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)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-09 09:28:58

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文档简介

7.2、万有引力定律
一、选择题(共16题)
1.在物理学史上,提出万有引力定律的科学家是(  )
A.亚里士多德 B.伽利略
C.牛顿 D.笛卡尔
2.牛顿发现的万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一,在天体运动中起着决定性作用.万有引力定律告诉我们,两物体间的万有引力(  )
A.与它们间的距离成正比
B.与它们间的距离成反比
C.与它们的质量乘积成正比
D.与它们的质量乘积成反比
3.最先利用扭秤实验较精确测出万有引力常量G的科学家是 ( )
A.库仑 B.牛顿 C.卡文迪许 D.开普勒
4.关于两物体间万有引力的大小和它们之间距离的关系,下列说法正确的是( )
A.与距离成正比 B.与距离平方成正比
C.与距离成反比 D.与距离平方成反比
5.万有引力定律的发现是几代科学家长期探索、研究的结果.下列哪位科学家最终给出了在科学上具有划时代意义的万有引力定律的表达式( )
A.胡克 B.开普勒 C.牛顿 D.伽利略
6.在力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( )
(1)伽利略发现了行星运动的规律
(2)卡文迪许通过实验测出了引力常量
(3)牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
(4)笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献
A.(1)(2) B.(3)(4) C.(1)(3) D.(2)(4)
7.下列有关神州七号飞船的说法中正确的是( )
A.21时10分04秒神州七号飞船成功发射升天,其中21时10分04秒指的是时间
B.地面控制人员监测神州七号飞船在高空运行位置时可以将飞船看作质点
C.神州七号飞船在发射升空阶段中的加速度方向竖直向上,它的返回舱返回地面阶段中着地前的加速度方向竖直向下
D.神州七号飞船在距离地面343km的高空运行时不受重力作用
8.英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量,第一次准确地得出了(  )
A.地球表面的重力加速度g B.引力常量G的数值
C.弹簧的劲度系数k D.地球半径R
9.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、质量分布均匀的实心球体,0为球心,以0为原点建立坐标轴0x,如图所示,—个质量一定的小物体(假设它能够在地球内部移动).设在与处所受到地球对它的万有引力分别为F1和F2,则F1、F2的值为:
A.9:8
B.8:9
C.2:3
D.3:2
10.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不变
C.月球对嫦娥四号的引力不变 D.月球对嫦娥四号的引力增大
11.下列关于物理事实说法中,正确的是(  )
A.纬度越高物体受到的重力越大,是地球自转而导致的超重现象
B.单向直线运动中,速度一直增大,加速度大小不一定增大但方向可能变化
C.平抛运动中,不同的时间段内速度变化量的方向不同
D.相互接触的物体之间,不一定有弹力作用,不相互接触的两物体之间一定没有弹力
12.下列说法错误的是(  )
A.哥白尼认为地球是宇宙的中心
B.开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础
C.牛顿通过“月一地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律
D.卡文迪许最早较准确地测出了引力常量
13.设地球质量为M、半径为R、自转角速度为,引力常量为G,且地球可视为质量分布均匀的球体。则同一物体在赤道和南极水平面上静止时所受的支持力大小之比为(  )
A.
B.
C.
D.
14.要使两物体间的万有引力减小到原来的四分之一,下列办法可采用的(  )
A.使两物体的质量各减小一半,距离不变
B.使其中一个物体的质量减小到原来的一半,距离不变
C.使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变
D.使两物体间的距离和质量都减为原来的一半
15.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做科学贡献的叙述中,正确的说法是( )
A.卡文迪许用实验的方法测出万有引力常量G
B.牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点
C.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
D.胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比
