高中物理人教版第六章萬(wàn)有引力與航天萬(wàn)有引力定律 第3節(jié)同步練習(xí)檢測(cè)

第3節(jié)萬(wàn)有引力定律（滿分100分，45分鐘完成）班級(jí)_______姓名_______目的要求：1．了解地心說(shuō)和日心說(shuō)的兩種不同觀點(diǎn)，知道開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的描述；2．理解萬(wàn)有引力定律的含義；3．了解卡文迪許實(shí)驗(yàn)裝置。第Ⅰ卷(選擇題共48分)一、選擇題：本大題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，選對(duì)的得6分，對(duì)而不全得3分。選錯(cuò)或不選的得0分。1．假設(shè)行星繞恒星的運(yùn)動(dòng)軌道是圓，則其運(yùn)行周期T的平方與其運(yùn)行軌道半徑R的三次方之比為常數(shù)，那么該常數(shù)的大小 （） A．只與行星有關(guān) B．只與恒星有關(guān) C．與行星及恒星都有關(guān) D．與恒星的質(zhì)量及行星的速率有關(guān)2．關(guān)于地心說(shuō)和日心說(shuō)的下列說(shuō)法中，正確的是（） A．地心說(shuō)的參考系是地球 B．日心說(shuō)的參考系是太陽(yáng) C．地心說(shuō)和日心說(shuō)只是參考系不同，兩者具有等同的價(jià)值 D．日心說(shuō)是由開(kāi)普勒提出來(lái)的3．關(guān)于萬(wàn)有引力定律，下列說(shuō)法正確的是（） A．天體間萬(wàn)有引力與它們的質(zhì)量成正比，與它們之間的距離成反比 B．任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比 C．萬(wàn)有引力與質(zhì)量、距離和萬(wàn)有引力恒量都成正比 D．萬(wàn)有引力定律對(duì)質(zhì)量大的物體適用，對(duì)質(zhì)量小的物體不適用4．下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（） A．開(kāi)普勒確切描述了行星的運(yùn)動(dòng) B．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律 C．卡文迪許測(cè)出了引力常量 D．阿基米德被稱為稱出地球質(zhì)量的人5．某一人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為月球繞地球軌道半徑的1/3，則此衛(wèi)星運(yùn)行的周期大約是 （） A．1～4天 B．4～8天 C．8～16天 D．16～20天6． 一個(gè)行星，其半徑比地球的半徑大2倍，質(zhì)量是地球的25倍，則它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的 （） A．6倍 B．4倍 C．倍 D．12倍7．設(shè)地球表面的重力加速度go，物體在距地面3R（R是地球半徑）處，由于地球作用而產(chǎn)生的加速度為g，則g∶go為 （） A．1∶16 B．16∶1 C．1∶9 D．9∶18．月球表面重力加速度只有地球表面重力加速度的1/6，一根繩子在地球表面能拉著3kg的重物產(chǎn)生最大為10m/s2的豎直向上的加速度，g地＝10m/s2，將重物和繩子均帶到月球表面，用該繩子能使重物產(chǎn)生沿月球表面豎直向上的最大加速度為 （） A．60m/s2 B．20m C．18.3m/s2 D．10m第Ⅱ卷（非選擇題，共52分）二、填空、實(shí)驗(yàn)題：本大題共5小題，每小題5分，共25分。把正確答案填寫在題中橫線上或按要求作答。9．牛頓雖然發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，卻沒(méi)能給出準(zhǔn)確的引力常量。一百多年后，英國(guó)的物理學(xué)家_________巧妙地用扭秤裝置，第一次在實(shí)驗(yàn)室里比較準(zhǔn)確地測(cè)出了引力常量。10．在太陽(yáng)系中，有九大行星繞太陽(yáng)運(yùn)行，按照距太陽(yáng)的距離排列，由近及遠(yuǎn)依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星，如果把這些行星的運(yùn)動(dòng)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么它們繞太陽(yáng)運(yùn)行一周所用時(shí)間最長(zhǎng)的是___________，運(yùn)行角速度最大的是__________。11．木星的公轉(zhuǎn)周期為12個(gè)地球年，設(shè)地球至太陽(yáng)的距離為1天文單位，那么木星至太陽(yáng)的距離為_(kāi)_______天文單位。12．已知月球和地球中心距離大約是地球半徑的60倍，則月球繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度與地面上的重力加速度之比為_(kāi)_______。