第七章 万有引力与宇宙航行 单元综合卷（Word版含答案）

第七章 万有引力与宇宙航行 单元优选综合卷
一、单选题
1．（2022·内蒙古赤峰·高三期末）“天宫课堂”在2021年12月9日正式开讲，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课，王亚平说他们在距离地球的空间站中一天可以看列16次日出。已知地球半径为，万有引力常量，若只知上述条件，则不能确定的是（　　）
A．地球的质量 B．地球的第一宇宙速度
C．空间站的加速度 D．空间站的质量
2．（2022·广东·深圳中学高三阶段练习）2021年，中国的载人飞船成功与天和核心舱（距离地球表面约400km的高度）对接，中国人首次进入自己的空间站。关于地球的卫星及飞船空间站的运动，下列说法正确的是（　　）
A．地球卫星的运行轨道可以与地球表面任一纬线所决定的圆是共面同心圆
B．地球同步卫星的向心加速度与赤道上物体的向心加速度相同
C．该载人飞船的发射速度应大于地球的第一宇宙速度
D．飞船与空间站对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
3．（2019·河北·高二学业考试）“嫦娥四号”探测器在着陆月球前先绕月球做匀速圆周运动，其轨道半径为r。已知月球的质量为M，引力常量为G，“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的线速度大小为（　　）
A． B． C． D．
4．（2022·浙江台州·高二期末）2021年10月16日零时23分，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，零时33分载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将3名航天员送入太空并将在轨驻留六个月。在完成与天和核心舱顺利对接任务后，组合体在离地约390km的圆轨道上运动。下列说法正确的是（　　）
A．航天员可以在核心舱通过举哑铃健身
B．组合体的运行速率可以是
C．发射速度可以大于第二宇宙速度
D．对接后，核心舱的运行速率不变
5．（2022·广东韶关·一模）在“嫦娥五号”任务中，有一个重要环节，轨道器和返回器的组合体（简称“甲”）与上升器（简称“乙"）要在环月轨道上实现对接，以便将月壤样品从上升器转移到返回器中，再由返回器带回地球。对接之前，甲、乙分别在各自的轨道上做匀速圆周运动，且甲的轨道半径比乙小，如图所示，为了实现对接，处在低轨的甲要抬高轨道。下列说法正确的是（　　）
A．在甲抬高轨道之前，甲的线速度小于乙
B．甲可以通过减小速度来抬高轨道
C．在甲抬高轨道的过程中，月球对甲的万有引力逐渐增大
D．返回地球后，月壤样品的重量比在月球表面时大
6．（2022·云南·高二期末）2021年3月31日6时45分，“长征四号”丙运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，成功将“高分十二号”02星送入预定轨道。小谭同学根据相关资料，画出了“高分十二号”01星和02星绕地球做匀速圆周运动的轨道，已知两颗卫星距地面的高度分别为、，周期分别为和，地球半径为，则下列判断正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．（2022·广东·高三阶段练习）2021年11月23日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”丙遥三十七运载火箭成功发射“高分三号”02星。该卫星的成功发射将进一步提升我国卫星海陆观测能力，服务海洋强国建设和支撑“一带一路”倡议。已知卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，线速度大小为v，引力常量为G，则地球的质量为（　　）
A． B． C． D．
8．（2022·上海·模拟预测）一行星围绕某恒星做匀速圆周运动。由天文观测可得其运行周期为T、线速度为v，已知万有引力常量为G，则（　　）
A．行星运动的轨道半径为
B．行星的质量为
C．恒星的质量为
D．恒星表面的重力加速度大小为
9．（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
10．（2021·河南·模拟预测）宇宙星辰浩瀚璀璨，中国航天风正帆悬。我国于2020年7月23日成功发射的“天问一号”火星探测器经过多次变轨，预计将于2021年5月份在火星着陆。如图所示，为“天问一号”火星探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图，轨道I为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道，两轨道相切于P点，下列说法正确的是（　　）
A．“天问一号”在轨道Ⅰ运动的周期小于在轨道Ⅱ运动的周期
B．若已知“天问一号”在轨道Ⅰ运动的半径、运动周期和引力常量，可算出火星的密度
C．“天问一号”减速下降登陆火星的过程中处于超重状态
D．“天问一号”在轨道Ⅰ上P点运行的速度一定小于在轨道Ⅱ上P点运行的速度
11．（2022·新疆·一模）已知“04星”绕地球做匀速圆周运动，地球相对“04星”的张角为，如图，地球的密度为，引力常量为G，则“04星”绕地球做匀速圆周运动的周期为（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
12．（2021·全国·高一课前预习）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。
13．（2021·全国·高二）“嫦娥三号卫星”简称“嫦娥三号”，专家称“三号星”，是嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第三颗人造绕月探月卫星。若“三号星”在离月球表面距离为h的圆形轨道绕月球飞行，周期为T1。若已知地球中心和月球中心距离为地球半径R的n倍，月球半径r，月球公转周期T2，引力常量G。则：月球的质量为______________；地球受月球的吸引力为____________。
14．（2021·甘肃·金昌市金川高级中学高一期中）随着科学技术的发展，人类已经实现了载人航天飞行，试回答下列问题∶
（1）载人航天飞船做近地飞行时的速度约为_____________km/s（已知地球半径R地=6400km，地球表面重力加速度g= 10m/s2）。
（2）航天飞船进入距地球表面3R地的轨道绕地球做圆周运动时，质量为64kg的宇航员的视重为_______ N； 实际所受重力为_____N。
三、解答题
15．（2021·福建·晋江市第一中学高三阶段练习）我国已于2013年12月2日凌晨1∶30分使用长征三号乙运载火箭成功发射“嫦娥三号”。火箭加速是通过喷气发动机向后喷气实现的。设运载火箭和“嫦娥三号”的总质量为M，地面附近的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G。
（1）用题给物理量表示地球的质量。
（2）假设在“嫦娥三号”舱内有一平台，平台上放有测试仪器，仪器对平台的压力可通过监控装置传送到地面。火箭从地面发射后以加速度竖直向上做匀加速直线运动，升到某一高度时，地面监控器显示“嫦娥三号”舱内测试仪器对平台的压力为发射前压力的，求此时火箭离地面的高度。
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·河北·张家口市宣化第一中学高一阶段练习）2021年5月15日我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星着陆，“祝融号”火星车已开展工作．若火星半径为，火星表面重力加速度大小为，万有引力常量为，忽略火星自转及其他天体的影响。求：
（1）火星的第一宇宙速度；
（2）火星的密度。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．A
4．D
5．D
6．C
7．C
8．C
9．D
10．C
11．B
12． 同一性质 2.70×10-3 0.276×10-3 相同
13．
14． 8 0 40
15．（1）M地=；（2）
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）
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