第四章 万有引力定律及航天 章末滚动卷(Word版含答案)

第4章 万有引力定律及航天 章末滚动优选卷
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）宇航员登陆月球后，在离月球表面高h的位置静止释放一个石块，测得石块经时间t落到月表，已知月球的半径为R，则近月卫星的绕行速度大小为（　　）
A． B． C． D．
2．（2022·河北·高三专题练习）如图所示是地球唯一的天然卫星——月球与地球某时刻的位置关系。已知地、月的第一宇宙速度之比约为，近地卫星与近月卫星（运行轨道均可近似看做圆）的环绕周期之比约为，则地、月质量之比约为（　　）
A． B． C． D．
3．（2022·四川巴中·一模）2021年5月15日，天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，实现了从地月系到行星际的跨越，在火星上首次留下中国人的印迹。科学家设计了在火星表面从高为h处以初速度v0水平抛出一个小球，测得抛出点与落地点之间的距离为L，该火星的半径为R，万有引力常数为G，根据以上信息则可以求出（　　）
A．天文一号发出它收集到的信息到我控制中心的时间
B．火星的自转周期
C．天问一号探测器在火星表面上的重力
D．火星的质量
4．（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
5．（2021·江苏·淮安市淮安区教师发展中心学科研训处高二期中）北斗卫星导航系统（BDS）是我国自主研发的继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。该系统包括5颗地球同步卫星和30颗一般轨道卫星。关于其中的地球同步卫星，下列说法中正确的是（　　）
A．它运行的周期为24小时
B．它运行的线速度大于第一宇宙速度
C．它可以定点在淮安区文通塔的正上方
D．它到地面的距离比月球到地面的距离大
6．（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．
7．（2022·重庆·高三阶段练习）如图所示是同一卫星绕地球飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是轨道2的近地点，轨道1、2在A点相切，B点是轨道2的远地点，则下列说法中正确的是（　　）
A．三条轨道中，卫星在轨道1上绕地球运行的周期最大
B．卫星在轨道1上经过A点的速度小于卫星在轨道2上经过A点的速度
C．卫星在轨道1上的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
D．卫星在轨道1上经过A点的向心加速度大于卫星在轨道2上经过A点的向心加速度
8．（2017·四川·成都外国语学校高三期末）人类正在有计划地探索地球外其他星球，若宇宙空间某处有质量均匀分布的实心球形天体，宇航员在星球上可完成以下工作；1、测得A物体质量。2、测出离球面已知高度h平抛物体落地时间t。3、观测其卫星匀速圆周运动的周期T。4、测出此卫星离球面高度H。5、用弹簧测力计测得A物体在该天体的极地比赤道上重P，已知引力常量G。则下列有关推断正确的是（　　）
A．由3、4可推知星球质量
B．由1、5可推知星球同步卫星周期
C．由2、3、4可推知星球的第一宇宙速度
D．由1、2、5可推知该天体的密度
9．（2021·四川省南充高级中学高三阶段练习）使物体成为卫星的最小发射速度称为第一宇宙速度v1，而使物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度v2，v2与v1的关系是。已知某星球半径约为地球半径R的，该星球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度g的，地球的平均密度为，不计其他星球的影响，则该星球（　　）
A．平均密度为 B．质量为
C．第二宇宙速度为 D．自转周期是地球的
10．（2022·全国·高一课时练习）如图所示，将一半径为R、质量为M的均匀大球，沿直径挖去两个半径分别为大球半径一半的小球，并把其中一个放在球外与大球靠在一起，挖去小球的球心、球外小球的球心、大球的球心都在一条直线上，则大球中剩余部分与球外小球间的万有引力大小约为（　　）
A．0.01 B．0.02
C．0.05 D．0.04
11．（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
二、填空题
12．（2021·全国·高一课前预习）“称量”地球的质量
（1）思路：地球表面的物体，若不考虑地球自转的影响，物体的重力等于______；
（2）关系式：；
（3）结果：，只要知道g、R、G的值，就可计算出地球的质量；
（4）推广：若知道某星球表面的______和星球______，可计算出该星球的质量。
13．（2022·上海·模拟预测）天文学家发现冥王星的小卫星，其中卫星1绕冥王星运行轨道半径r1 = 19600 km，周期T1 = 6.34天。卫星2绕冥王星运行轨道半径r2 = 48000 km，则其周期T2约为______天，其线速度______卫星1的线速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
14．（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____________。
三、解答题
15．（2022·全国·高三专题练习）“嫦娥五号”月球探测器将于2020年发射，以完成“绕、落、回”三步走中的取样返回任务。假设“嫦娥五号”奔月后，经过一系列变轨动作，最终其轨道器在距月面100 km高度处做匀速圆周运动，着陆器在月面进行软着陆。若规定距月球中心无限远处的引力势能为零，则质量为m的物体离月球中心距离为r时具有的引力势能可表示为，其中M为月球质量。已知月球半径约为1700 km，月球表面的重力加速度约为m/s2。
（1）若“嫦娥五号”轨道器的质量为1.0×103kg，试计算其在距月面100km的圆轨道上运行时的机械能；（结果保留2位小数）
（2）取样后着陆器要从月面起飞，与“嫦娥五号”轨道器对接，若对接时二者速度大小相同，着陆器的质量为150kg，试计算着陆器从月面起飞后发动机推力做的功。（不考虑着陆器上升时质量的变化，结果保留2位小数）
16．（2021·安徽天柱山学校 高三阶段练习）宇航员站在一星球表面上高h处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，小球落地时的位移为x。已知该星球的半径为R，不考虑星球自转，万有引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速度；
（2）该星球的第一宇宙速度。
17．（2021·福建省南平市高级中学高三阶段练习）2021年6月17日15时54分，神舟十二号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口，与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱（船）组合体，这是天和核心舱发射入轨后，首次与载人飞船进行的交会对接。目前，该组合体在距地面高度为h处的近圆轨道运行，已知地球半径为R，引力常量为G，该组合体绕地球运行的周期为T，忽略地球的自转。求：
（1）地球的质量；
（2）据报道，神舟十二号载人飞船的内部有一固定的压力传感器，质量为m的物体水平放置在压力传感器上，飞船竖直向上发射过程中，当上升到距地球表面某一高度时，飞船的加速度为a，舱内压力传感器的示数为F，地球表面的重力加速度为g，则此时飞船离地球表面的高度多大？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．A
3．D
4．A
5．A
6．C
7．B
8．C
9．A
10．D
11．A
12． 地球对物体的引力 重力加速度 半径
13． 24.3 小于
14．
15．（1）－1.34×109 J；（2）2.25×108 J
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）-R
答案第1页，共2页
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