高中物理学科测试试卷

高中物理学科测试试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________一．单选题（共__小题）1．在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中，已知太阳对行星的引力表达式推出行星对太阳的引力表达式，是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是（）A．研究对象的选取B．理想化过程C．类比D．等效答案：C解析：解：牛顿发现太阳与行星间的引力过程中，根据牛顿第二定律和向心力公式得到太阳对行星的引力表达式为：F∝，即太阳对行星的引力与行星的质量成正比，与距离的二次方成反比；牛顿坚信自然界的物理规律都是对称的、简单的、和谐的，根据对称思想，得到行星对太阳的引力也遵循相同的规律：F∝，即行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与距离的二次方成反比；最后联立得到：F∝故选：C．2．下列关于万有引力定律的说法，正确的是（）A．万有引力定律是卡文迪许发现的B．万有引力定律适用于计算两质点之间或均匀球体之间的引力C．F=G中G是一个比例常数，它没有单位D．质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力答案：B解析：解：A、万有引力定律是牛顿发现的，而引力常量G是卡文迪许测得的，故A错误．B、万有引力具有普适性，适用自然界任何物体间的作用，故B正确．C、G是常数，但是有单位，其单位是：N•m2/kg2．故C错误．D、物体间的相互引力大小相等，属于作用力与反作用力，与质量大小无关，而是与质量的乘积成正比，故D错误．故选：B．3．下列说法中正确的是（）A．万有引力定律揭示了自然界有质量的物体间普遍存在的一种相互吸引力B．牛顿发现万有引力定律时，给出了引力常量的值C．引力常量G的单位是N•kg2/m2D．两个人站在一起，没有互相靠拢，是因为这时万有引力不存在答案：A解析：解：A、万有引力定律揭示了自然界有质量的物体间普遍存在的一种相互吸引力，故A正确B、牛顿发现万有引力定律时，卡文迪许测出了引力常量的值，故B错误C、根据牛顿的万有引力定律F=G，由m、M、R、F四个物理量的单位推导出G的单位．所以为N•m2/kg2，故C错误D、两个人间存在万有引力，但由于人的质量太小，两个人间的万有引力很小，万有引力在两个人间没有明显表现；故D错误故选A．4．关于开普勒第三定律，正确的理解是（）①公式，K是一个与行星无关的常量②若地球绕太阳转轨道的半长轴为a，周期为T1，月球绕地球运转轨道的半长轴为b，周期为T2，则③公式中的T表示行星运动的自转周期④公式中的T表示行星运动的公转周期．A．①②B．③④C．②③D．①④答案：D解析：解①由万有引力提供向心力的周期公式：，解得：，即公式中的，G、π为常数，M是中心天体的质量，故K是一个与行星无关的常量，故①正确．②地球绕太阳转轨道的半长轴为a，周期为T1，月球绕地球运转轨道的半长轴为b，周期为T2，因为地球和月球分别绕不同的中心天体，故不成立，故②错误．③由①可知，公式中的T表示行星绕中心天体的周期，故③错误，④正确．故D正确．故选：D．5．牛顿在推导太阳与行星间引力的过程中，（1）用到了下面规律中的某些：①开普勒第一定律②开普勒第二定律③开普勒第三定律④牛顿第一定律⑤牛顿第二定律⑥牛顿第三定律．其中正确的是哪些规律；（2）在牛顿发现太阳与行星间引力的过程中，由太阳对行星的引力表达式F∝推导出行星对太阳的引力表达式F∝，是一个很关键的论证步骤．这一步骤采用的论证方法是什么．（）A．①④⑤⑥；类比B．②③⑤⑥；等效C．①③④⑥；等效D．①③⑤⑥；类比答案：D解析：解：（1）牛顿发现太阳与行星间的引力过程中，根据牛顿第二定律和向心力公式得到太阳对行星的引力表达式为：F∝，即太阳对行星的引力与行星的质量成正比，与距离的二次方成反比；牛顿坚信自然界的物理规律都是对称的、简单的、和谐的，根据对称思想，得到行星对太阳的引力也遵循相同的规律：F∝，即行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与距离的二次方成反比；最后联立得到：F∝．