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1、万有引力定律 李仕才 一、单项选择题 ：本大题共 10小题，在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目 要求 1(2017 年 6 月广东学业水平考试)下列科学家中，用扭秤实验测出引力常量数值的是 ( ) A牛顿 B爱因斯坦 C卡文迪许 D伽利略 2人造卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星所受万有引力 F 与轨道半径 r 的关系是( ) AF 与 r 成正比 BF 与 r 成反比 CF 与 r2成正比 DF 与 r2成反比 3(2015 年 6 月广东学业水平考试)在轨道上运行的多颗地球同步卫星，它们的( ) A线速度不相等 B轨道距离地面的高度相等 C线速度一定大于第一宇宙速度 D线速度介于第一宇
2、宙速度和第二宇宙速度之间 4把太阳系各行星的运动近似看做匀速圆周运动，比较各行星周期，则离太阳越远的行 星( ) A周期越小 B周期越长 C周期都一样 D无法确定 5(2011 年 6 月广东学业水平考试)某空间站绕地球做匀速圆周运动如果在空间站中用 天平测量物体的质量，下列说法正确的是( ) A所测得的质量比地球上的小 B所测得的质量比地球上的大 C无法测出物体的质量 D所测得的质量与地球上的相等 6在地面上发射飞行器，如果发射速度大于 7.9 km/s，而小于 11.2 km/s，则它将( ) A 围绕地球做圆周运动 B围绕地球做椭圆运动 C挣脱地球的束缚绕太阳运动 D挣脱太阳的束缚飞离太
3、阳系 7紫金山天文台发现的一颗绕太阳运行的小行星被命名为“南大仙林星”如图所示，轨 道上 a、b、c、d 四个位置中，该行星受太阳引力最大的是 ( ) Aa Bb Cc Dd 1 8“ 嫦娥二号”卫星环月飞行的高度距离月球表面 100 km，所探测到的有关月球的数据比 环月飞行高度为 200 km 的“嫦娥一号”更加详实若两颗卫星环月飞行均可视为匀速圆周运 动，飞行轨道如图所示则( ) A“ 嫦娥二号”“”环月飞行的周期比 嫦娥一号 更小 B“ 嫦娥二号”“”环月飞行的线速度比 嫦娥一号 更小 C“ 嫦娥二号”“”环月飞行时角速度比 嫦娥一号 更小 D“”“” 嫦娥二号 环月飞行时向心加速度比
4、 嫦娥一号 更小 9人造卫星以第一宇宙速度环绕地球运动关于这个卫星的运动情况，下列说法正确的 是( ) A卫星的周期比以其他速度环绕地球运动的人造卫星都小 B卫星必须在赤道平面内运动 C卫星所受的万有引力大于它环绕地球运动所需的向心力 D卫星的运行周期必须等于地球的自转周期 10(2015年 1 月广东学业水平考试)发现万有引力定律的物理学家是( ) A开普勒 B牛顿 C爱因斯坦 D麦克斯韦 二、单项选择题 ：本大题共 10小题，在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目 要求 11(2015年 1 月广东学业水平考试)一个物体在地球表面所受的万有引力为 F，则该物体 在距离地面高度为地球半径
5、的 2 倍时，所受万有引力为( ) 1 1 A. F B. F 2 3 1 1 C. F D. F 4 9 12(2011年 6 月广东学业水平考试)关于万有引力定律及其应用，下列说法正确的是( ) A两物体间的万有引力是一对平衡力 B伽利略发现了万有引力定律 C利用万有引力定律可计算天体的质量 D两物体间的万有引力大小与物体间的距离成反比 13由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的 ( ) A质量可以不同 B轨道半径可以不同 C轨道平面可以不同 D速率可以不同 14地球质量大约是月球质量的 81倍，在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球 和地球对它的引力大
6、小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为 ( ) A127 B19 C13 D91 2 15(2015年 1 月广东学业水平考试)关于绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确 的是( ) A轨道半径越大，周期越大 B轨道半径越大，线速度越大 C轨道半径越大，角速度越大 D轨道半径越大，向心加速度越大 16下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是( ) A第一宇宙速度又称为逃逸速度 B第一宇宙速度的数值是 11.2 km/s C第一宇宙速度的数值是 7.9 km/s D第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小线速度 17关于地球的同步卫星，下列说法中正确的是( ) A同步卫星离地面的高度是一个定值
7、B同步卫星相对地面静止，处于平衡状态 C同步卫星运行的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度 D同步卫星运行的向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 18两个相距为 r 的小物体，它们之间的万有引力为 F.保持质量不变，将它们间的距离 增大到 3r.那么它们之间万有引力的大小将变为( ) AF B3F F F C D 3 9 m1m2 19下列关于万有引力大小的计算式 FG 的说法正确的是( ) r2 A当两物体之间的距离 r0 时，F B若两位同学质心之间的距离远大于它们的尺寸，则这两位同学之间的万有引力的大小 可用上式近似计算 C公式中的 G 是一个没有单位的常量 D两物体之间的
