3.2认识万有引力定律 自主提升过关练（word版含答案）

3.2认识万有引力定律 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．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
2．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。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．英国物理学家卡文迪什用天平做实验测出引力常量
B．牛顿在研究自由落体运动时采用了理想实验法
C．哥白尼首先提出了“地心说”
D．开普勒通过第谷多年的观测数据提出了行星运动定律
3．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
4．地球的质量约为月球质量的81倍，一飞行器位于地球与月球之间，当它受到地球和月球的引力的合力为零时，飞行器距地心距离与距月心距离之比约为（　　）
A．1：9 B．9：1 C．1：81 D．81：1
5．2020年月7月23日在文昌发射场，我国研发的“天问一号”火星探测器由长征五号遥四运载火箭发射升空，成功进入预定轨道。经过长达半年的航行，2020年2月10日，携带着“祝融号”火星车的“天问一号”探测器成功被火星引力捕获，顺利进入环火轨道，在为期3个月的环火运行探测后，于2021年5月15日成功在火星乌托邦平原南部着陆。在“天问一号”靠近火星的过程中，火星对“天问一号”的引力（　　）
A．保持不变 B．先变大后变小
C．越来越小 D．越来越大
6．地球质量大约是月球质量的81倍，一飞行器位于地球与月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，飞行器距月球球心的距离与月球球心距地球球心的距离之比为（　　）
A．1∶9 B．9∶1 C．1∶10 D．10∶1
7．在物理学史上，首先提出万有引力定律的科学家是（　　）
A．伽利略 B．牛顿 C．亚里士多德 D．卡文迪许
8．在人类历史发展的长河中，围绕万有引力的研究，物理学家们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．开普勒通过分析第谷的天文观测数据，发现了万有引力定律
B．丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点
C．卡文迪什通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人
D．伽利略利用“地-月系统”验证了万有引力定律的正确性，使得万有引力定律得到了推广和更广泛的应用
9．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
10．下列有关物理学史的说法正确的是（　　）
A．伽利略发现了万有引力定律
B．引力常量是卡文迪什通过实验测量并计算得出的
C．开普勒提出行星运动规律，并发现了万有引力定律
D．牛顿发现了万有引力定律并通过实验测量出引力常量
11．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．
12．2018年12月8日，我国发射的嫦娥四号探测器成功升空，实现了人类首次探访月球背面.在嫦娥四号逐渐远离地球，飞向月球的过程中（ ）
A．地球对嫦娥四号的引力增大 B．地球对嫦娥四号的引力减小
C．月球对嫦娥四号的引力减小 D．月球对嫦娥四号的引力不变
13．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
14．质量为的人造地球卫星离地面的高度是，它绕地球飞行一圈的时间是。若地球的质量是，半径是，万有引力常量是，下列说法中正确的是（　　）
A．卫星受到的万有引力大小为 B．卫星受到的万有引力大小为
C．卫星运行的角速度大小为 D．卫星运行的角速度大小为
15．在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了巨大贡献下列说法正确的是
A．牛顿发现万有引力定律推导出绕恒星运动的行星的轨道半径的立方与周期的平方的比值为定值
B．卡文迪许通过多次实验测出了引力常量
C．胡克认为只有在一定条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比
D．亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快
二、解答题
16． “神舟”六号飞船成功发射，13日16时33分左右，费俊龙在船舱里做“翻筋斗”的游戏．有报道说，“传说孙悟空一个筋斗十万八千里，而费俊龙在3min里翻了4个筋斗，一个筋斗351km”据此报道求出“神舟”六号在太空预定轨道上运行时，距地面的高度与地球半径之比．（已知地球半径为6400km，g取10m/s2，结果保留两位有效数字）
17．海面上有两艘正在行驶的轮船，质量都是1.0×104t，相距10km。它们之间的万有引力有多大 请将这个力与其中一艘轮船所受的重力进行比较，看看是重力的多少倍。
参考答案
1．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。
2．D
【详解】
A．英国物理学家卡文迪什用扭秤实验测出了引力常量G，故A错误；
B．伽利略在研究自由落体运动时采用了实验和逻辑推理相结合的科学思维方法，故B错误；
C．哥白尼首先提出了“日心说”，故C错误；
D．开普勒通过第谷多年的观测数据提出了行星运动定律，故D正确。
故选D。
3．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。
4．B
【详解】
受到地球和月球的引力的合力为零，则
地球的质量约为月球质量的81倍，则飞行器距地心距离与距月心距离之比约为
故选B。
5．D
【详解】
在“天问一号”靠近火星的过程中，火星对“天问一号”的引力可知，r逐渐减小则F越来越大，故选D。
6．C
【详解】
设月球质量为m，则地球质量为81m，地月间距离为r，飞行器质量为m0，当飞行器距月球为r′时，地球对它的引力等于月球对它的引力，则
G＝G
所以
＝9，r＝10r′，r′∶r＝1∶10
故选C。
7．B
【详解】
A．伽利略的理想斜面实验推论了物体不受力时运动规律，故A错误；
B．开普勒发现了行星运动的三大规律，牛顿在前人（开普勒、胡克、雷恩、哈雷）研究的基础上，凭借他超凡的数学能力，发现了万有引力定律，故B正确；
C．亚里士多德是地心说代表，故C错误；
D．经过了100多年后，卡文迪许测量出了万有引力常量。故D错误；
故选：B。
8．C
【详解】
A．万有引力定律是由牛顿发现的，故A错误；
B．日心说是哥白尼提出的，故B错误；
C．卡文迪许通过扭称测出了引力常量，由黄金代换可得地球质量，故C正确；
D．牛顿利用“地-月系统”验证了万有引力定律的正确性，故D错误；
故选C。
9．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。
10．B
【详解】
A．牛顿发现了万有引力定律，选项A正确；
B．引力常量是卡文迪什通过实验测量并计算得出的，选项B正确；
C．开普勒提出行星运动规律，牛顿发现了万有引力定律，选项A错误；
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过实验测量出引力常量，选项D错误。
故选B。
11．B
【详解】
地球对“中国空间站”的万有引力大小为
故选B。
12．B
【详解】
嫦娥四号逐渐远离地球，飞向月球的过程中，离地球越来越远，离月球越来越近，由万有引力定律
地球对嫦娥四号的引力由于r变大，所以引力变小，月球对嫦娥四号的引力由于r减小，所以引力变大，故B正确，ACD错误。
故选B。
13．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。
14．AC
【详解】
AB．由万有引力定律可得，卫星受到的万有引力大小为
A正确，B错误；
CD．卫星运行的角速度大小为
C正确，D错误。
故选AC。
15．BC
【详解】
牛顿发现万有引力定律，开普勒得出绕恒星运动的行星的轨道半径的立方与周期的平方的比值为定值，A错误；卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量，B正确；胡克认为只有在一定条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，C正确；伽利略认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快，D错误．
16．
【解析】
【分析】
根据费俊龙在3min里翻了4个筋斗，一个筋斗351km，运用圆周运动的知识求得线速度．
根据万有引力等于向心力和万有引力等于重力列出等式求解；
【详解】
解：，
由
得
根据万有引力等于重力得，，
所以距地面的高度与地球半径之比是．
【点睛】
关于天体的运动问题有两个非常重要的关系；环绕天体做圆周运动时万有引力提供向心力和在星球表面附近附近万有引力等于重力，掌握好这两个关系几乎能解决一切天体问题．
17．见解析
【详解】
两艘万吨巨轮之间的万有引力的大小为：
重力的大小：
G=mg=1.0×107×9.8=9.8×107N
这个力与轮船所受重力之比：
是重力的倍。