正确率60.0%关于万有引力和行星运动规律,下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$
A.开普勒利用自己观测的行星运动数据,发现行星绕太阳做匀速圆周运动
B.牛顿提出了万有引力定律,并计算出了地球的质量
C.“月$${{−}}$$地检验”中比较的是月球绕地球公转的向心加速度和赤道上物体随地球自转的向心加速度
D.开普勒行星运动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
2、['物理学史、物理常识、研究方法', '引力常量及其测定', '万有引力定律的发现、内容及适用范围', '开普勒行星运动定律', '伽利略的理想斜面实验']正确率60.0%下列叙述符合历史事实的是()
C
A.亚里士多德提出了力是改变物体运动状态的原因
B.牛顿总结出了行星运动的三大规律
C.卡文迪许最早测出引力常量
D.开普勒发现了万有引力定律
3、['万有引力定律的发现、内容及适用范围']正确率60.0%关于牛顿的万有引力定律,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$
D
A.万有引力定律是卡文迪许发现的
B.公式$$F=G \frac{m_{1} m_{2}} {r^{2}}$$中,引力恒量$${{G}}$$是一个只有数值没有单位的比例系数
C.由公式$$F=G \frac{m_{1} m_{2}} {r^{2}}$$,可求出任意两个物体之间万有引力
D.两个质点间的万有引力的大小与两个质点的质量乘积成正比,与其距离的平方成反比
4、['物理学史、物理常识、研究方法', '引力常量及其测定', '万有引力定律的发现、内容及适用范围', '开普勒行星运动定律']正确率60.0%下列关于物理学史说法中错误的是()
A
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.总结出关于行星运动三条定律的科学家是开普勒
C.总结出万有引力定律的物理学家是牛顿
D.第一次精确测量出万有引力常量的物理学家是卡文迪许
5、['万有引力定律的发现、内容及适用范围', '开普勒行星运动定律']正确率60.0%下列说法正确的是()
C
A.行星在远离太阳的过程中速度越来越大
B.所有行星轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同
C.行星轨道的长半轴越长,公转周期越大
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
6、['物理学史、物理常识、研究方法', '万有引力定律的发现、内容及适用范围', '开普勒行星运动定律']正确率80.0%下列说法不正确的是$${{(}{)}}$$
B
A.卡文迪许用扭秤测出引力常量的实验中采用了放大法
B.开普勒总结出行星运动的三大定律,并提出了万有引力定律
C.引力常量有着重要的意义,卡文迪许也因此被称为“能称出地球质量的人”
D.牛顿的月$${{−}}$$地检验,证明了地球对地面的物体引力与行星对卫星的引力均遵循万有引力定律
7、['物理学史、物理常识、研究方法', '万有引力定律的发现、内容及适用范围']正确率40.0%因测量出万有引力常量$${{G}}$$的值,而被称作“第一个称量地球质量的人”的科学家是$${{(}{)}}$$
C
A.开普勒
B.伽利略
C.卡文迪许
D.哥白尼
8、['粒子与宇宙', '万有引力定律的常见应用', '万有引力定律的发现、内容及适用范围']正确率80.0%下列哪颗行星具有坚硬的岩石外壳$${{(}{)}}$$
A
A.水星
B.木星
C.土星
D.天王星
9、['物理学史、物理常识、研究方法', '万有引力定律的发现、内容及适用范围']正确率80.0%著名物理学家牛顿从苹果落地现象出发,发现了万有引力定律,从而说明学好物理要多观察,多思考。在物理学发展的历程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程,为物理学的建立,做出了巨大的贡献。在对以下几位物理学家所做的科学贡献的叙述中,正确的是$${{(}{)}}$$
D
A.卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体,得出万有引力定律,并测出了引力常量$${{G}}$$的数值
