第4章 万有引力定律及航天 章末综合测试卷（Word版含答案）

第4章 万有引力定律及航天 章末综合测试卷
一、单选题
1．（2021·陕西·长安一中高二阶段练习）据报道，科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星。假设该行星质量约为地球质量的6.4倍，半径约为地球半径的2倍。那么，一个在地球表面能举起56 kg物体的人，在这个行星表面能举起的物体的质量约为(地球表面重力加速度g取10 m/s2) （　　）
A．35kg B．40 kg C．45 kg D．30 kg
2．（2021·湖南·长郡中学高二期末）2020年6月23日，北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射升空，至此，北斗系统全球组网正式成功。假设北斗系统中甲、乙两颗卫星在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，甲的轨道半径大于乙的轨道半径，则甲、乙的向心加速度大小a甲、a乙的关系为（　　）
A． B． C． D．无法确定
3．（2021·辽宁·大连市第一中学高三期中）在人类历史发展的长河中，围绕万有引力的研究，物理学家们经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践。在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是（　　）
A．开普勒通过分析第谷的天文观测数据，发现了万有引力定律
B．丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点
C．卡文迪什通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人
D．伽利略利用“地-月系统”验证了万有引力定律的正确性，使得万有引力定律得到了推广和更广泛的应用
4．（2021·江苏·高二学业考试）要使相距较远的两物体间的万有引力增加到原来的4倍，下列办法不可行的是（　　）
A．使两物体的质量各变成原来2倍，距离不变
B．使其中一个物体的质量增加到原来的4倍，距离不变
C．使两物体间的距离增为原来的，质量不变
D．使两物体间的距离和质量都减少原来的
5．（2021·湖南郴州·高一期末）若火星绕太阳运动轨道的半长轴为，公转周期为，则根据开普勒第三定律，下列关系式正确的是（　　）
A． B． C． D．
6．（2021·重庆一中高三期中）中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。假设系统中存在着a、b两颗卫星，它们绕地球做匀速圆周运动，两颗卫星到地球表面的距离分别为，（R为地球半径），如图所示，则（　　）
A．a、b两卫星的圆轨道的圆心可以与地心不重合
B．a、b两卫星运动的周期之比为
C．地球对a卫星的引力大于对b卫星的引力
D．a、b两卫星线速度的平方之比为3∶2
7．（2021·湖南郴州·高一期末）若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为。已知地球质量约为该行星质量的16倍，地球的半径为R，由此可知，该行星的半径约为（　　）
A． B．R C． D．
8．（2021·江苏·高三期中）2021年10月16日成功发射神舟十三号飞船，并与天和核心舱顺利完成交会对接，按照计划部署，神舟十三号航天员乘组在轨驻留六个月，对接后组合体在离地约390km的圆轨道上运动。下列说法正确的是（　　）
A．航天员在核心舱内不受重力作用
B．对接后由于质量增加，核心舱的运行速率变小
C．组合体的运行速率一定小于第一宇宙速度
D．神舟十三号飞船的发射速度可能大于第二宇宙速度
9．（2021·江苏省震泽中学高一阶段练习）如图所示，1、2分别是A、B两颗卫星绕地球运行的轨道，1为圆轨道，2为椭圆轨道，椭圆轨道的长轴（近地点和远地点间的距离）是圆轨道半径的4倍。P点为椭圆轨道的近地点；M点为椭圆轨道的远地点，TA是卫星A的周期。则下列说法正确的是（　　）
A．B卫星在由近地点向远地点运动过程中受到地球引力将先增大后减小。
B．地心与卫星B的连线在时间内扫过的面积为椭圆面积
C．卫星B的周期是卫星A的周期的8倍
D．1轨道圆心与2轨道的椭圆焦点重合
10．（2021·江苏·高二学业考试）2020年11月24日，长征五号运载火箭将嫦娥五号探测器成功送入预定轨道，开启了中国首次地外天体采样之旅。经过约112h的奔月飞行，嫦娥五号探测器在距离月面约400km处成功实施发动机点火制动，顺利进入环绕月球的椭圆轨道。11月29日20时23分，嫦娥五号探测器在近月点再次“刹车”，从椭圆轨道变为近似的圆形轨道（如图所示），为顺利落月做好了准备。探测器进入椭圆轨道后，在由近月点向远月点运动的过程中，始终受到月球的引力作用，这个引力的大小（　　）
A．保持不变 B．越来越大 C．越来越小 D．先变大后变小
11．（2021·安徽·合肥市第六中学高一期中）物体在不同星球表面做自由落体运动的加速度是不同的。若假设物体在地球和某星球上的相同高度做自由落体运动的时间之比为，则下列判断正确的是（　　）
A．地球和该星球表面的重力加速度大小之比为
B．地球和该星球表面的重力加速度大小之比为
C．物体在地球和该星球上落地时速度大小之比是
D．物体在地球和该星球上落地时速度大小之比是
二、填空题
12．（2018·湖南华容·高一期末）2009年5月，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。
13．（2020·安徽·合肥市第十一中学高一期末）已知地球表面的自由落体加速度为，地球半径为，则地球的“第一宇宙速度”是_____。若某个行星的半径是地球半径的倍，质量是地球的倍，则该行星表面的自由落体加速度是地球表面加速度的_____倍。
14．（2020·四川·树德中学高一阶段练习）据每日邮报2014年4月18日报道，美国国家航空航天局目前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星。假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球（引力视为恒力），经时间t落到地面。已知该行星半径为R，自转周期为T，万有引力常量为G，求：
(1)该行星的平均密度；
(2)如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面的高度h为多少
三、解答题
15．（2021·江苏·沛县教师发展中心高一阶段练习）随着“嫦娥”系列成功奔月和回收，我国宇航员登月步伐将进一步加快。假设宇航员驾驶宇宙飞船到达月球，他在月球表面做了一个实验：在离月球表面高度为处，将一小球以初速度水平抛出，测得水平射程为。已知月球的半径为，万有引力常量为。不考虑月球自转的影响。求：
（1）月球表面的重力加速度大小；
（2）月球的质量；
（3）月球的第一宇宙速度。
16．（2021·河北·武安市第一中学高一阶段练习）2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r。已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：
（1）火星的质量M；
（2）火星表面的重力加速度的大小g。
17．（2021·贵州铜仁·高一期末）科技的日新月异，加快了人类寻找地球外第二家园的步伐，我国的行星探测工程“天问系列”进展顺利，2021年5月15日，天同一号着陆器携带着祝融号火星车成功降落在火星乌托邦平原。科学家们观察到：祝融号在某次采掘火星表面泥土样品时，“手臂”边缘粘上一泥块，当她扬臂直立时，泥块刚好从静止开始下落，落至火星表面所用时间为，泥块下落高度等于祝融号展臂后的总高度，设火星的半径为，不考虑火星大气的影响，求：
（1）火星表面的重力加速度；
（2）到火星表面距离为绕其运转的卫星的线速度。
。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．A
3．C
4．D
5．D
6．D
7．A
8．C
9．D
10．C
11．B
12．（1）；（2）；（3）
13．（1）；（2）
14．（1）；（2）
15． 小于 小于
16．
17．(1)；(2)
答案第1页，共2页
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