人教版 (2019)必修第二冊(cè)2 萬(wàn)有引力定律精品課后測(cè)評(píng)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

一．萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容、推導(dǎo)及適用范圍（共8小題）
二．萬(wàn)有引力常量的測(cè)定（共8小題）
三．萬(wàn)有引力的計(jì)算（共9小題）
四．空殼內(nèi)及地表下的萬(wàn)有引力（共7小題）
一．萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容、推導(dǎo)及適用范圍（共8小題）
1．關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律、萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，下列說法錯(cuò)誤的是（）
A．卡文迪什最早通過實(shí)驗(yàn)較準(zhǔn)確地測(cè)出了引力常量
B．伽利略發(fā)現(xiàn)了行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓
C．牛頓通過“月—地檢驗(yàn)”發(fā)現(xiàn)地面物體、月球所受地球引力都遵從同樣的規(guī)律
D．牛頓在尋找萬(wàn)有引力的過程中，他應(yīng)用了牛頓第二定律、第三定律，以及開普勒第三定律
2．兩物體之間的萬(wàn)有引力的大小與它們之間的距離的關(guān)系為（）
A．B．C．D．
3．我國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，面向全球提供服務(wù)，在軌工作衛(wèi)星共39顆，其中一顆衛(wèi)星的質(zhì)量為m，在離地面高度為h的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知地球的質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G，則地球?qū)υ撔l(wèi)星的萬(wàn)有引力大小為（）
A．B．C．D．
4．若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下，需要驗(yàn)證（）
A．地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的
B．月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的
C．自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的
D．蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的
5．（多選）1687年牛頓提出了萬(wàn)有引力定律，但并沒有得出引力常量。直到1798年，卡文迪許首次利用如圖所示的裝置，比較精確地測(cè)量出了引力常量。關(guān)于這段歷史，下列說法正確的是（）

A．只有天體間才存在萬(wàn)有引力
B．利用萬(wàn)有引力定律不能準(zhǔn)確計(jì)算相距0.5m的兩個(gè)學(xué)生之間的萬(wàn)有引力
C．這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置巧妙地利用放大原理提高了測(cè)量精度
D．引力常量不易測(cè)量的一個(gè)重要原因就是地面上普通物體間的引力太微小
6．（多選）對(duì)于質(zhì)量為m1和質(zhì)量為m2的兩個(gè)物體間的萬(wàn)有引力的表達(dá)式，下列說法正確的是（）
A．若m1 > m2，則m1對(duì)m2的引力大于m2對(duì)m1的引力
B．兩個(gè)物體間的引力總是大小相等，方向相反，是一對(duì)相互作用力
C．公式中的G是引力常量，它是由實(shí)驗(yàn)得出的，而不是人為規(guī)定的
D．當(dāng)兩個(gè)物體間的距離r趨于零時(shí)，萬(wàn)有引力趨于無(wú)窮大
7．自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2 ，與他們間的距離r 。
8．在力學(xué)中，有的問題是根據(jù)物體所受的力推測(cè)它的運(yùn)動(dòng)，另一些問題則是根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)探究它受到的力。萬(wàn)有引力的發(fā)現(xiàn)則是典型的第二類情況。請(qǐng)你追尋牛頓的足跡，用自己的手和腦，根據(jù)開普勒三大定律及牛頓運(yùn)動(dòng)定律，重新“發(fā)現(xiàn)”（即推導(dǎo)）萬(wàn)有引力定律，設(shè)行星質(zhì)量為m，太陽(yáng)的質(zhì)量為M，行星到太陽(yáng)的距離為r。
二．萬(wàn)有引力常量的測(cè)定（共8小題）
9．關(guān)于卡文迪什及其扭秤裝置，下列說法中錯(cuò)誤的是（）
A．幫助牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律B．首次測(cè)出萬(wàn)有引力恒量的數(shù)值
C．被譽(yù)為“第一個(gè)稱出地球質(zhì)量的人”D．使萬(wàn)有引力定律有了實(shí)用價(jià)值
10．以下關(guān)于物理學(xué)史和物理方法的敘述中正確的是（）
A．牛頓測(cè)定引力常量的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了放大法測(cè)微小量
B．在建立合力、分力、重心、質(zhì)點(diǎn)等概念時(shí)都用到了等效替代法
C．在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分為很多小段，每一小段近似看成勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各段位移相加，應(yīng)用了“微元法”
D．伽利略利用斜槽實(shí)驗(yàn)，直接得到了自由落體規(guī)律
11．在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步。對(duì)以下科學(xué)家所作科學(xué)貢獻(xiàn)的表述中，符合史實(shí)的是：（）
A．牛頓將行星與太陽(yáng)、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規(guī)律推廣到宇宙中的一切物體，得出了萬(wàn)有引力定律，并測(cè)出了引力常量G的數(shù)值
B．牛頓第一定律是由實(shí)驗(yàn)得出的定律
C．開普勒研究了第谷的行星觀測(cè)記錄，提出了開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律
D．伽利略認(rèn)為物體的自然狀態(tài)是靜止的，力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
12．在物理學(xué)的研究中用到的思想方法很多，下列說法不正確的是（）
A．甲圖中推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間關(guān)系時(shí)運(yùn)用了微元法
B．乙圖中卡文迪許測(cè)定引力常量的實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了等效替代法
C．丙圖中探究向心力大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間關(guān)系時(shí)運(yùn)用了控制變量法
D．丁圖中伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)采用了實(shí)驗(yàn)和邏輯推理的方法
13．（多選）卡文迪許利用如圖所示的扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量了引力常量G。為了測(cè)量石英絲極微小的扭轉(zhuǎn)角，該實(shí)驗(yàn)裝置中采取的“微小量放大”的主要措施是（）
A．減小石英絲的直徑B．增大T型架橫梁的長(zhǎng)度
C．利用平面鏡對(duì)光線的反射D．增大刻度尺與平面鏡的距離
14．（多選）關(guān)于萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)過程中的科學(xué)史，下列說法正確的是（）
A．托勒密和哥白尼都堅(jiān)持日心說
B．開普勒發(fā)現(xiàn)三定律利用了第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)
C．卡文迪許測(cè)定了萬(wàn)有引力常量
D．月-地檢驗(yàn)的結(jié)果表明月球與地球表面的物體，受到地球的引力遵循同樣的規(guī)律
15．探究向心力大小的實(shí)驗(yàn)中采用了物理方法（選填“A或B”，A等效替代，B控制變量法）；萬(wàn)有引力常量是通過扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)得的。
16．卡文迪許利用如圖所示的扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量了引力常量G。已知T型架水平橫梁長(zhǎng)度為l，質(zhì)量分別為m和m′的球，位于同一水平面內(nèi)，當(dāng)橫梁處于力矩平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得m、m′連線長(zhǎng)度為r，且與水平橫梁垂直，同時(shí)測(cè)得石英絲的扭轉(zhuǎn)角度為θ，由此得到扭轉(zhuǎn)力矩kθ（k為扭轉(zhuǎn)系數(shù)且已知），求引力常量的表達(dá)式（扭轉(zhuǎn)力矩=力1×力臂1+力2×力臂2）（詳細(xì)的推導(dǎo)過程）
三．萬(wàn)有引力的計(jì)算（共9小題）
17．如圖所示，A、B為不同軌道地球衛(wèi)星，軌道半徑，質(zhì)量，A、B運(yùn)行周期分別為TA和TB，受到地球萬(wàn)有引力大小分別為和，下列關(guān)系正確的是（）

