2 . 阅读材料，回答下列问题。
2022年11月12日，我国空间站基本建成。如图所示，空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动，轨道半径为r。已知空间站的总质量为m，地球质量为M，地球半径为R，引力常量为G。

1．空间站绕地球做匀速圆周运动时受到地球的万有引力大小为______

A．

B．

C．

D．

2．关于做匀速圆周运动的人造地球卫星，轨道越高，下列说法中正确的是______

A．周期越大

B．角速度越大

C．线速度越大

D．向心加速度越大

3．如图所示为扭秤实验的装置图，下列说法正确的是______

A．牛顿通过该装置测出了引力常量G

B．卡文迪什通过该装置发现了万有引力定律

C．开普勒通过该装置提出了万有引力定律

D．该实验巧妙地利用了微小量放大思想

4．宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处。（取地球表面重力加速度，空气阻力不计）。
（1）求该星球表面附近的重力加速度；
（2）已知该星球的半径与地球半径之比为，求该星球的质量与地球质量之比。

3 . 牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但却无法算出两个天体之间万有引力的大小，为什么呢？最终哪位科学家通过什么方法解决了这个问题呢？引力常量的测定具有哪些意义呢？

4 . 法国物理学家库仑利用扭秤装置研究了静止点电荷间的相互作用力，并于 1785年发现了库仑定律。
1．如图所示为库仑扭秤实验装置，已知在平衡状态下，悬丝转动的角度α与库仑力 F的大小成正比。以下判断正确的是（　　）

A．若仅将C的电荷量减小一半，可能增为原来的两倍

B．若仅将C的电荷量减小一半，可能减为原来的一半

C．若仅将A、C间的距离增加一倍，将减为原来的一半

D．若仅将A、C间的距离减小一半，将增为原来的两倍

2．氢原子由带正电的原子核和核外电子组成，电子绕氢核做近似匀速圆周运动。氢原子内质子和电子间距离为，质子与电子的相关数据、引力常数、静电力常量见表。

	线度 （m）	质量 （kg）	电量（C）
质子	10-15	1.67×10-27	1.6×10-19
电子	10-18	9.1×10-31	1.6×10-19
G=6.67×10-11N·m2/kg2		k=9×109N·m2/C2

（1）电子受到原子核对其库仑力F_e，运动规律与卫星在行星的万有引力F_G作用下绕行星的圆周运动规律类似，其原因是F_G和F_e的大小都与相互作用物体间的_________成反比；
（2）在计算质子和电子间相互作用力的大小时_________（选择：A能；B不能）将二者视为质点和点电荷，依据是_________。
（3）质子与电子之间同时存在万有引力和库仑力，(      )
A. >>1             B. >1             C .<1                    D. <<1
3．1798年英国物理学家卡文迪许借鉴了库仑的扭秤实验，测定了万有引力常数。下列说法正确的是（　　）

A．卡文迪许扭秤实验和库仑扭秤实验的都用到了“微小量放大法”

B．两个实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式

C．卡文迪许扭秤实验需要确保研究小球为电中性

D．万有引力定律和库仑定律的相似性，说明了他们是同一种基本相互作用

4．考虑点电荷产生的电场的叠加
（1）如下图，平面内直线AB和CD垂直相交于O点，AB关于O点对称，CD关于O点对称，M是AO的中点，N是 OB的中点，在AB两点放置等量同种正点电荷，则D点的场强方向为_________；比较N、D两点电势：φ_N_________φ_D（选择：A大于；B等于； C小于）。

（2）如图，在（a，0）放置电荷量为q的正点电荷，在（0，a）放置电荷量为-q的负点电荷，在距P（a，a）为的某点处放置正点电荷Q，使得P点的电场强度为零。则Q的位置为________，电荷量为________。

6 . 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。已知T型架水平横梁长度为l，质量分别为m和m′的球，位于同一水平面内，当横梁处于力矩平衡状态时，测得m、m′连线长度为r，且与水平横梁垂直，同时测得石英丝的扭转角度为θ，由此得到扭转力矩kθ（k为扭转系数且已知），求引力常量的表达式（扭转力矩=力₁×力臂₁+力₂×力臂₂）（详细的推导过程）

7 . 简述如何在卡文迪许扭秤实验中用“放大法”测量T形架转动的微小角度。

8 . 在物理学中，常常用等效替代、类比、微小量放大等方法来研究问题。如在牛顿发现万有引力定律一百多年后，卡文迪许利用微小量放大法由实验测出了万有引力常量G的数值，如图为卡文迪许扭秤实验示意图。
（1）若在某次实验中，使用卡文迪许扭秤测出质量为和、球心间相距为r的两个小球之间引力的大小为F。写出万有引力常量G的表达式；
（2）若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球自转的影响，写出地球质量及地球平均密度的表达式。

9 . 在一次测定引力常量的实验中，已知一个质量是0.8kg的球，以的力吸引另一个质量是的球，若两球球心相距，则引力常量为多少？

10 . 引力常量和静电力常数都是由英国物理学家卡文迪许测出的．( )