13．在一次測(cè)定萬(wàn)有引力恒量的實(shí)驗(yàn)里，兩個(gè)小球的質(zhì)量分別是0.80kg和×10－3kg，當(dāng)它們相距×10－2m時(shí)相互吸引的作用力是×10－10N，則萬(wàn)有引力恒量G＝___________N·m2/kg三、計(jì)算題：本大題共2小題，計(jì)27分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。14．（12分）如圖所示，是卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)的示意圖。其中固定在T形架上的小平面鏡起著非常大的作用，它利用光的反射可以把T形架的微小轉(zhuǎn)動(dòng)放大到能夠精確測(cè)量的程度。設(shè)小平面鏡到圓弧形刻度尺的距離為L(zhǎng)，且小平面鏡位于圓弧的圓心位置；T形架兩端固定的兩個(gè)小球中心相距為l，設(shè)放置兩個(gè)大球m′后，刻度尺上的反射光點(diǎn)向左移動(dòng)的弧長(zhǎng)為Δx，那么在萬(wàn)有引力作用下，小球向大球移動(dòng)了多少？15．（15分）月球環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為地球半徑的60倍，運(yùn)行周期約為27天。應(yīng)用開(kāi)普勒定律計(jì)算：在赤道平面內(nèi)離地面多高處，人造地球衛(wèi)星隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就像停留在空中不動(dòng)一樣（地球半徑為×103km參考答案一、選擇題：1．【答案】B【點(diǎn)撥】根據(jù)開(kāi)普勒第三定律：，其中k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常數(shù)，這個(gè)常數(shù)只與中心天體有關(guān)，B正確。2．【答案】AB【點(diǎn)撥】地心說(shuō)是把地球看作靜止不動(dòng)的，其他星體都繞地球運(yùn)動(dòng)，是以地球?yàn)閰⒖枷档?。日心說(shuō)認(rèn)為太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，其他行星都繞太陽(yáng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)，是以太陽(yáng)為參考系的。兩者是兩種對(duì)立的觀點(diǎn)，日心說(shuō)的代表人物是哥白尼，A、B正確。3．【答案】B【點(diǎn)撥】根據(jù)萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容可知，B正確。4．【答案】D【點(diǎn)撥】根據(jù)地面上物體所受的重力等于物體與地球間的萬(wàn)有引力，只要測(cè)出了萬(wàn)有引力常量，就可求出地球質(zhì)量。所以，卡文迪許被稱為稱出地球質(zhì)量的人。D錯(cuò)誤，本題答案為D。5．【答案】B【點(diǎn)撥】根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可求出T＝天，B正確。6．【答案】C【點(diǎn)撥】在星球表面，忽略星球的自轉(zhuǎn)，認(rèn)為重力等于萬(wàn)有引力，即,得，代入數(shù)值得，C正確。7．【答案】A【點(diǎn)撥】物體所受的重力近似等于萬(wàn)有引力，，，由以上兩式可得g∶g0＝＝1∶16，A正確。8．【答案】C【點(diǎn)撥】繩子能夠承受的最大拉力T＝mg地+ma地＝60N，在月球上T＝mg月+ma月，有以上兩式解得a月＝18.3m二、填空、實(shí)驗(yàn)題：9．【答案】卡文迪許【點(diǎn)撥】引力常量的測(cè)定是卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出的。10．【答案】冥王星；水星【點(diǎn)撥】根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，軌道半徑越大，周期越長(zhǎng)，角速度越小。所以，離太陽(yáng)近的水星角速度大，離太陽(yáng)遠(yuǎn)的冥王星周期最長(zhǎng)。11．【答案】【點(diǎn)撥】地球公轉(zhuǎn)周期即一個(gè)地球年，由開(kāi)普勒第三定律可解。12．【答案】1∶3600【點(diǎn)撥】在地球表面有：；地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力產(chǎn)生月球的向心加速度，有，兩式聯(lián)立得：g∶a＝1∶3600。13．【答案】×10－11【點(diǎn)撥】由萬(wàn)有引力定律公式，通過(guò)計(jì)算可求出G值。三、計(jì)算題：14．【答案】【解析】由題意知，小平面鏡反射的光線旋轉(zhuǎn)的角度為：由光的反射定律知，在入射光線方向不變的情況下，反射光線旋轉(zhuǎn)的角度是平面鏡旋轉(zhuǎn)角度的2倍，故平面鏡與T形架旋轉(zhuǎn)的角度為：根據(jù)幾何關(guān)系知，小球向