8、万有引力大小跟它们的质量、距离有关，跟它们的运动状态有关 20(2015年 6 月广东学业水平考试)在经典力学中，关于惯性，下列说法正确的是( ) A 力是改变物体惯性的原因 B物体只有静止时才有惯性 C质量是物体惯性大小的量度 D速度越大的物体惯性越大 三、多项选择题：本大题共 3 小题，在每小题列出的四个选项中，至少有 2 个选项是符合 题目要求的 21以下说法正确的是 ( ) A经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用 B经典力学理论的成立具有一定的局限性 C在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变 D相对论与量子力学否定了经典力学理论 GMm 22对于万有引力定律的表述式
9、F ，下面说法中正确的是( ) r2 A公式中 G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的 B当 m1与 m2一定时，随着 r 的增大，万有引力逐渐减小 3 Cm1与 m2受到的引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力 Dm1与 m2受到的引力总是大小相等的，而与 m1、m2是否相等无关 23在绕地球运行的人造地球卫星上，下列哪些仪器不能正常使用 ( ) A天平 B弹簧秤 C摆钟 D水银气压计 学业达标 实战演练 一、 单项选择题 1C 2【解析】选 D.根据万有引力定律可知，F 与 r2成反比 3B 4【解析】选 B.越远，轨道半径越大，则周期越长 5【解析】选 C.空间站绕地球做匀
10、速圆周运动，空间站中所有物体处于完全失重状态， 无法使用天平，所以测质量无法完成 6【解析】选 B.发射速度大于 7.9 km/s，而小于 11.2 km/s，飞行器围绕地球做椭圆运动 GMm 7【解析】选 A.“”南大仙林星 绕太阳运行时，该行星受太阳引力的大小为 F ，因 r2 为 a 点与太阳间距最小，则 a 点受到的太阳引力最大 42r3 Gm 月 2 8【解析】选 A.由 T 可知，A 正确；由 v 可知 B 错误；由 Gm 月 r T Gm 月 r3 v2 可知，C 错误；由 a 可知，D 错误 r 9【解析】选 A.以第一宇宙速度环绕地球运动，其轨道半径最小，周期最小，比地球自
11、转周期小卫星所受的万有引力等于它环绕地球运动所需的向心力该卫星的轨道不一定就在 赤道平面内 10B 二、单项选择题 11【解析】选 D.物体在地球表面时，物体距地心的距离是地球半径 R，所受的万有引力 为 F，该物体在距离地面高度为地球半径的 2 倍时，此时物体距离地心的距离为 3R，由万有引 GMm 1 力公式 F 可以求出此时的力应为 F. r2 9 12【解析】选 C.两物体间的万有引力是一对作用力与反作用力，其大小与物体间的距离 的平方成反比，利用万有引力定律可计算天体的质量 13【解析】选 A.由于同步卫星运行周期与地球自转周期相同，故同步卫星的轨道半径大 4 小是确定的，速度 v
12、也是确定的，同步卫星的质量可以不同要想使卫星与地球自转同步，轨 道平面一定是赤道平面故只有选项 A 正确 14【解析】选 B.设登月飞船质量为 m，由月球和地球对登月飞船的引力大小相等，可得 G M 月m M 地m r 月 M 月 1 G ，因此 ，B 正确 r r r 地 M 地 9 15A 16【解析】选 C.第一宇宙速度又称为环绕速度，数值为 7.9 km/s，第一宇宙速度是卫星 绕地球运行的最大线速度 17【解析】选 A.同步卫星定轨道、定周期、定速度，所以同步卫星离地面的高度是一个 定值，A 正确同步卫星在做匀速圆周运动，其加速度不为零，不可能处于平衡状态，故 B 错 误第一宇宙速度
13、又叫最大环绕速度，同步卫星的速度是 3 km/s，小于第一宇宙速度，故 C 错 误由 ar 可知同步卫星运行的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度，D 错误 18【解析】选 D.由万有引力定律可列出两个方程，比值后可以得出 D 选项为正确答案 19【解析】选 B.当两物体距离趋近零时，万有引力是存在的，但是该公式不适用，A 错G 是有单位的常量，C 错两物体之间的万有引力大小跟它们的质量、距离有关，跟它们的运动 状态无关，D 错 20C 三、多项选择题 21【解析】选 BC.经典力学理论适用于宏观低速运动的物体，在经典力学中，物体的质 量不随运动状态的改变而改变 22【解析】选 ABD.公式中 G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的，当 m1 与 m2一定时，随着 r 的增大，万有引力逐渐减小，它们之间的万有引力是一对作用力与反作 用力，总是大小相等的 23【解析】选 ACD.卫星上的物体受到地球引力(即重力)作用，但是由于物体的重力完全 用来提供向心力，因此物体处于完全失重的状态，因此凡是制造原理与重力有关的仪器均不能 正常使用 5