B.地心说的代表人物是哥白尼,认为地球是宇宙的中心,其他星球都在绕地球运动
C.牛顿由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人
D.开普勒用了$${{2}{0}}$$年时间研究第谷的行星观测记录,发现了行星运动的三大定律
10、['向心力', '万有引力定律的发现、内容及适用范围']正确率80.0%$${{2}{0}{1}{9}}$$年$${{1}{0}}$$月$${{8}}$$日,瑞典皇家科学院宣布,将$${{2}{0}{1}{9}}$$年诺贝尔物理学奖的一半授予瑞士天文学家米歇尔$${{⋅}}$$麦耶与迪迪埃$${{⋅}}$$奎洛兹,以表彰他们发现了围绕主序星的首颗太阳系外行星。假设该行星的半径为$${{R}}$$,其赤道处的重力加速度为极地处重力加速度的$${{k}}$$倍$$( k < 1 )$$。若认为该行星为球体且质量分布均匀,则该行星的同步卫星距离其表面的高度为$${{(}{)}}$$
A
A.$$( {\sqrt{\frac{1} {1-k}}}-1 ) R$$
B.$$( {\root3} {\frac{1} {2-k}}-{\frac{1} {2}} ) R$$
C.$$( {\sqrt{\frac{2} {1-k}}}-1 ) R$$
D.$$( {\sqrt{\frac{1} {1-k}}}-2 ) R$$
1. 解析:
A. 错误。开普勒发现行星绕太阳做椭圆运动,而非匀速圆周运动。
B. 错误。牛顿提出了万有引力定律,但未计算出地球质量,卡文迪许通过扭秤实验首次测出地球质量。
C. 错误。“月−地检验”比较的是月球绕地球公转的向心加速度和地面物体自由落体加速度。
D. 正确。开普勒行星运动定律适用于任何中心天体系统。
2. 解析:
A. 错误。亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,伽利略提出力改变运动状态。
B. 错误。开普勒总结出行星运动三大规律,牛顿提出万有引力定律。
C. 正确。卡文迪许最早测出引力常量。
D. 错误。牛顿发现万有引力定律。
3. 解析:
A. 错误。万有引力定律由牛顿发现,卡文迪许测出引力常量。
B. 错误。引力常量 $$G$$ 有单位 $$N \cdot m^2/kg^2$$。
C. 错误。公式仅适用于质点或均匀球体。
D. 正确。万有引力大小与质量乘积成正比,与距离平方成反比。
4. 解析:
A. 错误。经典力学不适用于微观粒子(需量子力学)或高速运动(需相对论)。
B. 正确。开普勒总结行星运动三定律。
C. 正确。牛顿提出万有引力定律。
D. 正确。卡文迪许首次精确测量引力常量。
5. 解析:
A. 错误。行星远离太阳时速度减小(机械能守恒,势能增大导致动能减小)。
B. 错误。开普勒第三定律为半长轴三次方与周期平方的比值相同。
C. 正确。半长轴越长,周期越大。
D. 错误。万有引力定律普适于所有质量物体。
6. 解析:
A. 正确。卡文迪许用扭秤放大微小引力。
B. 错误。开普勒提出行星运动定律,牛顿提出万有引力定律。
C. 正确。引力常量用于计算地球质量。
D. 正确。月−地检验验证万有引力的普适性。
7. 解析:
C. 正确。卡文迪许测出 $$G$$ 并计算地球质量。
8. 解析:
A. 正确。水星为类地行星,具有岩石外壳。
B/C/D. 错误。木星、土星、天王星为气态巨行星。
9. 解析:
A. 错误。牛顿提出万有引力定律,卡文迪许测出 $$G$$。
B. 错误。地心说由托勒密完善,哥白尼提出日心说。
C. 错误。卡文迪许首次计算地球质量。
D. 正确。开普勒分析第谷数据提出行星运动三定律。
10. 解析:
设行星质量为 $$M$$,自转角速度为 $$\omega$$。极地重力加速度 $$g_p = \frac{GM}{R^2}$$,赤道重力加速度 $$g_e = g_p - \omega^2 R = k g_p$$。解得 $$\omega^2 = \frac{(1-k)GM}{R^3}$$。
同步卫星满足 $$\omega^2 = \frac{GM}{(R+h)^3}$$,联立得 $$(R+h)^3 = \frac{R^3}{1-k}$$,故 $$h = \left(\sqrt[3]{\frac{1}{1-k}} - 1\right)R$$。选项A正确。