第三章 万有引力定律 单元质量检测（Word版含答案）

第三章 万有引力定律 单元质量检测
一、单选题
1．（2022·辽宁丹东·高一期末）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，假设神舟十三号载人飞船在距地面高度为h的轨道做圆周运动。己知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）
A．神舟十三号载人飞船运行的周期为
B．神舟十三号载人飞船的线速度为
C．神舟十三号载人飞船轨道处的重力加速度为0
D．地球的平均密度为
2．（2022·浙江舟山·高一期末）2021年10月16日，“神舟十三号”飞船成功发射，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，并与“天和”核心舱顺利对接，如图所示。假设对接前它们在离地面高约为400km的同一轨道上一前一后绕地球做匀速圆周运动，则此时“神舟十三号”与“天和”核心舱（　　）
A．均处于平衡状态
B．向心加速度均小于9.8m/s2
C．运行周期均大于24h
D．“神舟十三号”若点火加速可以追上前面的“天和”核心舱
3．（2022·上海崇明·一模）2021年12月9日15点40分，“天宫课堂”第一课正式开讲，这是时隔8年之后，中国航天员再次在太空授课。若已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G，在距地面高度为h的空间站内有一质量为m水球，其引力加速度大小为（　　）
A．0 B． C． D．
4．（2022·陕西·宝鸡市陈仓区教育体育局教学研究室高一期末）学了牛顿第二定律，你对力与运动的关系的认识，由初中的定性提高到了定量层面。用拟人方式叙述，外力使物体产生加速度，物体不愿产生加速度，是因为物体具有惯性，就好像懒人的懒惰一样。形成于春秋的《考工记 辀人篇》中有“劝登马力，马力既竭，辀（音zhōu，古代的一种马车）犹能一取焉”，意思是马拉车时，马虽对车不再施力了，但车还能向前运动一段距离，这应是中国典籍对惯性的最早记载。关于惯性的下列说法正确的是（　　）
A．“天和核心舱”环绕地心做快慢恒定的圆周运动，是由于惯性
B．改变物体的运动状态或受力情况，物体的惯性大小随之改变
C．“天宫课堂”中授课的王亚平没有惯性
D．你现在的惯性大于你出生时的惯性
5．（2021·河南·模拟预测）2018年10月15日12时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭以“一箭双星”方式成功发射第三十九、四十颗北斗导航卫星。这两颗卫星都属于中圆轨道卫星，若已知这两颗中圆轨道卫星绕地球运动的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的倍，地球的质量是太阳质量的倍，则在相等的时间内这两颗中圆轨道卫星与地球的连线扫过的面积和地球与太阳的连线扫过的面积的比值是（　　）
A． B． C． D．
6．（2021·河南·模拟预测）物体甲放在赤道上随地球的自转做匀速圆周运动，物体乙环绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为、向心加速度大小为a。已知地球的半径为R，引力常量为G．则下列说法正确的是（　　）
A．甲的向心加速度大于a
B．甲的速度大于乙的速度
C．地球的密度为
D．地球北极点处的重力加速度大小为a
7．（2022·上海·模拟预测）2021年4月29日，我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行轨道距地面的高度为400 km左右，地球同步卫星距地面的高度接近36000 km。与地球同步卫星相比，该核心舱的（　　）
A．周期更长，向心加速度更大 B．周期更长，向心加速度更小
C．周期更短，向心加速度更小 D．周期更短，向心加速度更大
8．（2022·河北唐山·高一期末）瑞士天文学家迪迪埃·奎洛兹（Didier Queloz）因为“发现了围绕其他类太阳恒星运行的系外行星”而获得了2019年诺贝尔物理学奖。假设某一系外行星的半径为，质量为，公转半径为，公转周期为。一质量为的宇宙飞船围绕该系外行星做匀速圆周运动，半径为，周期为。不考虑其他天体的影响。已知引力常量为，则有（　　）
A． B． C． D．
9．（2021·湖北·模拟预测）恒星的引力坍缩的结果是形成一颗致密星，如白矮星、中子星、黑洞等，由于在引力坍缩中很有可能伴随着引力波的释放，通过对引力坍缩进行计算机数值模拟以预测其释放的引力波波形是当前引力波天文学界研究的课题之一、中子星（可视为均匀球体），自转周期为T0时恰能维持星体的稳定（不因自转而瓦解），当中子星的自转周期增为T=3T0时，某物体在该中子星“两极”所受重力与在“赤道”所受重力的比值为（　　）
A． B． C． D．
10．（2021·湖北·模拟预测）一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图甲所示，通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆叫作A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径。如图乙所示，行星绕太阳作椭圆运动，太阳在椭圆轨道的一个焦点上，近日点B和远日点C到太阳中心的距离分别为rB和rC，已知太阳质量为M，行星质量为m，万有引力常量为G，行星通过B点处的速率为vB，则椭圆轨道在B点的曲率半径和行星通过C点处的速率分别为（　　）
