第三章 万有引力定律 单元质量检测（Word版含答案）

第三章 万有引力定律 单元质量检测
一、单选题
1．（2022·江苏·扬州中学高三阶段练习）2021年2月，天问一号火星探测器成功进入周期为2个火星日的火星停泊轨道。已知停泊轨道近火点到火星表面的距离a、远火点到火星表面的距离b，火星的半径R，根据以上信息可以判断或求出（　　）
A．火星的质量
B．探测器在远火点运动的速率可能大于或等于火星的第一宇宙速度
C．火星表面的重力加速度
D．火星同步卫星的轨道半径
2．（2022·四川·成都七中高三开学考试）如图所示为“天问一号”火星探测器从地球奔向火星的运行轨道，探测器经地火转移轨道被火星捕获后，在火星捕获轨道围绕火星做椭圆运动，其中P点为远火点，Q点为近火点，在火星停泊轨道上进行适当的调整后运动到离轨着陆轨道。则（　　）
A．“天问一号”的发射速度应在地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之间，在停泊轨道上运行时的速度大于火星的第一宇宙速度
B．“天问一号”从地球无动力飞向火星的过程中，“天问一号”的势能增加，机械能增加
C．“天问一号”在捕获轨道上运行到Q点的速度一定大于其在停泊轨道上运行到Q点的速度
D．如要回收探测器，则探测器在停泊轨道上要减速才能进入地火转移轨道
3．（2021·天津市红桥区教师发展中心高一期末）中国北斗卫星导航系统(简称 BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继美国 GPS、俄罗斯 GLONASS 之后的第三个成熟的卫星导航系统。第三代北斗导航系统一共由 35 颗卫星组成。5 颗地球同步静止轨道卫星和 30 颗非静止轨道卫星组成。35 颗卫星在离地面 2 万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到 4 颗以上的卫星。北斗导航卫星与近地轨道（低于 2000 km）卫星相比（ ）
A．线速度更大 B．周期更长
C．角速度更大 D．向心加速度更大
4．（2022·湖北·荆州中学高三开学考试）2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，3名航天员进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。已知空间站轨道高度为400～450km，倾角为42～43°，设计寿命为10年，长期驻留3人，总重量可达180吨。关于空间站，下列判断正确的是（ ）
A．线速度大于第一宇宙速度
B．周期大于同步卫星的周期
C．角速度大于月球绕地球运行的角速度
D．向心加速度大于地面的重力加速度
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·云南·昆明一中高三阶段练习）2021年初，天问一号火星探测器进入环火轨道，我国成为世界上第一个通过一次任务实现火星环绕和着陆巡视探测的国家，假设天问一号在着陆之前绕火星做圆周运动的半径为r1、周期为T1；火星绕太阳做圆周运动的半径为r2、周期为T2，引力常量为G。根据以上条件能得出（　　）
A．天问一号的质量
B．太阳对火星的引力大小
C．火星的密度
D．关系式
7．（2022·江苏苏州·高三期末）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船采用自主快速交会对接方式，首次径向靠近空间站，如图所示。两者对接后所绕轨道视为圆轨道，绕行角速度为ω，距地高度为kR，R为地球半径，万有引力常量为G。下列说法中正确的是（　　）
A．神舟十三号在低轨只需沿径向加速可以直接与高轨的天宫空间站实现对接
B．地球表面重力加速度为
C．对接后的组合体的运行速度应大于7.9 km/s
D．地球的密度为
8．（2022·广东·高三阶段练习）2021年11月23日长征四号丙运载火箭将高分三号02星送入预定轨道，高分三号02星是由中国航天科技集团五院研制的海洋监视监测业务星，运行于距地球表面高度755km的太阳同步回归轨道，我国即将建成的空间站运行于距地球表面高度400km的圆轨道，地球的半径为6371km，高分三号02星和空间站绕地球的运动均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．高分三号02星的角速度比空间站的大
B．高分三号02星的线速度比空间站的大
C．根据题中信息，可以计算出地球的质量
D．根据题中信息，可以计算出高分三号02星与空间站的周期之比
9．（2022·重庆·模拟预测）我国2021年9月27日发射的试验十号卫星，轨道II与I、III相切于A、B两点，如图所示。停泊轨道I距地面约200km，卫星沿轨道I过A点的速度、加速度分别为v1、a1；卫星沿转移椭圆轨道II过A点的速度、加速度分别为v2、a2，过B点的速度、加速度分别为v3、a3；同步轨道III距地面约36000km，卫星沿轨道III过B点的速度、加速度分别为v4、a4。关于试验十号卫星，下列说法正确的是（ ）
A．a1a3 v2=v3
