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1、名校名 推荐第 3 节 万有引力定律（满分 100 分， 45 分钟完成）班级 _姓名 _第卷 ( 选择题共 48 分 )一、选择题：本大题共8 小题，每小题6 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对的得6 分，对而不全得3 分。选错或不选的得0 分。1假设行星绕恒星的运动轨道是圆，则其运行周期T 的平方与其运行轨道半径R的三次方之比为常数，那么该常数的大小（）A只与行星有关B只与恒星有关C与行星及恒星都有关D与恒星的质量及行星的速率有关2关于地心说和日心说的下列说法中，正确的是（）A地心说的参考系是地球B日心说的参考系是太阳C地心说和日心说只是参考系不同，两者具
2、有等同的价值D日心说是由开普勒提出来的3关于万有引力定律，下列说法正确的是（）A天体间万有引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离成反比B任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比C万有引力与质量、距离和万有引力恒量都成正比D万有引力定律对质量大的物体适用，对质量小的物体不适用4下列说法中错误的是（）A开普勒确切描述了行星的运动B牛顿发现了万有引力定律C卡文迪许测出了引力常量D阿基米德被称为称出地球质量的人5某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的1/3 ，则此卫星运行的周期大约是（）A 14 天B 48 天C 816
3、 天D 16 20 天6 一个行星，其半径比地球的半径大2 倍，质量是地球的25 倍，则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 25 倍91名校名 推荐D 12 倍7设地球表面的重力加速度go，物体在距地面 3R（ R是地球半径）处，由于地球作用而产生的加速度为 g，则 ggo为（）A 116B 16 1C 19D 918月球表面重力加速度只有地球表面重力加速度的 1/6 ，一根绳子在地球表面能拉着 3kg 的重物产生最大为 10m/s 2 的竖直向上的加速度， g 地 10m/s2，将重物和绳子均带到月球表面，用该绳子能使重物产生沿月球表面竖直向上的最大加速度为（
4、）A 60m/s2B 20m/s 2C 18.3m/s 2D 10m/s 2第卷（非选择题，共52分）二、填空、实验题：本大题共5 小题，每小题5 分，共 25分。把正确答案填写在题中横线上或按要求作答。9牛顿虽然发现了万有引力定律，却没能给出准确的引力常量。一百多年后，英国的物理学家 _巧妙地用扭秤装置，第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量。10在太阳系中， 有九大行星绕太阳运行， 按照距太阳的距离排列，由近及远依次是： 水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星，如果把这些行星的运动近似为匀速圆周运动，那么它们绕太阳运行一周所用时间最长的是_，运行角速度最大的是 _。1
5、1木星的公转周期为 12 个地球年，设地球至太阳的距离为1 天文单位，那么木星至太阳的距离为 _天文单位。12已知月球和地球中心距离大约是地球半径的60 倍，则月球绕地球运动的向心加速度与地面上的重力加速度之比为_。13在一次测定万有引力恒量的实验里，两个小球的质量分别是0.80 kg 和 4.0 103 kg，当它们相距 4.0 10 2m 时相互吸引的作用力是1.3 1010 N，则万有引力恒量 G _N m 2/kg 2。三、计算题：本大题共2 小题，计27 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14（
6、 12 分）如图所示，是卡文迪许扭秤实验的示意图。其中固定在T 形架上的小平面镜起着非常大的作用，它利用光的反射可以把T 形架的微小转动放大到能够精确测量的程度。设小平面镜到圆弧形刻度尺的距离为L，且小平面镜位于圆弧的圆心位置；T 形架两端固定的两个小球中心相距为l ，设放置两个大球m 后，刻度尺上的反射光点向左2名校名 推荐移动的弧长为x，那么在万有引力作用下，小球向大球移动了多少？15（ 15 分）月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60 倍，运行周期约为27 天。应用开普勒定律计算： 在赤道平面内离地面多高处，人造地球卫星随地球一起转动时，就像停留在空中不动一样（地球半径为36.4
7、10 km）。参考答案一、选择题：1【答案】 B【点拨】根据开普勒第三定律：R3k ，其中 k 是一个与行星无关的常数，这个常数只与T2中心天体有关，B 正确。2【答案】 AB【点拨】地心说是把地球看作静止不动的，其他星体都绕地球运动，是以地球为参考系的。日心说认为太阳是静止不动的，其他行星都绕太阳匀速圆周运动，是以太阳为参考系的。两者是两种对立的观点，日心说的代表人物是哥白尼，A、 B 正确。3【答案】 B【点拨】根据万有引力定律的内容可知，B 正确。4【答案】 D【点拨】 根据地面上物体所受的重力等于物体与地球间的万有引力，只要测出了万有引力常量，就可求出地球质量。所以，卡文迪许被称为称出
8、地球质量的人。D错误，本题答案为D。5【答案】 B【点拨】根据开普勒第三定律可求出T5.8天， B 正确。6【答案】 C【点拨】在星球表面，忽略星球的自转，认为重力等于万有引力，即G Mmmg , 得R2gGM2 ，代入数值得 g =25g0 ， C 正确。R97【答案】 A【点拨】 物体所受的重力近似等于万有引力，Mmmg ， G Mmmg0 ，由以上两G( R h)2R2式可得g 0R2 1 16， A 正确。gh) 2( R3名校名 推荐8【答案】 C【点拨】绳子能够承受的最大拉力T mg地 + ma地 60N，在月球上Tmg月+ma月 ，有以上两2式解得 a 月 18.3 m/s。9【
9、答案】卡文迪许【点拨】引力常量的测定是卡文迪许通过扭秤实验测出的。10【答案】冥王星；水星【点拨】根据开普勒第三定律，轨道半径越大，周期越长，角速度越小。所以，离太阳近的水星角速度大，离太阳远的冥王星周期最长。11【答案】3 14433地R木【点拨】地球公转周期即一个地球年，由开普勒第三定律R可解。T地2T木212【答案】 1 3600【点拨】在地球表面有： G Mmmg ；地球对月球的万有引力产生月球的向心加速度，有R2G Mmm a ，两式联立得： g a1 3600。(60R)213【答案】 6.5 10 11【点拨】由万有引力定律公式 FG m1m2 ，通过计算可求出G值。r 2三、计
10、算题：14【答案】lx4 L【解析】由题意知，小平面镜反射的光线旋转的角度为：=xL由光的反射定律知， 在入射光线方向不变的情况下， 反射光线旋转的角度是平面镜旋转角度的 2 倍，故平面镜与 T 形架旋转的角度为：= 1 =x22L根据几何关系知，小球向大球移动的距离为：x = 1 l= 1 l=x 。244L15【答案】 36300km【解析】 设人造地球卫星轨道半径为 R1，周期为 T1，卫星随着地球一起转动，若相对地面静止，则卫星的周期和地球自转的周期应相同，周期为一天。设月球的轨道半径为R2，周期为 T2，由开普勒定律得：R13R23T12T224名校名 推荐解得： R1 6.67 R地卫星离地面的高度为：HR1 R地 5.67 R 地 36300km。5