第四章 万有引力定律及航天 章末综合训练(Word版含答案)

第4章 万有引力定律及航天 章末综合训练
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）新京报2021年2月10日晚报道：经历200余天的飞行，跋涉4.75亿千米，在距离火星400千米处成功的一脚刹车，中国自主研发的火星探测器“天问一号”顺利进入火星轨道。与地球相比，火星半径约为地球的一半，质量约为地球的，公转半径约为地球的1.5倍，下列说法正确的是（　　）
A．火星绕太阳公转的线速度约为地球绕太阳公转线速度的1.5倍
B．火星绕太阳运行的公转周期约为地球绕太阳公转周期的1.8倍
C．火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的2倍
D．火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
2．（2021·江苏·淮安市淮安区教师发展中心学科研训处高一期中）如图所示，在一张大桌子上放两个平面镜 M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点A。用力F按压两镜之间的桌面，则（　　）
A．F减小时，光点A向上移动
B．F增大时，光点A向上移动
C．无论F增大还是减小，光点A都向下移动
D．无论F增大还是减小，光点A都向上移动
3．（2022·河南驻马店·高三期末）2021年，某杂志上的一篇文章中描述了一颗质量达到木星级别的气态行星，绕银河系内的一顆白矮星做匀速圆周运动。已知地球绕太阳微圆周运动的轨道半径为r，若该白矮星的质量约为太阳的一半，气态行星绕白矮星做圆周运动的轨道半径约为3r。取1年，，，则可估算出该气态行星的角速度约为（　　）
A． B． C． D．
4．（2022·江苏淮安·高三阶段练习）2020年7月，我国用长征运载火箭将“天问一号”探测器发射升空，探测器在星箭分离后，进入地火转移轨道，如图所示，2021年5月在火星乌托邦平原着陆。则探测器（　　）
A．与火箭分离时的速度小于第一宇宙速度
B．每次经过P点时的速度相等
C．绕火星运行时在捕获轨道上的周期最大
D．绕火星运行时在不同轨道上与火星的连线每秒扫过的面积相等
5．（2022·河南南召·高三开学考试）月球绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为，线速度大小为。已知地球自转的周期为，引力常量为。则地球同步卫星的线速度大小为（　　）
A． B．
C． D．
6．（2022·全国·高一专题练习）2018 年 6 月 5 日，我国在西昌卫星发射中心成功发射“风云二号H星”。假设该卫星质量为 m，在离地面高度为 h 的轨道上绕 地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M，半径为 R，引力常量为 G，则地球对卫星的万有引力大小为（　　）
A．G B．G
C．G D．G
7．（2022·安徽·合肥一中高三阶段练习）2021年12月9日下午3：40宇航员王亚平时隔8年再次在太空授课！这次“天宫课堂”是王亚平、翟志刚、叶光富三名宇航员共同参与，王亚平担任主讲师，另外两人配合讲课并解答问题，他们在空间站内生动地演示了一系列完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m、距地球表面高度为h，地球质量为M、半径为R，引力常量为G，则飞船内的宇航员的加速度大小为（　　）
A．0 B． C． D．
8．（2022·全国·高一课时练习）如图所示，三个质量均为M的球分别位于圆环、半圆环和完整圆环的圆心， 圆环、半圆环分别是由与丙图中相同的完整圆环截去和一半所得，环的粗细忽略不计，若甲图中环对球的万有引力大小为F， 则乙图、丙图中环对球的万有引力大小分别为（　　）
A．F，2F B．F，0
C．F，2F D．F，F
9．（2022·浙江省龙游中学高二期末）2021 年 9 月 17 日 12 时许，北京航天飞行控制中心通过指令成功将神舟十二号载人飞船轨道舱与返回舱分离。17 日 13 时许，中国宇航员聂海胜、刘伯明、汤洪波顺利返回地球。飞船轨道舱运行在离地面高度约为 300km 的圆轨道上。下列说法正确的是（　　）
A．神州十二号运行的线速度小于地球同步卫星的线速度
B．神州十二号运行的角速度小于地球同步卫星的角速度
C．神州十二号运行的周期小于地球同步卫星的周期
D．神州十二号运行的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
10．（2022·上海·模拟预测）在半径为R1的K星球表面竖直向上提起一质量为m1的物体，拉力F与物体加速度a的关系如图线1所示。在半径为R2的T星球表面竖直向上提起一质量为m2的物体，拉力F与物体加速度a的关系如图线2所示。设两星球密度相等，质量分布均匀。则（　　）
A．m1：m2＝3：1，R1：R2＝1：2
B．m1：m2＝3：2，R1：R2＝3：1
C．m1：m2＝3：1，R1：R2＝2：3
D．m1：m2＝3：2，R1：R2＝2：1
11．（2022·湖北武昌·高三期末）021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名航天员送入太空并与天宫空间站顺利对接。飞船的运动可简化为如图所示的情境，圆形轨道2为天宫空间站运行轨道，椭圆轨道1为载人飞船运行轨道，两轨道相切于P点。已知轨道2的半径为r，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，地球的自转周期为T，轨道1的半长轴为a，引力常量为G，下列分析或结论正确的是（　　）
A．载人飞船若要由轨道1进入轨道2，需要在P点减速
B．载人飞船在轨道1上P点的加速度小于空间站在轨道2上P点的加速度
C．空间站在轨道2上运行的周期与飞船在轨道1上运行的周期之比为
D．由已知可求得地球的质量为
二、填空题
12．（2018·湖南隆回·高一期末）地球表面的重力加速度大小，地球的半径为，引力常量为，由此可推导出计算人造地球卫星的最小周期表达式___________；地球的平均密度表达式___________。
13．（2021·上海第二工业大学附属龚路中学高二期中）A、B两个物体相距L时，它们之间的万有引力为F；当它们相距3L时，它们之间的万有引力大小为_______F，这时物体A、B各自所受的万有引力大小之比为________。
14．（2020·云南省泸西县第一中学高一期中）宇航员到达一个半径为R、没有大气的星球上，捡起一个小石子将其沿水平方向以速度v0抛出，得出石子运动的频闪照片的一部分如图所示。已知背景方格最小格子的边长为L，频闪周期为T，完成下面的问题。
(1)石子抛出的初速度_______；
(2)该星球表面附近的重力加速度______；
(3)该星球的第一宇宙速度______。
三、解答题
15．（2021·江苏东台·高一阶段练习）“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为，飞行圈耗时，月球的半径为，引力常量为。求：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）月球的第一宇宙速度。
（2021·全国·高一课时练习）月球绕地球的运动可以近似看作匀速圆周运动。设月球绕地球运动的周期为T，月球中心到地心的距离为r，引力常量为G，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。利用这些已知条件，有多少种方法可以估算地球的质量？
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．B
2．A
3．C
4．C
5．A
6．D
7．B
8．B
9．C
10．A
11．C
12．
13．
14．
15．（1）；（2）
16．（1）；（2）
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