第七章 万有引力与宇宙航行 单元优化测试卷(word版含答案)

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名称 第七章 万有引力与宇宙航行 单元优化测试卷(word版含答案)
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文件大小 423.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-01 08:14:38

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第七章 万有引力与宇宙航行 单元优化测试卷
一、单选题
1.2021年8月19日,长征四号乙遥五十运载火箭在太原卫星发射中心将用于科学研究、国土普查和地理测绘等领域的天绘二号02组卫星送入预定轨道,该卫星随后进入距地表约的近地轨道后做匀速圆周运动。已知万有引力常数、地球半径,地球表面重力加速度g。则下列说法正确的是( )
A.该卫星的轨道属于地球同步轨道
B.根据题目已知条件,可以估算该卫星的线速度大小
C.根据已知条件可以判断该卫星所受万有引力大小
D.该卫星在轨道上的角速度比月亮绕地球的角速度小
2.在浩瀚的天空,有成千上万颗的人造天体一直在运行。为研究某未知天体,人类发射了一颗探测器围绕该天体做圆周运动,如图所示。若测得该天体相对探测器的张角为θ,探测器绕该天体运动的周期为T,引力常量为G,则该天体的密度为(  )
A. B.
C. D.
3.万有引力定律是人类科学史上最伟大的发现之一,下列有关万有引力定律说法正确的是(  )
A.牛顿是通过实验证明总结归纳出了万有引力定律
B.由公式可知,当时,
C.月—地检验的结果证明万有引力与重力是两种不同性质的力
D.天文学家哈雷根据万有引力定律预言哈雷彗星的回归
4.深空探测是指脱离地球引力场,进入太阳系空间和宇宙空间的探测。科学家们将通过深空探测,在茫茫宇宙中寻找人类和地球起源的真相,在无穷无尽中寻找另一个神迹存在的可能性,证明人类并不孤独。假设我国发射的“搜神号”深空探测器,探测到一个新的双星系统,该系统是由两颗质量近似相等的恒星组成的,但观测发现,该双星系统周期的理论计算值是实际观测周期的k倍。在进一步的探测研究后,科学家们在两颗恒星连线中点发现了一个质量约为每颗恒星质量106倍的黑洞,成功解决了理论周期和实际周期不等的问题。由于黑洞质量远大于恒星质量,可忽略恒星间的作用力。根据以上信息可知k值约为(  )
A.3×103 B.2×103
C.4×10-4 D.5×10-4
5.如图所示,、两卫星在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动,卫星的运行周期为24h。已知引力常量为,地球的质量为、半径为,则下列说法正确的是(  )
A.地球赤道上的重力加速度大于
B.卫星所受地球引力大于卫星所受地球引力
C.卫星运行的周期小于24h
D.在相同时间内,卫星、卫星与地心连线扫过的面积相等
6.2021年8月24日19时15分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丙运载火箭,成功将融合试验卫星星送入预定轨道.“融合试验卫星星”是我国“星网”的首批试验卫星,这两颗卫星都将工作于距离地面高度的极地轨道.则这两颗卫星(  )
A.运行周期一定相同 B.受到地球引力一定相同
C.线速度一定相同 D.有可能与地面保持相对静止
7.我国成功发射的北斗系统导航卫星中,第53、54颗导航卫星正常运行的轨道半径比值为,二者质量的比值为n,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,两卫星绕地球运动可视为匀速圆周运动,下列说法正确的是(  )
A.若北斗导航卫星在绕地球运动的轨道上减速,卫星飞行高度将会升高
B.第53、54颗北斗导航卫星正常运行,绕地球运动的加速度大小之比为
C.第53、54颗北斗导航卫星正常运行,绕地球运动的动能之比为
D.第53、54颗北斗导航卫星正常运行,绕地球运动的角速度之比为
8.原计划的“铱”卫星通信系统是在距地球表面780 km的太空轨道上建立一个由77颗小卫星组成的星座。这些小卫星均匀分布在覆盖全球的7条轨道上,每条轨道上有11颗卫星,由于这一方案的卫星排布像化学元素“铱”原子的核外77个电子围绕原子核运动一样,所以称为“铱”星系统。后来改为由66颗卫星,分布在6条轨道上,每条轨道上由11颗卫星组成,仍称它为“铱”星系统。“铱”星系统的66颗卫星,其运行轨道的共同特点是(  )
A.以地轴为中心的圆形轨道 B.以地心为中心的圆形轨道
C.轨道平面必须处于赤道平面内 D.“铱”星运行轨道高于同步卫星轨道
9.宇宙中两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转,称为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的某点O做匀速圆周运动,如图所示,AO>OB,则(  )
A.星球A受到的引力一定大于星球B受到的引力
B.星球A的质量一定大于星球B的质量
C.星球A的角速度一定大于星球B的角速度
D.星球A的线速度一定大于星球B的线速度
