人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天第3节万有引力定律同步达标训练（word 含答案)
文档属性
| 名称 | 人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天第3节万有引力定律同步达标训练（word 含答案) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 208.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-04 09:52:56 | ||
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文档简介
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人教版必修二第六章万有引力与航天第3节万有引力定律同步达标训练
▲不定项选择题
1．第一个比较精确测量出万有引力恒量的科学家是（
）
A．哥白尼
B．开普勒
C．牛顿
D．卡文迪许
2．下列说法正确的是（ ）
A．在牛顿万有引力定律的指导下，开普勒发现了开普勒三大定律
B．太阳系中，所有行星的椭圆轨道都有一个共同的焦点
C．在不同星球上，万有引力常量G的数值不一样
D．牛顿用实验的方法测定了引力常量的值，被称为“测出地球质量的人”
3．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是
万有引力定律是卡文迪许在实验室中发现的?
对于相距很远、可以看成质点的两个物体，万有引力定律中的r是两质点间的距离?
对于质量分布均匀的球体，公式中的r是两球心间的距离?
质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力．
A．
B．
C．
D．
4．某实心均匀球半径为R，质量为M，在球壳外离球面h高处有一质量为m的质点，则它们之间万有引力的大小为
A．
B．
C．
D．
5．要使两物体间万有引力减小到原来的，不可采取的方法是
A．使两物体的质量各减少，距离保持不变
B．使两物体间距离变为原来的2倍，质量不变
C．使其中一个物体质量减为原来的，距离不变
D．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的
6．今年4月20日,为天宫二号空间实验室输送补给物资的中国首艘货运飞船发射成功．在飞船发射过程中,
随着飞船离地面高度的增加,
地球对飞船中补给物资的万有引力大小的变化情况是(
)
A．变大
B．变小
C．不变
D．无法确定
7．如图所示，某行星绕太阳运行的轨道为椭圆，该行星在近日点A受到太阳对它的万有引力为，在远日点B受到太阳对它的万有引力为。和则大小关系为（ ）
A．﹤
B．=
C．﹥
D．无法确定
8．如图所示，P、Q为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面上的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．P、Q做圆周运动的线速度大小相等
B．P、Q做圆周运动的向心力大小相等
C．P、Q做圆周运动的角速度大小相等
D．P受地球引力大于Q所受地球引力
9．万有引力的数学表达式为，下列说法正确的是
A．表达式中G是一个没有单位的常量
B．当两物体之间的距离趋近于零时，万有引力趋于无穷大
C．两物体之间的万有引力大小与它们的质量、距离及运动状态都有关
D．两物体间的引力大小总是大小相等方向相反，与两物体质量是否相等无关
10．如图所示，赤道上空的卫星A距地面高度为R，质量为m的物体B静止在地球表面的赤道上，卫星A绕行方向与地球自转方向相同。已知地球半径也为R，地球自转角速度为，地球的质量为M，引力常量为G。若某时刻卫星A恰在物体B的正上方，下列说法正确的是（ ）
A．物体B受到地球的引力为
B．卫星A的线速度为
C．卫星A再次到达物体B上方的时间为
D．卫星A与物体B的向心加速度之比为
▲填空题
11．英国科学家__________________利用扭秤解决了测量G值的问题。扭秤的主要结构就是在石英丝上装一个平面镜,利用平面镜对光线的_________________,显示石英丝极微小的扭转角,从而测出了极微小的________________验证了________________________________,并测出了引力常量G的值。
12．地球质量大约是月球质量的81倍，一飞行器在地球和月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力相等时，这飞行器距地心距离与距月心距离之比为_____。
13．质量为m的物体做匀速圆周运动，如果测得它的运动线速度为v，转动半径为r，那么向心力的大小为________；如果测得它的运动角速度为，转动半径为r，那么向心力的大小为______；如果测得它的运动线速度为v，角速度为，那么向心力的大小为_______；如果测得它的运动半径为，周期为T，那么向心力的大小________.
14．现有两颗人造地球卫星A、B的质量之比mA∶mB
=
1∶2，轨道半径之比rA∶rB
=
1∶3，则此时它们的线速度之比vA∶vB
=________，向心加速度之比aA∶aB
=_______，向心力之比FA∶FB
=__________.
15．如图所示，一个密度均匀、半径为R的球体，它和距球心为处的质点之间的万有引力大小为F.如果在球体内挖去一个半径为的小球体（图中阴影部分所示）后，剩余部分与质点之间的万有引力_________F.