故①③⑤⑥；（2）由上分析可知，采用的类比论证方法；故选：D．6．关于开普勒第三定律的公式=K，下列说法中正确的是（）①公式只适用于绕太阳作椭圆轨道运行的行星②公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星（或卫星）③式中的K值，对所有的行星（或卫星）都相等④围绕不同星球运行的行星（或卫星），其K值不同．A．①③B．②④C．③④D．①②答案：B解析：解：①：开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动．故①错误．②：开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动．故②正确．③：式中的k是与中心星体的质量有关．故③错误．④：式中的k是与中心星体的质量有关．故④正确．故应选：B7．人造卫星在太空绕地球运行中，若天线偶然折断，天线将（）A．继续和卫星一起沿轨道运行B．做平抛运动，落向地球C．由于惯性，沿轨道切线方向做匀速直线运动，远离地球D．做自由落体运动，落向地球答案：A解析：解：当地球对卫星的万有引力提供向心力时，质量为m人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动时，由：G=m得，v=．卫星的天线偶然折断了，质量为m0天线的线速度不变，其受到得万有引力恰好为天线提供绕地球做圆周运动的向心力，G=m0，解得v=．所以天线继续和卫星一起沿轨道做匀速圆周运动．故A正确，B、C、D错误．故选：A．8．在牛顿发表万有引力定律一百多年之后，卡文迪许首先精确测量了引力常量．在国际单位制中引力常量的单位是（）A．N•kg2B．N•m2C．N•kg2/m2D．N•m2/kg2答案：D解析：解：万有引力定律F=G公式中，质量m的单位为kg，距离r的单位为m，引力F的单位为N，由公式推导得出，G的单位为．故选D．9．牛顿提出太阳和行星间的引力F=G后，为证明地球表面的重力和地球对月球的引力是同种力，也遵循这个规律，他进行了“月-地检验”．“月-地检验”所运用的知识是（）A．开普勒三定律和牛顿第二定律B．开普勒三定律和圆周运动知识C．开普勒三定律和牛顿第三定律D．牛顿第二定律和和圆周运动知识答案：D解析：解：如果重力与星体间的引力是同种性质的力，都与距离的二次方成反比关系，那么，由于月心到地心的距离是地球的半径的N倍，月球绕地球做近似圆周运动，其向心加速度就应该是地球表面重力加速度的倍，在牛顿的时代，重力加速度已经比较精确的测定，也能精确的测定月球与地球的距离，月球公转的周期，从而能够算出月球运动的向心加速度．根据计算结果验证是否符合上述的“平方反比”关系．因此运用了牛顿第二定律与圆周运动知识，故D正确，ABC错误；故选：D．两个质量均为m的星体，其连线的垂直平分线为MN，O为两星体连线的中点，如图所示，一物体从O沿OM方向运动，则它所受到的万有引力大小F随距离r的变化情况大致正确的是（不考虑其他星体的影响）（）A ．B ．C ．D ．答案：B解析：解：因为在连线的中点时所受万有引力的和为零，当运动到很远很远时合力也为零（因为距离无穷大万有引力为零）而在其他位置不是零所以先增大后减小．设两个质量均为m 的星体的距离是2L ，物体质量是m ′，物体沿OM 方向运动距离是r 时， 它所受到的万有引力大小F=，故ACD 错误，B 正确；故选：B ．11．对于万有引力的表达式的理解，下列说法正确的是（ ） A ．当r 趋近于零时，m 1和m 2之间的引力趋近于无穷大B ．m 1和m 2之间的引力大小总是相等，与m 1和m 2是否相等无关C ．m 1和m 2之间的引力大小总是相等，方向相反，是一对平衡力D ．m 1和m 2之间的引力与它们的距离成反比答案：B解析：解：A 、万有引力是一种远程相互作用，在微观的距离上是不适用，距离趋近零时此公式不再适用，故A 错误．