10.为方便对天体物理学领域的研究以及实现对太空的进一步探索, 人类计划在太空中建立新型空间站,假设未来空间站结构如图甲所示。在空间站中设置一个如图乙所示绕中心轴旋转的超大型圆管作为生活区,圆管的内、外管壁平面与转轴的距离分别为R1、R2。当圆管以一定的角速度转动时,在管中相对管静止的人(可看作质点)便可以获得一个类似在地球表面的“重力”(即获得的加速度大小等于地球表面的重力加速度大小),以此降低因长期处于失重状态对身体健康造成的影响。已知地球质量为M,地球半径为R,引力常量为G,地球同步卫星轨道半径为r。当空间站在地球的同步轨道上运行时,为使管内的人获得类“重力”,下列说法正确的是(  )
A.当圆管转动时,人将会挤压内管壁
B.当圆管转动时,人处于完全失重状态
C.圆管绕中心轴转动的周期为
D.圆管绕中心轴转动的周期为
11.北斗卫星导航系统第三颗组网卫星(简称“三号卫星”)的工作轨道为地球同步轨道,设地球半径为R,“三号卫星”的离地高度为h,则关于地球赤道上静止的物体、地球近地环绕卫星和“三号卫星”的有关说法中错误的是(  )
A.赤道上物体与“三号卫星”的线速度之比为
B.赤道上物体与近地卫星的角速度之比为
C.赤道上物体与“三号卫星”的向心加速度之比为
D.近地卫星处与“三号卫星”处的重力加速度之比为
12.北斗卫星导航系统,简称BDS,是我国自行研制的全球卫星导航系统。北斗系统中包含多种卫星,如沿地球表面附近飞行的近地卫星,以及地球同步卫星等。图为某时刻从北极上空俯瞰的地球同步卫星A、近地卫星B和位于赤道地面上的观察点C的位置的示意图。地球可看作质量分布均匀的球体,卫星A、B绕地心的运动可看作沿逆时针方向的匀速圆周运动,其轨道与地球赤道在同一平面内,不考虑空气阻力及其他天体的影响。若从图所示位置开始计时,则经过时间t后,图中各个卫星的位置合理的是( )
A.B.C.D.
二、填空题
13.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。
14.万有引力定律
(1)内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的_____,引力的大小与物体的_____成正比、与它们之间_____成反比。
(2)表达式:F=G,其中G叫作引力常量。
15.月—地检验
(1)检验目的:检验地球绕太阳运动、月球绕地球运动的力与地球对树上苹果的引力是否为_____的力。
(2)检验方法:
(a)假设地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是同一种力,它们的表达式也应该满足F=_____。
(b)根据牛顿第二定律,月球绕地球做圆周运动的向心加速度a月=_____=_____(式中m地是地球质量,r是地球中心与月球中心的距离)。
(c)假设地球对苹果的吸引力也是同一种力,同理可知,苹果的自由落体加速度a苹==G(式中m地是地球的质量,R是地球中心与苹果间的距离)。
(d)=,由于r≈60R,所以=_____
(3)验证:
(a)苹果自由落体加速度a苹=g=9.8m/s2。
(b)月球中心到地球中心的距离r=3.8×108m,月球公转周期T=27.3 d≈2.36×106s,则a月=()2r≈_____m/s2(保留两位有效数字),≈_____(数值)≈(比例)。
(4)结论:地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力,与太阳、行星间的引力遵从_____的规律。
三、解答题
16.某球形行星“一昼夜”时间T=6h,在该行星上用弹簧测力计称同一物体的重量,发现其在“赤道”上的读数比在“南极”小9%;若设想该行星自转速度加快,在其“赤道”上的物体会自动“飘浮”起来,这时该行星的自转周期多大?
17.我国月球探测计划“嫦娥工程”已启动,科学家对月球的探索会越来越深入。
(1)若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动近似看作匀速圆周运动,试求出月球绕地球运动的轨道半径;
(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面某处以速度v0水平抛出一个小球,经过时间t,小球速度和水平方向成45°角。已知月球半径为R月,引力常量为G,试求出月球的质量M月。
18.宇宙中,两颗靠得比较近的恒星,受到彼此的万有引力作用而互相绕转,称为双星系统。双星以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动,不会因万有引力作用而吸在一起(不考虑其他天体对它们的影响)。已知双星的质量分别为m1和m2,相距L,求它们运转的角速度ω。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
2.A
3.D
4.B
5.C
6.A
7.B
8.B
9.D
10.C
11.A
12.D
13. 亚当斯 勒维耶 伽勒 冥王星
14. 连线上 质量 距离
15. 同一性质 2.70×10-3 0.276×10-3 相同
16.1.8h
17.(1);(2)
18.
答案第1页,共2页
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