A． ， B． ，
C． ， D． ，
11．（2021·湖北·模拟预测）我国“嫦娥四号探月工程”实现了人类飞行器第一次在月球背面着陆，为此发射了提供通信中继服务的“鹊桥”卫星，并定点在如图所示的地月连线外侧的位置L处。“鹊桥”卫星与月球保持相对静止一起绕地球运动。“鹊桥”卫星、月球绕地球运动的加速度大小分别为a1、a2，线速度大小分别为v1、v2，周期分别为T1、T2，轨道半径分别为r1、r2，下列关系正确的是（　　）
A．T1＜T2 B．a1=a2=0 C．v1 >v2 D．
12．（2022·重庆·一模）2020年7月23日，在文昌发射站发射了首颗火星探测器“天问一号”，已知火星公转半径是地球公转半径的1.5倍，天问一号发射后沿霍曼转移轨道运动，可认为地球和火星在同一平面沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．地球绕太阳运动的加速度小于火星绕太阳运动的加速度
B．探测器沿霍曼轨道飞往火星过程中做减速运动
C．火星探测器“天问一号”的发射速度v应满足
D．探测器沿霍曼转移轨道运动的周期为个月
二、填空题
13．（2021·全国·高一课前预习）人造地球卫星
（1）______年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功.______年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功．为我国航天事业作出特殊贡献的科学家______被誉为“中国航天之父”；
（2）地球同步卫星的特点
地球同步卫星位于______上方高度约______处，因______，也称静止卫星．地球同步卫星与地球以______的角速度转动，周期与地球自转周期______。
14．（2021·全国·高一课前预习）计算天体的质量
（1）思路：质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动时，______充当向心力；
（2）关系式：；
（3）结论：，只要知道引力常量G，行星绕太阳运动的周期T和轨道半径r就可以计算出太阳的质量；
（4）推广：若已知引力常量G，卫星绕行星运动的周期和卫星与行星之间的距离，可计算出行星的质量。
15．（2021·全国·高一课前预习）发现未知天体
（1）海王星的发现：英国剑桥大学的学生______和法国年轻的天文学家______根据天王星的观测资料，利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道。1846年9月23日，德国的______在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星；
（2）其他天体的发现：海王星的轨道之外残存着太阳系形成初期遗留的物质，近100年来，人们发现了______、阋神星等几个较大的天体。
三、解答题
16．（2019·四川·成都七中实验学校高一期末）神舟飞船是中国自行研制，具有完全自主知识产权，已达到或优于国际第三代载人飞船技术的飞船。现有一艘神舟飞船处在距地面一定高度的圆形轨道上，测得飞船周期为T。已知地球半径R，地面处的重力加速度g，引力常量为G。
（1）求地球的质量表达式；
（2）计算飞船的离地高度。
17．（2021·福建·厦门市国祺中学高一阶段练习）一火星探测器着陆火星之前，需经历动力减速、悬停避障两个阶段。在动力减速阶段，探测器速度大小由减小到0，历时。在悬停避障阶段，探测器启用最大推力为的变推力发动机，在距火星表面约百米高度处悬停，寻找着陆点。已知火星半径约为地球半径的，火星质量约为地球质量的，地球表面重力加速度大小取，探测器在动力减速阶段的运动视为竖直向下的匀减速运动。求：
（1）在动力减速阶段，探测器的加速度大小和下降距离；
（2）在悬停避障阶段，能借助该变推力发动机实现悬停的探测器的最大质量。
18．（2021·福建·厦门一中高一期中）宇宙空间有两颗相距较远、中心距离为的星球A和星球B。在星球A上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，如图（a）所示，P由静止向下运动，其加速度与弹簧的压缩量间的关系如图（b）中实线所示。在星球B上用完全相同的弹簧和物体P完成同样的过程，其关系如图（b）中虚线所示（图中未知）。已知两星球密度相等。星球A的质量为，引力常量为G。假设两星球均为质量均匀分布的球体。
（1）求星球A和星球B的表面重力加速度的比值；
（2）求星球B的质量M；
（3）若将星球A和星球B看成是远离其他星球的双星模型，求两星球做匀速圆周运动的周期T。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．B
4．D
5．A
6．D
7．D
8．C
9．D
10．C
11．C
12．B
13． 1957 1970 钱学森 赤道 36000km 相对地面静止 相同 相同
14．万有引力
15． 亚当斯 勒维耶 伽勒 冥王星
16．（1）；（2）
17．（1），；（2）
18．(1)；(2)；(3)
答案第1页，共2页
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