第4章 万有引力与航天 单元质量检测卷（Word版含答案）

第4章 万有引力与航天 单元质量检测卷
一、单选题
1．（2022·云南·巍山彝族回族自治县第二中学高二期末）2021年9月16日，神舟十二号载人飞船与空间站天和核心舱成功分离，神舟十二号航天员乘组已在空间站组合体工作生活了90天、刷新了中国航大员单次飞行任务太空驻留时间的记录。已知天和号核心舱在距离地面高度为的轨道上做匀速圆周运动，地球半径约为。则下列说法正确的是（　　）
A．天和号核心舱每天绕地球公转大于15圈
B．天和号核心舱绕地球运动的速度大于
C．神舟十二号载人飞船从低轨道变轨与天和号核心舱对接时需要减速
D．天和号核心舱绕地球运动的角速度小于地球同步卫星的角速度
2．（2021·湖北·十堰市教育科学研究院高一期末）天文学发现一个由A、B两颗星球组成的双星系统，观测到双星A、B间的距离为l，A星的运动周期为T，已知引力常量为G，则可求出（　　）
A．B星的质量 B．A、B两星球的总质量
C．A星的轨道半径 D．B星的线速度
3．（2020·广东·揭阳市揭东区教育局教研室高一期末）地球有a、b、c、d四颗卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；b处于地面附近的近地轨道上做圆周运动；c是地球同步卫星；d是高空探测卫星；各卫星排列位置如图所示，则关于a、b、c、d，下列选项中错误是（　　）
A．a的向心加速度等于重力加速度g B．b在相同时间内转过的弧长最长
C．c在4 h内转过的圆心角是 D．d的运动周期可能是30 h
4．（2021·江苏·扬州市江都区大桥高级中学高三开学考试）“天问一号”是中国自主设计的火星探测器，已于2021年3月到达火星。已知火星直径约为地球直径的50%，火星质量约为地球质量的10%，下列说法正确的是（　　）
A．“天问一号”的发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度
B．火星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大
C．“天问一号”在火星表面圆轨道上的绕行速度大于7.9km/s
D．火星近地卫星的周期大于地球近地卫星的周期
5．（2021·河南·高三阶段练习）两颗卫星在同一平面内的同方向绕地球做匀速圆周运动，卫星A是同步卫星，卫星B的轨道半径是卫星A的4倍，则卫星A与卫星B距离两次相邻最近的时间间隔约为（　　）
A．0.5天 B．1天 C．4天 D．天
6．（2021·湖北·高三阶段练习）2021年7月6日，天链一号05卫星顺利发射升空并成功进入预定轨道，天链系列卫星实现全球组网运行。如图为卫星变轨示意图，卫星在P点从椭圆轨道I进入同步轨道Ⅱ完成定轨，设卫星在轨道I和轨道Ⅱ上运行时，经过P点的速率分别为vI和vⅡ，单位时间内卫星与地球的连线扫过的面积分别为SI和SⅡ，周期分别为TI和TⅡ，卫星在P点的加速度为a，P点到地心的距离为r，下列关系式正确的是（　　）
A．vI>vⅡ B．SITⅡ
7．（2022·重庆·高三阶段练习）一宇航员到达半径为、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为的小球，上端固定在点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小随时间的变化规律如图乙所示。设、、引力常量以及和为已知量，忽略各种阻力。以下说法正确的是（　　）
A．小球在最高点的速度为零
B．该星球表面的重力加速度为
C．卫星绕该星球的第一宇宙速度为
D．该星球的密度为
8．（2021·陕西汉滨·高三期中）人造卫星在地球表面附近围绕地球做圆周运动的轨道如图所示，人造卫星每经过时间t通过的弧长为（R为地球的半径），该弧长对应的圆心角为（弧度）如图所示。已知引力常量为G，由此可推导地球的平均密度为（　　）
A． B． C． D．
9．（2021·吉林·东北师大附中高三阶段练习）火星是离太阳第四近的行星，也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星，为太阳系中第四颗类地行星之一。古汉语中因为它荧荧似火位置亮度时常变动让人无法捉摸而称之为荧惑。我国宇航员王跃曾与俄罗斯宇航员一起进行过“模拟登火星”实验活动。已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期也基本相同。地球表面重力加速度是g，若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，下述分析不正确的是（　　）
A．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是
B．火星上的同步“卫星”离火星表面的高度约是地球同步卫星离地表高度的