B 、万有引力作用是天体间的相互吸引，一定是等大反向，m 1和m 2之间的引力大小总是相等，与m 1和m 2是否相等无关，故B 正确．C 、万有引力作用是天体间的相互吸引，一定是等大反向，是作用力与反作用力的关系，故C 错误．D 、m 1和m 2之间的引力与它们的距离平方成反比，故D 错误．故选：B ．12．下列说法正确的是（）A．地心说的代表人物是哥白尼，认为地球是宇宙的中心，其它星球都在绕地球运动B．牛顿由于测出了万有引力常量而成为第一个计算出地球质量的人C．地球和太阳的连线与火星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等D．由=m r推出==k，可知k值只与中心天体质量有关答案：D解析：解：A、地心说的代表人物是托勒密，认为地球是宇宙的中心，其它星球都在绕地球运动，故A错误；B、卡文迪许由于测出了万有引力常量而成为第一个计算出地球质量的人，故B错误；C、对同一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，故C错误；D、由=m r推出==k，可知k值只与中心天体质量有关，故D正确；故选：D13．下列说法中正确的（）A．伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量B．据表达式F=G，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C．在开普勒第三定律=k中，k是一个与中心天体有关的常量D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力答案：C解析：解：A、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测得了引力常量，故A错误；B、表达式F=G，当r趋近于无穷远时，万有引力趋近于无穷小，当间距为零时，万有引力定律不适用，故B错误；C、开普勒第三定律=k中，k是一个与中心天体有关的常量，故C正确；D、物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对相互的作用力与反作用力，故D错误；故选：C．14．万有引力常量适应于任何两个物体，引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的最早证据．引力常量G不仅有大小，还有单位．下面哪个选项是用国际单位制中的基本单位来表示引力常量G的单位的（）A．N•m2/kg2B．N•m/kg2C．m3/（kg•s2）D．m3•kg2/s2答案：A解析：解：国际单位制中质量m、距离r、力F的单位分别是：kg、m、N，根据牛顿的万有引力定律F=G，得到G的单位是N•m2/s2．故选A15．万有引力常量G=6.67×10-11N•m2/kg2是由下述哪位物理学家测定的（）A．卡文迪许B．牛顿C．胡克D．开普勒答案：A解析：解：牛顿发现了万有引力定律F=G英国科学家卡文迪许利用扭秤装置，第一次测出了引力常量G，引力常量G=6.67×10-11N•m2/kg2．故选：A．16．下列有关万有引力说法正确的是（）A．一切物体之间都存在万有引力作用B．万有引力作用之存在于质点之间C．物体间的万有引力大小都可以用公式来求得D．万有引力定律是有卡文迪许发现的答案：A解析：解：A、自然界中的任意两个物体都是相互吸引的，故A正确；B、万有引力定律适用于自然界的任意两个物体之间，故B错误；C、两质点间的万有引力大小可以用公式求解，当两物体不可以看作质点时，用万有引力公式无法直接求解两物体间的引力，故C错误；D、牛顿发现万有引力定律，故D错误；故选A．17．下列关于万有引力定律的说法，正确的是（）A．万有引力定律是卡文迪许发现的B．万有引力定律适用于自然界中的任何两个物体之间C．万有引力定律公式F=中的G是一个比例常数，是没有单位的D．万有引力定律公式表明当r等于零时，万有引力为无穷大答案：B解析：解：A、万有引力定律是牛顿发现的，而引力常量G是卡文迪许测得的，故A错误．