C．a3=a4 v310．（2022·广东高州·二模）如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道卫星，d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。则（　　）
A．a、b、c、d中，a的加速度最大 B．a、b、c、d中，b的线速度最大
C．a、b、c、d中，c的周期最大 D．a、b、c、d中，d的角速度最大
11．（2022·辽宁丹东·高三期末）2021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，假设神舟十三号载人飞船在距地面高度为h的轨道做圆周运动。己知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）
A．神舟十三号载人飞船运行的周期为
B．神舟十三号载人飞船的线速度为
C．神舟十三号载人飞船轨道处的重力加速度为0
D．地球的平均密度为
二、填空题
12．（2021·黑龙江·青冈县第一中学校高一期中）已知第一宇宙速度为7.9km/s，相应的卫星周期约84分钟，则实际任意一颗圆形轨道的人造卫星的线速度范围为___________7.9km/s（选填“≤”或“≥”），周期范围为___________84分钟（选填“≤”或“≥”）。
13．（2021·河南·开封市铁路中学高一期中）我国探月工程已顺利将“嫦娥一号”探测器送入极月圆形环月工作轨道，图为“嫦娥一号”探测器飞行路线示意图。
（1）在探测器飞离地球的过程中，地球对它的引力 _______（选填“增大”“减小”或“不变”。）
（2）已知月球与地球质量之比为M 月∶M 地=1∶81，当探测器飞到月球与地球连线上某点P时，它在此处所受地球引力与月球引力之比为4∶1，此时P到月球球心与地球球心的距离之比为 _____。
（3）结合图中信息，通过推理，可以得出的结论是( )
①探测器飞离地球时速度方向指向月球。
②探测器经过多次轨道修正，进入预定绕月轨道。
③探测器绕地球的旋转方向与绕月球的旋转方向一致。
④探测器进入月球轨道后，运行半径逐渐减小，直至到达预定轨道。
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
14．（2022·上海·模拟预测）2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。两颗中子星合并前某时刻，相距约。在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动，每秒转动12圈。其转速为地球自转转速的___________倍。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，可以估算出这一时刻两颗中子星的速率之和为___________。
三、解答题
15．（2022·天津河北·高三期末）2020年12月17日，嫦娥五号携带了4斤的月球土壤样本返回地球。2030年中国计划实现载人登月。到那时候我国宇航员可以在月球上进行一系列的物理实验。例如：在月球表面附近自高处以初速度水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为。已知月球半径为，万有引力常量为，不考虑月球自转影响。由以上的数据可求：
（1）月球的质量。
（2）若在月球表面附近上发射一颗卫星，求卫星绕月球做匀速圆周运动的周期。
16．（2021·四川·成都七中高三阶段练习）2021年8月30日，我国首次火星探测天问一号任务“祝融号”火星车驶上火星表面满100天，累计行驶1064米，如图所示。为减小沾在火星车太阳能板上的尘土对火星车的影响，“祝融号”火星车的太阳能板不仅涂了一层防尘的涂层，并且还以像蝴蝶一样扇动翅膀。若在扇动太阳能板时，沾在太阳能板边缘、距火星地面高度为h的某块尘土无初速下落，经过时间t落在地面上。已知引力常量为G，火星可视为半径为R、质量分布均匀的球体，忽略火星大气的影响。求：
（1）火星的质量M；
（2）火星的第一宇宙速度v1。
17．（2021·河南·驻马店市第二高级中学高三期中）2021年6月11日，天问一号探测器着陆火星首批科学影像图公布。质量为的天问一号在火星表面着陆前的动力减速阶段可看作竖直方向的匀变速直线运动，探测器发动机打开，会在火星表面附近经历一个时长为、速度由减速到零的过程。已知火星半径约为地球半径的二分之一，火星质量约为地球质量的八分之一，地球表面的重力加速度大小为，忽略火星大气阻力。求：
（1）火星表面的重力加速度大小；
（2）动力减速阶段着陆器受到的制动力大小。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．B
4．C
5．A
6．B
7．B
8．D
9．C
10．B
11．A
12．
13． 减小 2∶9 D
14．
15．（1）；（2）
16．（1） ；（2）
17．（1）；（2）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页