16.卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G,为了测量石英丝极微小的扭转角,该实验装置中采取“微小量放大”的主要措施是(  )
A.利用平面镜对光线的反
B.增大T型架横梁的长度
C.减小石英丝的直径
D.增大刻度尺与平面镜的距离
二、填空题
17.发现万有引力定律的物理学家是____, 第一个在实验室测定万有引力常量的物理学家是_____.
18.通常情况下,地球上的两个物体之间的万有引力是极其微小以至于很难被直接测量,所以人们在长时间内无法得到引力常量的精确值.
(1)引力常量G是由_______首先测出。
(2)在下图所示的几个实验中,与“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)
19.2006年2月10日,中国航天局确定中国月球探测工程形象标志,它以中国书法的笔触,抽象地勾勒出一轮明月,一双脚印踏在其上,象征着月球探测的终极梦想。假想人类不断向月球“移民”,经过较长时间后,月球和地球仍可视为均匀球体,地球的总质量仍大于月球的总质量,月球仍按原轨道运行,月地之间的万有引力将___________(选填“变小”、“变大”、“不变”);月球绕地球运动的周期将___________(选填“变小”、“变大”、“不变”);月球绕地球运动的向心加速度将___________(选填“变小”、“变大”、“不变”);
20.圆周运动的一些知识将是接下来学习万有引力与宇宙航行的基础。请回答以下问题:
(1)人骑着自行车在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,由于圆周运动的R较大,人和车都可以视为质点,自行车的线速度为v,则自行车的向心加速度可表示为________,若人的质量为,则人所需的向心力大小为__________。
(2)月球绕地球的运动可以近似看作匀速圆周运动,轨道半径为r,周期为T,则月球中心的向心加速度可表示为__________,月球的质量为,则月球做圆周运动的向心力为_________。
三、综合题
21.两艘轮船,质量都是1.0×104t,相距10 km,它们之间的万有引力是多大?比较这个力与轮船所受重力的大小(g取10 m/s2).
22.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.
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;
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”?
23.球穴挖在大球的正中央(如图所示),且挖去小球的半径是大球半径的,大球球心与质点间的距离为d,根据同样道理,试求剩余部分对球外质量为m的质点的引力大小.
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
在物理学史上,提出万有引力定律的科学家是牛顿。
故选C。
2.C
【详解】
根据牛顿的万有引力定律公式F=知,两物体间的万有引力与它们质量的乘积成正比,与它们间距离的二次方成反比,故C正确,ABD错误。
3.C
【详解】
试题分析:测出万有引力常量的物理学家是卡文迪什,所以他也被称为在实验室里就能够测量地球质量的人,牛顿得出的是万有引力公式,但常量却没有得出来,而是通过后来的卡文迪许得出来的,所以选项C正确.
4.D
【详解】
万有引力定律的内容是自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小与两物体的质量的乘积成正比,与两物体间距离的平方成反比。故D正确,ABC错误。
故选D。
5.C
【详解】
胡克发现了胡克定律,开普勒发现了开普勒三定律,牛顿发现了万有引力,伽利略利用理想斜面实验与逻辑推论证明了力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动的原因,故C正确.
6.D
【详解】
(1)行星运动的规律是开普勒发现的,而不是伽利略发现的,故(1)错误;
(2)牛顿发现万有引力之后,首先是卡文迪许通过实验测出了引力常量G。故(2)正确;
(3)伽利略通过理想斜面实验,最早指出力不是维持物体运动的原因。故(3)错误;
(4)笛卡尔研究了力与运动的关系,为牛顿第一定律的建立做出了贡献。故(4)正确。
故选D。
7.B
【详解】
A.飞船在一瞬间成功发射,为时刻,A错误;
B.地面控制人员监测神州七号飞船在高空运行位置时飞船的大小和形状是次要因素,能看做质点,B正确;
C.返回舱返回地面阶段中着地前需要减速,加速度向上,C错误;
D.神州七号飞船在距离地面343km的高空运行时重力完全充当向心力,D错误。
故选B。
8.B
【详解】
英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量,第一次准确地得出了引力常量G的数值。
故选B。
9.A
【详解】
质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零,半径小于小物体位置x的球壳组成的球体对小物块有万有引力作用,而半径大于小物体位置x的球壳组成的球体对小物块无万有引力作用,根据万有引力公式,可知在处有:;在处有:,联立可得F1:F2=9:8,故A正确,BCD错误。