B、万有引力具有普适性，适用自然界任何物体间的作用，故B正确．C、G是常数，但是有单位，其单位是：N•m2/kg2．故C错误．D、r等于零时物体不能看做质点，万有引力仍然能用，但是r不再是物体间的距离，而要以微积分的方式来算物体间的万有引力，故D错误．18．下列说法正确的是（）A．牛顿测出了引力常量B．爱因斯坦提出了系统的电磁理论C．理想实验不能用于科学研究D．公式C=与B=取的定义方式相同答案：D解析：解：A、卡文迪许测出了引力常量，故A错误；B、麦克斯韦提出了系统的电磁理论，故B错误；C、理想实验以实际的实验为依据，抓住了客观事实的主要因素，忽略了次要因素，从而能够更深刻地揭示了自然规律．理想实验能用于科学研究，故C错误；D、公式C=与B=取的定义方式相同，都属于比值定义法，故D正确；故选：D．19．两艘质量各为1×107kg的轮船相距100m时，万有引力常量G=6.67×10-11N•m2/kg2，它们之间的万有引力相当于（）A．一个人的重量级B．一只鸡蛋的重量级C．一个西瓜的重量级D．一头牛的重量级答案：B解析：解：由万有引力定律：F=得：F==0.667NA：一个人的重量大约50kg约为：500N．故A错误．B：一只鸡蛋的重量大约50g，约为0.5N．故B正确．C：一个西瓜的重量大约10kg，约为100N．故C错误．D：一头牛的重量大约500kg，约为1000N．故D错误．故选：B20．万有引力定律中引力常量由卡文迪许比较精确测得，引力常量的单位用牛顿（N），米（m）和千克（kg）表示为（）A．N•kg2/m2B．N2•m2/kg2C．N•m2/kg2D．N•kg2/m2答案：C解析：解：万有引力定律F=公式中，质量m的单位为kg，距离r的单位为m，引力F的单位为N，由公式推导得出，G的单位为N•m2/kg2．故选：C．二．多选题（共__小题）21．（2016春•武汉月考）匀速圆周运动在科学史上曾经起过重要作用．下面列举的四位学者关于匀速圆周运动的论述，现在看来仍然正确的是（）A．古希腊思想家柏拉图认为“天体的运动是圆周运动，因为圆周运动是最完善的，不需要任何推动”B．德国天文学家开普勒认为“火星轨道不是一个圆周，而是一个椭圆，并且没有这样一点，火星绕该点的运动是匀速的”C．意大利物理学家伽利略在《两门新科学的对话》一书中指出：“任何速度一旦施加给一个运动着的物体，只要除去加速或减速的外因，此速度就可以保持不变，不过这是只能在水平而发生的一种情形．”他所说的“水平面”是指和球心等距离的球面D．英国科学家牛顿认为：匀速圆周运动的物体受到的向心力指向圆心，向心力的大小与单位时间内通过的弧长的平方成正比，与圆周轨道半径成反比答案：CD解析：解：A、柏拉图认为“天体的运动是圆周运动，因为圆周运动是最完善的，不需要任何推动”是错误的，依靠引力提供向心力，从而做匀速圆周运动的，故A错误；B、开普勒认为“火星轨道不是一个圆周，而是一个椭圆，并且没有这样一点，但火星绕该点的运动不是匀速的”，靠近点，则速度较大，远离点，则速度较小，故B错误；C、只要除去加速或减速的外因，即不受任何外力，则此速度就可以保持不变，做匀速直线运动，故C正确；D、依据向心力表达式F=，结合v=，向心力的大小与单位时间内通过的弧长的平方成正比，与圆周轨道半径成反比，且匀速圆周运动的物体受到的向心力指向圆心，故D正确；故选：CD．22．关于万有引力和天体运动，下列说法中正确的是（）A．人造地球卫星从半径较小的圆轨道变轨到半径较大的圆轨道后，卫星的速度和加速度都变小，卫星的周期和机械能都变大B．若已知两个未知天体近地卫星的周期相等，则这两个未知天体的平均密度也相等C．2010年，天文学家首次见证行星瓦解死亡的全过程，由万有引力的知识可以得出：行星之所以会瓦解主要是因为行星绕中心天体运行的公转速度过大所致D．若已知地球表面的重力加速度和人造卫星的高度，则可以计算出卫星绕地球运行的周期答案：AB解析：解：A、根据万有引力等于向心力得：=m=m=mav=，T=2π，a=，所以人造地球卫星从半径较小的圆轨道变轨到半径较大的圆轨道后，卫星的速度和加速度都变小，卫星的周期和机械能都变大．