16．火星的球半径是地球半径的，火星质量是地球质量的，忽略火星的自转，如果地球上质量为60kg的人到火星上去，则此人在火星表面的质量是________?kg，所受的重力是________?N；在火星表面由于火星的引力产生的加速度是________?m/s2；在地球表面上可举起60kg杠铃的人，到火星上用同样的力，可以举起质量________?kg的物体．g取9.8m/s2
．
17．当两个物体不能视作质点时，两物体之间的万有引力不能用公式直接计算。但可以用下述方法计算：将两个物体各分成很多质点，一个物体的每个质点与另外一个物体的每个质点之间都存在万有引力，这些质点之间的万有引力可用公式计算，所有质点间万有引力的合力就是这两个物体间的万有引力。现设想把一个质量为m的小球（可看作质点）放到地球的中心，则此小球与地球之间的万有引力为___________（已知地球质量M，半径为R）。
18．土星周围有美丽壮观的“光环”，组成环的颗粒是人小不等、线度从l
m到10m的岩石、尘埃，类似于卫星，它们与土星中心的距离从7．3×104km延伸到1．4×105km。已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h，引力常量为6．67×10-11N·m2／kg2，则土星的质量约为
kg（不考虑环中颗粒间的相互作用，结果保留l位有效数字）。
▲实验题
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）
▲计算题
20．某星球“一天”的时间是，用弹簧测力计在星球的“赤道”上比在“两极”处测同一物体的重力时读数小10%，假设该星球自转的角速度加快，使赤道上的物体自动飘起来。这时星球的“一天”是多少小时？
21．如图所示，阴影区域是质量M半径为R的球体挖去一个小圆球后的剩余部分，所挖去的小圆球的球心O′和大球心间的距离是,求球体剩余部分对球体外与球心O距离为2R、质量为m的质点P的引力.
22．已知地球质量大约是，地球半径为，地球表面的重力加速度g取.求：
（1）地球表面一个质量为物体受到的万有引力；
（2）地球表面一个质量为物体受到的重力；
（3）比较万有引力和重力的大小，说明了什么问题？
23．已知地球半径R地＝6
400
km，月球绕地球做圆周运动的半径r＝60R地，运行周期T＝27.3天＝2.36×106s，
(1)求月球绕地球做圆周运动的向心加速度a月；
(2)地球表面物体自由下落的加速度g一般取多大？，a月与g的比值是多大？
(3)根据万有引力公式及牛顿第二定律推算，月球做匀速圆周运动的向心加速度是地面附近自由落体加速度g的多少倍？比较(2)、(3)结论说明什么？
24．宇航员在某星球表面以初速度2.0m/s水平抛出一小球，通过传感器得到如图所示的运动轨迹，图中O为抛出点。若该星球半径为4000km，引力常量G=6.67×10﹣11N?m2?kg﹣2．试求：
(1)该行星表面处的重力加速度的大小g行；
(2)该行星的第一宇宙速度的大小v；
(3)该行星的质量M的大小（保留1位有效数字）。
25．万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性．
（1）用弹簧测力计称量一个相对于地球静止的物体的重力，随称量位置的变化可能会有不同结果．已知地球质量为M，自转周期为T，引力常量为G．将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体，不考虑空气的影响．设在地球北极地面称量时，弹簧测力计的读数是F0．
①若在北极上空高出地面h处称量，弹簧测力计读数为F1，求比值的表达式，并就h=1．0%R的情形算出具体数值（计算结果保留两位有效数字）；
②若在赤道表面称量，弹簧测力计读数为F2，求比值的表达式．
（2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳半径为Rs和地球的半径R三者均减小为现在的1．0%，而太阳和地球的密度均匀且不变．仅考虑太阳与地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的1年将变为多长？
参考答案
1．D2．B3．C4．B5．D6．B7．C8．C9．D10．BD
11．卡文迪许
反射
万有引力
万有引力定律
12．9：1
13．
14．
9:1
9:2
15．
16．60
235.2
3.92
150
17．0
18．6×1026
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）
20．1.9h
21．
22．（1）
（2）
（3）万有引力比重力大.说明在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力，重力只是万有引力的一个分力
23．（1）2.72×10－3m/s2
（2）
（3）地球表面的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力.