10.D
【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:
知地球与嫦娥四号之间的距离r变大,所以引力变小;月球对嫦娥四号之间的距离r变小,所以引力变大。故ABC错误;D正确。
故选D.
11.D
【详解】
A.重力是万有引力的一个分力,万有引力的另一个分力提供物体随地球自转的向心力,向心力随轨道半径r的变化而变化,所以重力也在变化由于地球自转,在纬度越高的地方物体所需向心力越小,而地曲处的万有引力近似认为不变,所以重力应越大,故A错误;
B.单向直线运动中,速度一直增大,加速度大小不一定增大,当方向一定与速度方向相同,故B错误;
C.平抛运动的加速度不变,根据
可知不同时间内速度变化量的大小不相等,但方向相同,故C错误;
D.根据弹力产生的条件,可知两物体相互接触,如果没有弹性形变则不会产生弹力作用,如果不接触的两物体之间肯定没有弹力的作用,故D正确;
故选D。
12.A
【详解】
A.哥白尼提出著名的“日心说”,认为太阳是宇宙的中心,故选项A错误;
B.开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础,故B正确;
C.万有引力定律建立后,经历过“月-地检验”,表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律,故C正确;
D.牛顿发现了万有引力定律,而卡文迪许用扭秤实验测出万有引力常量,并把该实验说成是“称量地球的重量”,故D正确。
故选A。
13.B
【详解】
在赤道处物体所受支持力为
在两极处物体所受支持力为
联立解得
故B正确,ACD错误。
故选B。
14.AC
【详解】
根据则
A.使两物体的质量各减小一半,距离不变,则两物体间的万有引力减小到原来的四分之一,选项A正确;
B.使其中一个物体的质量减小到原来的一半,距离不变,则两物体间的万有引力减小到原来的二分之一,选项B错误;
C.使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变,则两物体间的万有引力减小到原来的四分之一,选项C正确;
D.使两物体间的距离和质量都减为原来的一半,则两物体间的万有引力不变,选项D错误;
故选AC。
15.AD
【详解】
A:卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量G,故A项正确.
B:伽利略应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点,故B项错误.
C:亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体,重的物体比轻的物体下落的快;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.故C项错误.
D:胡克认为只有在一定的条件下(弹性限度内),弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比.故D项正确.
16.AD
【详解】
AD.为了测量石英丝极微小的扭转角,该实验装置中采取“微小量放大”,利用平面镜对光线的反射,来体现微小形变的。当增大刻度尺与平面镜的距离时,转动的角度更明显,故AD正确;
B.当增大T型架横梁的长度时,会导致石英丝更容易转动,对测量石英丝极微小的扭转角仍没有作用,故B错误;
C.当减小石英丝的直径时,会导致石英丝更容易转动,对测量石英丝极微小的扭转角却没有作用,故C错误。
故选AD。
17. 牛顿 卡文迪许
【详解】
牛顿总结开普勒,笛卡尔等人的研究,结合自己的研究,总结出万有引力定律;但是牛顿没能测得引力常量,引力常量是卡文迪许用扭秤实验测得的.
18. 卡文迪许 乙 引力常量的普适性证明了万有引力定律的正确性
【详解】
(1)根据物理学史可知,引力常量G是由卡文迪许首先提出的;
(2)图中所示的几个实验中,与“扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是乙;
(3)引力常量的得出具有重大意义,比如引力常量的普适性证明了万有引力定律的正确性。
19. 变大 变大 变小
【详解】
根据万有引力定律
根据题意可知,M与m总和不变,但M减小,m增大,则根据数学知识可知,F变大。
根据万有引力提供向心力
因为M减小,则T变大。
根据万有引力提供向心力
因为M减小,则a变小。
20.
【详解】
(1)根据向心加速度公式得
向心力为
(2) 根据向心加速度公式得
向心力为
21.6.67×10-5N;重力远远大于轮船间的万有引力
【详解】
根据万有引力公式
代入数据得
重力
重力远远大于轮船间的万有引力.
22.见解析
【解析】
(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
根据开普勒第三定律

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.故太阳对行星的引力
写成等式有
(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。
23.
【详解】
大球的质量
被挖去的小球的质量为

球穴挖在大球正中央,球穴和大球的中心到质点间的距离相等,均为d,则
答案第1页,共2页