7.2万有引力定律专题复习2021—2022学年高中物理人教版(2019)必修第二册
一、选择题(共15题)
1.英国剑桥大学的卡文迪许实验室、莫斯科大学的物理实验室、美国哈佛大写的杰佛逊实验室,加州伯克利分校的劳伦斯辐射实验室、英国曼彻斯特大学物理实验室都是世界著名的物理实验室.其中测出万有引力常量G的科学家是( )
A.开普勒 B.牛顿 C.伽利略 D.卡文迪许
2.下列说法中正确的是
A.哥白尼提出了地心说
B.卡文迪许提出了日心说
C.开普勒第三定律中,T表示环绕天体的公转周期
D.牛顿利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量,体现了放大和转换的思想
3.1970年4月24日,我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,开创了我国航天事业的新纪元.为了纪念中国航天事业的成就,国务院批复同意自2016年起,将每年4月24日设立为“中国航天日”.已知“东方红一号“的运行轨道为椭圆轨道,其近地点M和远地点N的高度分别为439km和2384km.则( )
A.卫星在M点的加速度等于在N点的加速度
B.卫星在M点的加速度大于在N点的加速度
C.卫星在M点的线速度等于在N点的线速度
D.卫星在M点的线速度小于在N点的线速度
4.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列表述错误的是( )
A.开普勒研究第谷的天文观测数据,发现了行星运动的规律
B.伽利略发现地月间的引力满足距离平方反比规律
C.牛顿发现了万有引力定律
D.卡文迪许通过实验测出了引力常量
5.某行星为质量分布均匀的球体,半径为R,质量为M。科研人员研究同一物体在该行星上的重力时,发现物体在“两极”处的重力为“赤道”上某处重力的1.1倍。已知引力常量为G,则该行星自转的角速度为( )
A. B. C. D.
6.两个半径为r、由同种材料制成的均匀球体,球心之间的距离是100r,它们之间的万有引力大小是F,则F与r的关系是( )
A.F与r2成反比 B.F与r2成正比
C.F与r3成正比 D.F与r4成正比
7.下列关于万有引力定律的说法中正确的是
A.万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的
B.公式F=G中的G是一个比例常数,是没有单位的
C.公式F=G中的r是指两个质点间的距离或两个均匀球体的球心间的距离
D.由F=G可知,当距离r趋向于0时,F趋向于无穷大
8.第一次通过实验比较准确地测出万有引力常量的科学家是( )
A.开普勒 B.伽利略 C.牛顿 D.卡文迪许
9.如图所示,两个质量均为M的球分别位于半圆环和圆环的圆心,半圆环和圆环分别是由相同的圆环截去一半和所得,环的粗细忽略不计,若甲图中环对球的万有引力为F,则乙图中环对球的万有引力大小为( )
A.F B.F C.F D.F
10.下列说法中符合物理学发展史实的是( )
A.开普勒在牛顿定律的基础上,推导出了行星运动的定律
B.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的定律
C.开普勒总结出了行星运动的规律,并且找出了行星按照这些规律运动的原因
D.牛顿总结出了行星运动的规律,发现了万有引力定律,并测出了万有引力常量
11.如图所示,一颗行星和一颗彗星绕同一恒星的运行轨道分别为A和B,A是半径为r的圆轨道,B为椭圆轨道,椭圆长轴QQ′为2r。P点为两轨道的交点,以下说法正确的是( )
A.彗星和行星经过P点时受到的万有引力相等
B.彗星和行星绕恒星运动的周期相同
C.彗星和行星经过P点时的速度相同
D.彗星在Q′处加速度为行星加速度的
12.静止在地面上的物体随地球自转做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( )
A.物体受到的合力总是指向地心
B.物体做匀速圆周运动的周期与地球自转周期相等
C.物体做匀速圆周运动的加速度等于重力加速度
D.物体对地面压力的方向与万有引力的方向总是相同
13.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
14.宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课,演示了一些完全失重状态下的物理现象.若飞船质量为m,距地面高度为h,地球质量为M,半径为R,引力常量为G,则飞船所在处的重力加速度大小为( )
A.0 B. C. D.
15.用相同材料做成质量均匀分布的三个实心球1、2、3,其半径分别为r1=r2=r,r3=2r,当1、2两个球单独接触时,二者之间的万有引力为F12;当2、3两个球单独接触时,二者之间的万有引力为F23,则F12与F23的大小之比为( )
A.1:2 B.9:32 C.1:16 D.1:4
二、填空题(共4题)
16.牛顿把所有物体之间都存在的相互吸引力叫做________;卡文迪什利用________实验测出了引力常量.
17.发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别___________和________.
18.氢原子由一个质子和一个电子组成,质子的质量为电子的1836倍,电子质量为.则质子和电子相距的万有引力为_______N.
19.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
三、综合题(共4题)
20.既然任何物体间都存在着引力,为什么当两个人接近时他们不会吸在一起?我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力?请你根据实际情况,应用合理的数据,通过计算说明以上两个问题。
21.如图所示为一质量为M的球形物体,密度均匀,半径为R,在距球心为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之间,两球表面相切),则剩余部分对质点的万有引力的大小是多少?
22.已知月球质量是地球质量的1/81,月球半径是地球半径的1/4,分别在地球和月球上做同一实验:将一根内壁光滑的圆轨道竖直放置,如图所示,A与圆心在同一水平面内,一小钢球被一弹簧枪从A处贴着轨道射入,.第一种情况使钢球恰能到达最高点B点;第二种情使钢球经B飞出后,恰好落回距离A点为半径r 的C点,且C、A、O三点在同一直线上,求:
(1)第一种情况,在月球和地球上恰过B点的速度之比
(2)第二种情况下,在月球和地球上经过B点时对轨道压力的比值
23.若宇航员登上月球后,在月球表面做了一个实验:将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放,二者几乎同时落地.若羽毛和铁锤是从高度为h处下落,经时间t落到月球表面.已知引力常量为G,月球的半径为R.求:(不考虑月球自转的影响)
(1)月球表面的自由落体加速度大小g月.
(2)月球的质量M.
(3)月球的密度.
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
2.C
3.B
4.B
5.B
6.D
7.C
8.D
9.B
10.B
11.B
12.B
13.D
14.B
15.B
16. 万有引力 扭秤
17. 牛顿; 卡文迪许
18.
19. 卡文迪许 CD
20.
假设两个人的质量都为60kg,相距1m,则它们之间的万有引力为
这样小的力,我们无法察觉,因此当两个人接近时他们不会吸在一起,所以我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力。
21.
22.(1);(2)
23.(1) (2) ()
答案第1页,共2页