C．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍
D．王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍
10．（2022·全国·高三专题练习）有A、B两颗绕地球运动的人造卫星，其轨道分别为如图所示的Ⅰ和Ⅱ，轨道Ⅰ为半径为R的圆，轨道Ⅱ为长轴等于2R的椭圆，两轨道不在同一平面内，轨道Ⅱ上c、d两点距离轨道Ⅰ垂直距离均为L且是两轨道距离最近的两点，O点为地球球心位置，已知地球质量为M，万有引力常量为G。下列说法正确的是（　　）
A．A、B运行周期之比TA∶TB＝1∶1
B．若B经过c点时到A的距离为L，则下次距离为L时B恰好经过d点
C．若A的运行速率为v0，设B经过a点时的速率为v，则v＜v0
D．若Oa＝R，则B经过b点时的加速度与A的加速度之比为9∶4
11．（2021·安徽省亳州市第五完全中学高三期中）“探月热”方兴未艾，“嫦娥三号”于2013年12月2日发射升空，其所搭载的“玉兔”月球车成功降落月球。若已知月球质量为，半径为R，引力常量为G，以下说法正确的是（　　）
A．若在月球上以初速度竖直上抛一个物体，则物体上升的最大高度为
B．若在月球上以初速度竖直上抛一个物体，则物体落回到抛出点所用时间为
C．若在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最大运行速度为
D．若在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最小周期为
二、填空题
12．（2020·全国·高二课时练习）两个物体的质量分别是和，它们相距为r时，它们之间的引力为F。则：
(1)把改为2，其他条件不变，则引力为_____________F；
(2)把r改为2r，其他条件不变，则引力为____________F。
13．（2021·湖南华容·高一期末）已知地球半径为R，地球表面和重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转影响，则地球的质量为___________，卫星环绕地球运行的第一宇宙速度为___________，若某卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，则卫星的轨道半径为___________。
14．（2021·湖南华容·高一期末）航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道II，B点为轨道II的一点，如图所示，航天飞机在轨道II上经过A的速度______（填“大于”、“等于”或“小于”）在轨道I上经过A的速度；在轨道II上运动的周期______（填“大于”、“等于”或“小于”）在轨道I上运动的周期。
三、解答题
15．（2021·黑龙江·齐齐哈尔市教育局高一期末）中国首次火星探测任务命名为“天问一号”，2020年7月23日，天问一号探测器在文昌航天发射场发射升空；2021年2月10日，天问一号探测器顺利进入环火轨道；5月15日成功着陆火星；5月22日“祝融号”火星车成功驶上火星表面。已知天问一号探测器绕火星做匀速圆周运动的周期为T，距火星表面高度为h，火星半径为R，引力常量为G。求：
（1）火星的质量；
（2）火星表面的重力加速度。
16．（2021·山东聊城·高一期末）2021年5月15日7时18分，“天问一号”火星探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国成为第二个成功着陆火星的国家。若“天问一号”火星探测器被火星捕获后，环绕火星做“近火”匀速圆周运动N圈，用时为t。已知火星的半径为R，引力常量为G，求：
（1）火星的质量M；
（2）火星表面的重力加速度g。
17．（2021·河北·衡水市第十四中学高一期末）“天宫一号”货运飞船于2017年4月20日在海南文昌航天发射中心成功发射升空，完成了与天宫二号空间实验室的交会对接。已知地球的质量为M，引力常量为G，将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体。
（1）求飞船在距地面高度为h的圆轨道上运行时线速度的大小；
（2）已知地球的自转周期为T，求将质量为m的飞船停放在赤道上时飞船受到的重力。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．A
4．D
5．D
6．B
7．D
8．C
9．B
10．A
11．A
12．（1）；（2）
13．（1）；（2）
14．（1）；（2）
15． 2
16．
17． 小于 小于
答案第1页，共2页
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