24．(1)4m/s2(2)4km/s(3)1×1024kg
25．（1）①，②
（2）“设想地球”的1年与现实地球的1年时间相同
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人教版必修二第六章万有引力与航天第3节万有引力定律同步达标训练
▲不定项选择题
1．第一个比较精确测量出万有引力恒量的科学家是（
）
A．哥白尼
B．开普勒
C．牛顿
D．卡文迪许
2．下列说法正确的是（ ）
A．在牛顿万有引力定律的指导下，开普勒发现了开普勒三大定律
B．太阳系中，所有行星的椭圆轨道都有一个共同的焦点
C．在不同星球上，万有引力常量G的数值不一样
D．牛顿用实验的方法测定了引力常量的值，被称为“测出地球质量的人”
3．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是
万有引力定律是卡文迪许在实验室中发现的?
对于相距很远、可以看成质点的两个物体，万有引力定律中的r是两质点间的距离?
对于质量分布均匀的球体，公式中的r是两球心间的距离?
质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力．
A．
B．
C．
D．
4．某实心均匀球半径为R，质量为M，在球壳外离球面h高处有一质量为m的质点，则它们之间万有引力的大小为
A．
B．
C．
D．
5．要使两物体间万有引力减小到原来的，不可采取的方法是
A．使两物体的质量各减少，距离保持不变
B．使两物体间距离变为原来的2倍，质量不变
C．使其中一个物体质量减为原来的，距离不变
D．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的
6．今年4月20日,为天宫二号空间实验室输送补给物资的中国首艘货运飞船发射成功．在飞船发射过程中,
随着飞船离地面高度的增加,
地球对飞船中补给物资的万有引力大小的变化情况是(
)
A．变大
B．变小
C．不变
D．无法确定
7．如图所示，某行星绕太阳运行的轨道为椭圆，该行星在近日点A受到太阳对它的万有引力为，在远日点B受到太阳对它的万有引力为。和则大小关系为（ ）
A．﹤
B．=
C．﹥
D．无法确定
8．如图所示，P、Q为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面上的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．P、Q做圆周运动的线速度大小相等
B．P、Q做圆周运动的向心力大小相等
C．P、Q做圆周运动的角速度大小相等
D．P受地球引力大于Q所受地球引力
9．万有引力的数学表达式为，下列说法正确的是
A．表达式中G是一个没有单位的常量
B．当两物体之间的距离趋近于零时，万有引力趋于无穷大
C．两物体之间的万有引力大小与它们的质量、距离及运动状态都有关
D．两物体间的引力大小总是大小相等方向相反，与两物体质量是否相等无关
10．如图所示，赤道上空的卫星A距地面高度为R，质量为m的物体B静止在地球表面的赤道上，卫星A绕行方向与地球自转方向相同。已知地球半径也为R，地球自转角速度为，地球的质量为M，引力常量为G。若某时刻卫星A恰在物体B的正上方，下列说法正确的是（ ）
A．物体B受到地球的引力为
B．卫星A的线速度为
C．卫星A再次到达物体B上方的时间为
D．卫星A与物体B的向心加速度之比为
▲填空题
11．英国科学家__________________利用扭秤解决了测量G值的问题。扭秤的主要结构就是在石英丝上装一个平面镜,利用平面镜对光线的_________________,显示石英丝极微小的扭转角,从而测出了极微小的________________验证了________________________________,并测出了引力常量G的值。
12．地球质量大约是月球质量的81倍，一飞行器在地球和月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力相等时，这飞行器距地心距离与距月心距离之比为_____。
13．质量为m的物体做匀速圆周运动，如果测得它的运动线速度为v，转动半径为r，那么向心力的大小为________；如果测得它的运动角速度为，转动半径为r，那么向心力的大小为______；如果测得它的运动线速度为v，角速度为，那么向心力的大小为_______；如果测得它的运动半径为，周期为T，那么向心力的大小________.
14．现有两颗人造地球卫星A、B的质量之比mA∶mB
=
1∶2，轨道半径之比rA∶rB
=
1∶3，则此时它们的线速度之比vA∶vB
=________，向心加速度之比aA∶aB
=_______，向心力之比FA∶FB
=__________.
15．如图所示，一个密度均匀、半径为R的球体，它和距球心为处的质点之间的万有引力大小为F.如果在球体内挖去一个半径为的小球体（图中阴影部分所示）后，剩余部分与质点之间的万有引力_________F.