故A正确；B、若已知两个未知天体近地卫星的周期相等，T=2π=2π=，则这两个未知天体的平均密度也相等，故B正确；C、2010年，天文学家首次见证行星瓦解死亡的全过程，由万有引力的知识可以得出：行星之所以会瓦解主要是因为行星绕中心天体运行的自转速度过大所致，故C错误；D、根据万有引力等于向心力得：=m，r=R+h，其中GM=gR2，得T2=，所以要计算出卫星绕地球运行的周期还需要知道地球半径．故D错误；故选：AB．23．关于引力常量G的说法正确的是（）A．引力常量G是由牛顿通过月球与地球之间的万有引力计算出来的B．引力常量G是万有引力定律表达式的一个比例系数，所以没有单位C．引力常量G是由卡文迪许在实验室测得的D．引力常量G有单位，是N•m2/kg2答案：CD解析：解：A、万有引力定律F=G，在国际单位制中，G的数值等于两个质量各为1kg的质点，相距1m时的相互吸引力，故A错误；B、根据牛顿的万有引力定律F=G，由m、M、R、F四个物理量的单位推导出G的单位，所以为N•m2/kg2．故B错误，D正确．C、其值是由卡文迪许在实验室测得的，故C正确；故选CD．三．填空题（共__小题）24．发现万有引力定律的科学家是______，地球第一宇宙速度的大小为______km/s．答案：牛顿7.9解析：解：伽利略的理想斜面实验推论了物体不受力时运动规律，开普勒发现了行星运动的三大规律，牛顿在前人（开普勒、胡克、雷恩、哈雷）研究的基础上，凭借他超凡的数学能力，发现了万有引力定律，经过了100多年后，卡文迪许测量出了万有引力常量；第一宇宙速度是圆形近地轨道的环绕速度，根据重力等于向心力mg=m解得v==m/s=7900m/s=7.9km/s；故答案为：牛顿，7.9．25．1687年______正式发表了万有引力定律．但是因为缺少精密测量仪器，没有能测定万有引力常量G，这个问题困扰了科学家许多年．在发表万有引力定律100多年后的1798年，英国物理学家______首先作了精确的测量，其结果与现代更精密的测量结果很接近．被称为“称量地球质量的人”．地球的质量到底有多大？若已知地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，万有引力常量为G．不考虑地球自转的影响，请你根据这些已知量，表示地球的质量M=．答案：牛顿卡文迪许解析：解：1687年牛顿正式发表了万有引力定律．但是因为缺少精密测量仪器，没有能测定万有引力常量G，这个问题困扰了科学家许多年．在发表万有引力定律100多年后的1798年，英国物理学家卡文迪许首先作了精确的测量，其结果与现代更精密的测量结果很接近．被称为“称量地球质量的人”．根据地球表面万有引力等于重力得=mgM=，故答案为：牛顿，卡文迪许，．26．自然界中任何两个物体都互相吸引，引力的大小与物体的质量的______成正比，与它们间距离的______成反比．答案：乘积平方解析：解：根据万有引力定律的内容知，自然界中任意两个物体间的引力大小与两物体质量的乘积成正比，与两物体距离的平方成反比，公式为F=G．故答案为：乘积；平方．27．1789年，英国物理学家______利用______装置，第一次在实验室里比较准确地测得了引力常量．引力常量G=______．答案：卡文迪许扭秤6.67×10-11N•m2/kg2解析：解：牛顿发现了万有引力定律F=G，英国科学家卡文迪许利用扭秤装置，第一次测出了引力常量G，引力常量G=6.67×10-11N•m2/kg2．故答案为：卡文迪许，扭秤，6.67×10-11N•m2/kg2．四．简答题（共__小题）28．卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G．（1）为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是______A．减小石英丝的直径B．减小T型架横梁的长度C．利用平面镜对光线的反射D．增大刻度尺与平面镜的距离（2）图2为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的______（填“A”“B”或“C”）进行测量；示数如图3所示，该钢笔帽的内径为______mm．