作用下逐渐靠近火星表面。已知火星的质量为，半径为，引力常量为。质量为的着陆器在距离火星表面高度为时，速度大小为，此时着陆器所受火星的引力大小为（　　）
A． B． C． D．
6．在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　）
A．英国物理学家牛顿首先较准确地测定了万有引力常量
B．德国天文学家开普勒对他的导师——第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律
C．伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性
D．卡文迪许认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，物体就不会再落在地球上
7．在讨论地球潮汐成因时， 地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的2.7107倍， 地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力， 下列说法中正确的是（　　）
A．太阳引力远大于月球引力
B．太阳引力远小于月球引力
C．太阳引力和月球引力相差不大
D．月球对不同区域海水的吸引力大小相等
8．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．卡文迪许为了检验万有引力定律的正确性，首次进行了“月-地检验”
C．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量时，应用了放大法
D．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等效替代法
9．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．亚里士多德以事实为依据，通过推理得出力不是维持物体运动状态的原因
B．哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律
C．牛顿进行了“月-地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律
D．卡文迪许发现了万有引力定律并测出了万有引力常量
10．据新华社10月6日消息，2020年诺贝尔物理学奖授予英国罗杰·彭罗斯、德国赖因哈德·根策尔、美国安德烈娅·盖兹等三名物理学家。在人类对物质运动规律的认识过程中，物理学家们大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就。下列有关物理学家及他们的贡献描述中正确的是（　　）
A．伽利略研究自由落体运动规律时测定了小球运动的位移与时间，进而得出了速度随位移均匀增加的结论
B．伽利略在对自由落体运动研究中，通过对小球在斜面上运动的研究，推翻了亚里士多德的“重的物体比轻的物体下落得快”的观点
C．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出了“行星绕太阳做匀速圆周运动”的观点
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用实验方法测出万有引力恒量的数值，从而使万有引力定律有了真正的实用价值
11．在经典力学发展过程中，很多物理学家作出了卓越的贡献。下列说法正确的是（　　）
A．伽利略认为力是维持物体运动的原因
B．哥白尼是地心说的支持者
C．开普勒在第谷的基础上、结合自己的实验观测，总结出行星运动的规律
D．牛顿提出万有引力定律，并规定了引力常量G的数值和单位
12．历史上第一次在实验室比较精确地测出引力常量的科学家是（ ）
A．开普勒 B．牛顿 C．卡文迪许 D．伽利略
13．两质点相距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
14．如图所示为一质量为M的球形物体，质量分布均匀，半径为R，在距球心2R处有一质量为m的质点。若将球体挖去一个半径为的小球，两球心和质点在同一直线上，且挖去的球的球心在原来球心和质点连线外，两球表面相切。已知引力常量为G，则剩余部分对质点的万有引力的大小为（　　）
A． B．
C． D．
15．太阳质量是地球质量的33万倍,若太阳对地球的引力大小为F,则地球对太阳的引力大小为(　　)
A．33F B．F C．9F D．81F
二、填空题（共4题）
16．引力常量的数值是英国物理学家_____（填“开普勒”、“牛顿”或“卡文迪许”）利用扭秤装置在实验室中测得的。
17．宇宙飞船（内有宇航员）绕地球做匀速圆周运动，地球的质量为M，宇宙飞船的质量为，宇宙飞船到地球球心的距离为r，引力常量为G，宇宙飞船受到地球对它的万有引力F=________；飞船内的宇航员处于________状态（填 “超重”或“失重”）．
18．万有引力定律是由_________发现的，而引力常量是由___________根据__________装置实验测定的。
19．卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量：
（1）横梁一端固定有一质量为m半径为r的均匀铅球A，旁边有一质量为m，半径为r的相同铅球B，A、B两球表面的最近距离L，已知引力常量为G，则A、B两球间的万有引力大小为F=_________．
（2）在下图所示的几个实验中，与“卡文迪许扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是__________．（选填“甲”“乙”或“丙”）
（3）引力常量的得出具有重大意义，比如：_____________________．（说出一条即可）
三、综合题（共4题）
20．地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球与月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为多少？
21．一个质量均匀分布的球体，半径为2r，在其内部挖去一个半径为r的球形空穴，其表面与球面相切，如图所示．已知挖去小球的质量为m，在球心和空穴中心连线上，距球心d＝6r处有一质量为m2的质点．已知万有引力常量为G，球的体积与半径关系为．求：
（1）被挖去的小球对m2的万有引力为多大？
（2）剩余部分对m2的万有引力为多大？
22．如图所示，一个质量为的匀质实心球，半径为，如果从球上挖去一个直径为的球，放在相距为的地方，分别求下列两种情况下挖去部分与剩余部分的万有引力大小。（答案必须用分式，已知、、，球体体积公式）
(1)从球的正中心挖去部分与剩余部分（图1）之间的万有引力为多少？
(2)从与球面相切处挖去部分与剩余部分（图2）之间的万有引力为多少？
23．太阳对木星的引力是，它们之间的距离是，已知木星的质量为，求太阳的质量。
参考答案
1．A
2．B
3．C
4．C
5．D
6．B
7．A
8．C
9．C
10．D
11．C
12．C
13．C
14．C
15．B
16．卡文迪许
17． 失重
18．牛顿 卡文迪许 扭秤
19． 乙 引力常量的普适性证明了万有引力定律的正确性（或：引力常量的得出使得可以定量计算万有引力的大小；引力常量的得出使得人们可以方便地计算出地球的质量）
20．
21．(1) (2)
22．(1)；(2)
23．