A．B．C．D．
18．2023年10月26日11時(shí)14分，神舟十七號(hào)載人飛船在我國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射成功。若“神舟十七號(hào)”在地面時(shí)受地球的萬(wàn)有引力為F，則當(dāng)其上升到離地距離等于地球半徑時(shí)所受地球的萬(wàn)有引力為（）
A．B．C．D．
19．如圖所示，點(diǎn)L1和點(diǎn)L2稱為地月連線上的拉格朗日點(diǎn)。在拉格朗日點(diǎn)處的物體在地球與月球的共同作用下，可與月球同步繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)。中國(guó)探月工程中的“鵲橋號(hào)”中繼衛(wèi)星是世界上首顆運(yùn)行于地月拉格朗日點(diǎn)L2的通信衛(wèi)星，已知地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的81倍，地月球心距離約為L(zhǎng)2點(diǎn)與月球球心距離的6倍，則地球?qū)Α谤o橋號(hào)”中繼衛(wèi)星的引力與月球?qū)Α谤o橋號(hào)”中繼衛(wèi)星的引力大小之比約為（）
A．B．C．D．
20．將地球看成均勻球體，已知均勻球體對(duì)球外物體的萬(wàn)有引力相當(dāng)于將球體的質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)對(duì)物體的萬(wàn)有引力。假設(shè)在緊貼地球表面處挖去一半徑為的球（R為地球半徑），如圖所示，在圖中A點(diǎn)放置一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，則該質(zhì)點(diǎn)在挖空前后受到的萬(wàn)有引力的比值為（）
A．B．
C．D．
21．（多選）如圖，海王星順時(shí)針繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，P為近日點(diǎn)，Q為遠(yuǎn)日點(diǎn)，M、N為軌道短軸的兩個(gè)端點(diǎn)，運(yùn)行的周期為。若只考慮海王星和太陽(yáng)之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)過M、Q到N的運(yùn)動(dòng)過程中（）

A．從P到M所用的時(shí)間等于
B．海王星在P點(diǎn)加速度大于Q點(diǎn)的加速度
C．從P到Q階段，速率逐漸變大
D．其橢圓軌道半長(zhǎng)軸的立方與公轉(zhuǎn)周期的平方之比是一個(gè)與太陽(yáng)質(zhì)量有關(guān)的常數(shù)
22．（多選）如圖所示，P、Q是質(zhì)量均為m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，分別置于地球表面的不同緯度上，如果把地球看成一個(gè)均勻球體，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（）