16．火星的球半径是地球半径的，火星质量是地球质量的，忽略火星的自转，如果地球上质量为60kg的人到火星上去，则此人在火星表面的质量是________?kg，所受的重力是________?N；在火星表面由于火星的引力产生的加速度是________?m/s2；在地球表面上可举起60kg杠铃的人，到火星上用同样的力，可以举起质量________?kg的物体．g取9.8m/s2
．
17．当两个物体不能视作质点时，两物体之间的万有引力不能用公式直接计算。但可以用下述方法计算：将两个物体各分成很多质点，一个物体的每个质点与另外一个物体的每个质点之间都存在万有引力，这些质点之间的万有引力可用公式计算，所有质点间万有引力的合力就是这两个物体间的万有引力。现设想把一个质量为m的小球（可看作质点）放到地球的中心，则此小球与地球之间的万有引力为___________（已知地球质量M，半径为R）。
18．土星周围有美丽壮观的“光环”，组成环的颗粒是人小不等、线度从l
m到10m的岩石、尘埃，类似于卫星，它们与土星中心的距离从7．3×104km延伸到1．4×105km。已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h，引力常量为6．67×10-11N·m2／kg2，则土星的质量约为
kg（不考虑环中颗粒间的相互作用，结果保留l位有效数字）。
▲实验题
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）
▲计算题
20．某星球“一天”的时间是，用弹簧测力计在星球的“赤道”上比在“两极”处测同一物体的重力时读数小10%，假设该星球自转的角速度加快，使赤道上的物体自动飘起来。这时星球的“一天”是多少小时？
21．如图所示，阴影区域是质量M半径为R的球体挖去一个小圆球后的剩余部分，所挖去的小圆球的球心O′和大球心间的距离是,求球体剩余部分对球体外与球心O距离为2R、质量为m的质点P的引力.
22．已知地球质量大约是，地球半径为，地球表面的重力加速度g取.求：
（1）地球表面一个质量为物体受到的万有引力；
（2）地球表面一个质量为物体受到的重力；
（3）比较万有引力和重力的大小，说明了什么问题？
23．已知地球半径R地＝6
400
km，月球绕地球做圆周运动的半径r＝60R地，运行周期T＝27.3天＝2.36×106s，
(1)求月球绕地球做圆周运动的向心加速度a月；
(2)地球表面物体自由下落的加速度g一般取多大？，a月与g的比值是多大？
(3)根据万有引力公式及牛顿第二定律推算，月球做匀速圆周运动的向心加速度是地面附近自由落体加速度g的多少倍？比较(2)、(3)结论说明什么？
24．宇航员在某星球表面以初速度2.0m/s水平抛出一小球，通过传感器得到如图所示的运动轨迹，图中O为抛出点。若该星球半径为4000km，引力常量G=6.67×10﹣11N?m2?kg﹣2．试求：
(1)该行星表面处的重力加速度的大小g行；
(2)该行星的第一宇宙速度的大小v；
(3)该行星的质量M的大小（保留1位有效数字）。
25．万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性．
（1）用弹簧测力计称量一个相对于地球静止的物体的重力，随称量位置的变化可能会有不同结果．已知地球质量为M，自转周期为T，引力常量为G．将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体，不考虑空气的影响．设在地球北极地面称量时，弹簧测力计的读数是F0．
①若在北极上空高出地面h处称量，弹簧测力计读数为F1，求比值的表达式，并就h=1．0%R的情形算出具体数值（计算结果保留两位有效数字）；
②若在赤道表面称量，弹簧测力计读数为F2，求比值的表达式．
（2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳半径为Rs和地球的半径R三者均减小为现在的1．0%，而太阳和地球的密度均匀且不变．仅考虑太阳与地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的1年将变为多长？
参考答案
1．D2．B3．C4．B5．D6．B7．C8．C9．D10．BD
11．卡文迪许
反射
万有引力
万有引力定律
12．9：1
13．
14．
9:1
9:2
15．
16．60
235.2
3.92
150
17．0
18．6×1026
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）
20．1.9h
21．
22．（1）
（2）
（3）万有引力比重力大.说明在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力，重力只是万有引力的一个分力
23．（1）2.72×10－3m/s2
（2）
（3）地球表面的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力.
24．(1)4m/s2(2)4km/s(3)1×1024kg
25．（1）①，②
（2）“设想地球”的1年与现实地球的1年时间相同
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