1、第3节 万有引力定律（满分100分，45分钟完成） 班级_姓名_目的要求：1了解地心说和日心说的两种不同观点，知道开普勒对行星运动的描述；2理解万有引力定律的含义；3了解卡文迪许实验装置。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
2、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
3、绕地球轨道半径的1/3，则此卫星运行的周期大约是 （ ）A14天B48天C816天D1620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（ ）A6倍B4倍C倍D12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 （ ）A116B161C19D918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/s2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、）A60m/s2 B20m/s2C18.3m/s2D10m/s2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_。11木星的公转周期为12个地球
5、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4.0103 kg，当它们相距4.0102 m时相互吸引的作用力是1.31010 N，则万有引力恒量G_Nm 2/kg2。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（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
6、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6.4103km）。参考答案一、选择题：1【答案】B【点拨】根据开普勒第三定律：，其中k是一个与行星无关的常数，
7、这个常数只与中心天体有关，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
8、的自转，认为重力等于万有引力，即,得，代入数值得，C正确。7【答案】A【点拨】物体所受的重力近似等于万有引力，由以上两式可得gg0116，A正确。8【答案】C【点拨】绳子能够承受的最大拉力Tmg地+ ma地60N，在月球上Tmg月+ma月，有以上两式解得a月18.3 m/s2。二、填空、实验题：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】【点拨】地球公转周期即一个地球年，由开普勒第三定律可解。12【答案】13600
9、【点拨】在地球表面有：；地球对月球的万有引力产生月球的向心加速度，有，两式联立得：ga13600。13【答案】6.51011【点拨】由万有引力定律公式，通过计算可求出G值。三、计算题：14【答案】【解析】由题意知，小平面镜反射的光线旋转的角度为：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：根据几何关系知，小球向大球移动的距离为：。15【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：解得：R16.67R地卫星离地面的高度为：HR1R地5.67 R地36300km。