答案：解：（1）为了将微小量放大，该实验中采用了利用平面镜对光线的反射及增大刻度尺与平面镜的距离；故选CD；（2）测量内径时应使用内测量爪；故应选A；由图可知，主尺示数为11mm；游标部分第10格对应，故读数为：11+10×=11.50mm故答案为：（1）CD；（2）A，11.50解析：解：（1）为了将微小量放大，该实验中采用了利用平面镜对光线的反射及增大刻度尺与平面镜的距离；故选CD；（2）测量内径时应使用内测量爪；故应选A；由图可知，主尺示数为11mm；游标部分第10格对应，故读数为：11+10×=11.50mm故答案为：（1）CD；（2）A，11.5029．地面的重力加速度g和地球半径R在卡文迪许进行引力常量测量的实验之前就已知道，卡文迪许测出的引力常量为G，若不考虑地球自转的影响，根据上述已知条件，可以近似计算出地球的质量为______．答案：解：根据地球表面物体的万有引力等于重力，得，[MISSING IMAGE]=mg地球的质量M=，故答案为：．解析：解：根据地球表面物体的万有引力等于重力，得，=mg地球的质量M=，故答案为：．30．开普勒1609年一1619年发表了著名的开普勒行星运行三定律，其中第三定律的内容是：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等．万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，它于1687年发表在牛顿的《自然哲学的数学原理》中．（1）请根据开普勒行星运动定律和牛顿运动定律等推导万有引力定律（设行星绕太阳的运动可视为匀速圆周运动）；（2）牛顿通过“月-地检验”进一步说明了万有引力定律的正确性，请简述一下如何进行“月-地检验”？答案：解：（1）设行星的质量为m，太阳质量为M，行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为R，公转周期为T，太阳对行星的引力为F．太阳对行星的引力提供行星运动的向心力F=m（）2R=根据开普勒第三定律=K得T2=故F=根据牛顿第三定律，行星和太阳间的引力是相互的，太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，反过来，行星对太阳的引力大小与也与太阳的质量成正比．所以太阳对行星的引力F∝写成等式有F=G（G为常量）．（2）如果重力与星体间的引力是同种性质的力，都与距离的二次方成反比关系，那么，由于月心到地心的距离是地球的半径的N倍，月球绕地球做近似圆周运动，其向心加速度就应该是地球表面重力加速度的倍，在牛顿的时代，重力加速度已经比较精确的测定，也能精确的测定月球与地球的距离，月球公转的周期，从而能够算出月球运动的向心加速度．根据计算结果验证是否符合上述的“平方反比”关系．答：（1）推导如上所述；（2）简述如上说明．解析：解：（1）设行星的质量为m，太阳质量为M，行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为R，公转周期为T，太阳对行星的引力为F．太阳对行星的引力提供行星运动的向心力F=m（）2R=根据开普勒第三定律=K得T2=故F=根据牛顿第三定律，行星和太阳间的引力是相互的，太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，反过来，行星对太阳的引力大小与也与太阳的质量成正比．所以太阳对行星的引力F∝写成等式有F=G（G为常量）．（2）如果重力与星体间的引力是同种性质的力，都与距离的二次方成反比关系，那么，由于月心到地心的距离是地球的半径的N倍，月球绕地球做近似圆周运动，其向心加速度就应该是地球表面重力加速度的倍，在牛顿的时代，重力加速度已经比较精确的测定，也能精确的测定月球与地球的距离，月球公转的周期，从而能够算出月球运动的向心加速度．根据计算结果验证是否符合上述的“平方反比”关系．答：（1）推导如上所述；（2）简述如上说明．。