A．P、Q受地球引力大小相等
B．P、Q做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小相等
C．P、Q做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小相等
D．P受地球引力大于Q所受地球引力
23．有一質(zhì)量為M、半徑為R、密度均勻的球體，在距離球心O為2R地方有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)?，F(xiàn)從M中挖去半徑為的球體，如圖所示，剩余部分對(duì)m的萬(wàn)有引力為。

24．密度均勻的球體半徑為、質(zhì)量為，現(xiàn)從球體中挖去直徑為的球體，將球體放置在距離球體的球心為處，如圖所示，白色部分為挖去后的空心。已知半徑為的球體的體積為，引力常量為，則球體剩余部分對(duì)球體的萬(wàn)有引力大小為？
25．如圖所示，地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，彗星的運(yùn)動(dòng)軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓，天文學(xué)家哈雷成功預(yù)言哈雷彗星的回歸。
（1）設(shè)哈雷彗星在近、遠(yuǎn)日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離分別為、，求哈雷彗星在近、遠(yuǎn)日點(diǎn)的加速度大小之比；
（2）哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是1986年3月，已知哈雷彗星軌道的半長(zhǎng)軸約為地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍，取，請(qǐng)計(jì)算出其下次飛近地球的年份。

四．空殼內(nèi)及地表下的萬(wàn)有引力（共7小題）
26．已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)內(nèi)部物體產(chǎn)生的萬(wàn)有引力為0。對(duì)于某質(zhì)量分布均勻的星球，在距離星球表面不同高度或不同深度處重力加速度大小是不同的，若用x表示某位置到該星球球心的距離，用g表示該位置處的重力加速度大小，忽略星球自轉(zhuǎn)，下列關(guān)于g與x的關(guān)系圖像可能正確的是（）
A．B．
C．D．
27．在利用探測(cè)器探測(cè)石油的過程中，遇到空腔或者其他物質(zhì)時(shí)，引力會(huì)發(fā)生變化，引起該區(qū)域重力加速度的大小和方向發(fā)生微小的變化，以此來(lái)探尋石油區(qū)域的位置。簡(jiǎn)化模型如圖所示，一個(gè)質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體對(duì)球外質(zhì)點(diǎn)P的萬(wàn)有引力為F，如果在球體中央挖去半徑為r的一部分球體，且，則原球體剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)P的萬(wàn)有引力變?yōu)椋? ）
A．B．C．D．
28．如圖所示，有一質(zhì)量為、半徑為、密度均勻的球體，在距球心處有一質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)。若以球心為中心挖去一個(gè)半徑為的球體，則剩下部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力為（）
A．B．C．D．
29．（多選）一個(gè)質(zhì)量均勻分布的球體，半徑為，在其內(nèi)部挖去一個(gè)半徑為的球形空穴，其表面與球面相切，如下圖所示。已知挖去小球的質(zhì)量為，在球心和空穴中心連線上，距球心處有一質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)，若被挖去的小球挖去前對(duì)的萬(wàn)有引力為，剩余部分對(duì)的萬(wàn)有引力為，則（）
A．B．C．D．
30．（多選）如圖為某設(shè)計(jì)貫通地球的弦線光滑真空列車隧道：質(zhì)量為m的列車不需要引擎，從入口的A點(diǎn)由靜止開始穿過隧道到達(dá)另一端的B點(diǎn)，為隧道的中點(diǎn)，與地心O的距離為，假設(shè)地球是半徑為R的質(zhì)量均勻分布的球體，地球表面的重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)影響。已知質(zhì)量均勻分布的球殼對(duì)球內(nèi)物體引力為0，P點(diǎn)到的距離為x，則（）
A．列車在隧道中A點(diǎn)的合力大小為mg
B．列車在P點(diǎn)的重力加速度小于g
C．列車在P點(diǎn)的加速度
D．列車在P點(diǎn)的加速度
31．已知質(zhì)量為m的物體放在質(zhì)量為M并可視為球體且質(zhì)量分布均勻的地球表面某處，引力常量為G，地球半徑為R，則它們之間的萬(wàn)有引力為F1= ；如果把物體放到地球球心處，則它們間的萬(wàn)有引力F2= 。
32．已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的萬(wàn)有引力為零，在球體內(nèi)部距離球心r處，質(zhì)點(diǎn)受到的萬(wàn)有引力就等于半徑為r的球體對(duì)其的引力。如圖所示，質(zhì)量為M、半徑為R、球心為O的密度均勻的球體表面R處有一質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)Q，此時(shí)實(shí)心球O對(duì)Q的萬(wàn)有引力為（未知），從球O中挖去一半徑為的球體后，剩下部分為一個(gè)球殼A，已知引力常量為G，球體體積公式：。求：
（1）質(zhì)點(diǎn)Q在距球心的Q處時(shí)，它受到球殼A的萬(wàn)有引力大??；
（2）質(zhì)點(diǎn)Q在空腔球心處時(shí)，它所受球殼A的萬(wàn)有引力大小。

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