第三章 万有引力定律 章末综合测评
一、单选题
1.(2022届江苏省新高考基地学校高三(下)3月第三次大联考物理试题)2021年4月29日,天和核心舱用火箭成功送入预定轨道,开启了中国航天的新篇章。火箭在点以速度进入椭圆轨道Ⅰ,之后立即关闭发动机沿轨道Ⅰ运动到点,此时速度为,然后在点点火加速,以速度进入半径为的圆形轨道Ⅱ,如图所示,则( )
A. B.
C.火箭刚到点的加速度为 D.火箭从运动到的时间大于
2.(2021·天津市红桥区教师发展中心高二学业考试)关于地球同步通信卫星,下列说法中正确的是( )
A.它只能分布在赤道上空一定高度处
B.已知它的质量是1.42T,若将它的质量增为2.84T,其同步的轨道的半径变为原来的2倍
C.它可以绕过北京的正上方,所以我国可以利用它进行电视转播
D.它的运行的速度是7.9km/s
3.(2022·河南信阳·二模)在寻找假想的第九大行星的过程中,天文学家发现了2018VG18“外海王星天体”,外海王星天体的实际运行轨道与计算中的轨道数据有偏差,而这通常被认为是受到了假想中第九行星(轨道处在太阳与外海王星天体之间)的引力扰动所致。如图所示,在运行轨道不变的情况下,当存在假想中的第九行星时,跟没有假想中的第九行星相比,2018VG18( )
A.公转向心加速度更大
B.平均速率更小
C.公转周期不变
D.公转周期更大
4.(2022·辽宁·沈阳市第一二〇中学高三开学考试)2021年的10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火升空,并于6时56分完成载人飞船与空间站组合体的自主快速交会对接,这次我们的三名宇航员将在太空中驻扎半年之久。已知空间站在距离地球约的高度,每90分钟绕地球一圈,1天之内将经历16次日出日落。下列说法正确的是( )
A.知道空间站的周期、轨道高度和引力常量G,可求出空间站质量
B.仅知道空间站的周期、轨道半径和引力常量G,可求出地球的质量
C.空间站的运行角速度小于地球同步卫星运行的角速度
D.空间站内宇航员处于完全失重状态,地球对空间站内的宇航员没有引力作用
5.(2022·全国·高三专题练习)如图所示,a为地球赤道上的物体,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星,c为地球同步卫星。则下列说法正确的是( )
A.角速度的大小关系是ωa<ωb
B.向心加速度的大小关系是aa>ab
C.线速度的大小关系是va>vb
D.周期的大小关系是Ta6.(2022·福建宁德·一模)2021年4月29日,中国空间站天和核心舱发射升空;5月29日,天舟二号货运飞船与天和核心舱对接;6月17日,神舟十二号载人飞船与天和核心舱对接……中国空间站预计在2022年前后建成。该空间站轨道高度约为,周期约,若地面的重力加速度为g,地球的半径。则( )
A.空间站内宇航员处于完全失重状态
B.空间站的速度大于第一宇宙速度
C.空间站内字航员的加速度为
D.空间站每就经过地面同一位置的上空
7.(2022·安徽·高三开学考试)2021年10月16日,我国神舟十三号成功发射!翟志刚、王亚平、叶光富将在中国空间站驻留半年,从而为我国空间站的建设揭开新的篇章。设空间站绕地球做匀速圆周运动,周期为,将地球视为密度均匀的球体,若地球的密度保持不变,空间站距离地心的距离以及地球的半径均变为原来的2倍。则空间站围绕地球运转时的周期为( )
A.T B.2T C.4T D.8T
8.(2022·重庆·高三开学考试)北京时间2021年12月26日11时11分,中国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭,成功将资源一号02E卫星发射升空,并顺利进入预定圆形轨道。另有一卫星,其圆周运动的轨道半径为资源一号02E卫星轨道半径的倍,如图所示。下列说法正确的是( )
A.资源一号02E卫星运行的线速度大于
B.卫星与资源一号02E卫星的周期之比为
C.卫星与资源一号02E卫星的动能之比为
D.卫星与资源一号02E卫星运行的加速度大小之比为
9.(2022·云南昭通·高三阶段练习)2021 年10月16日,中国神舟十三号载人飞船与空间站完成对接,对接过程简化示意图如图所示,空间站在距地面约400km、半径为r2的圆轨道III上做匀速圆周运动。神舟十三号飞船在半径为r1的轨道I上绕地球做匀速圆周运动的周期为T1,通过变轨操作后,沿椭圆轨道II运动,到达A处与空间站对接后,随空间站在轨道III上做匀速圆周运动。已知地球同步卫星距地面的高度约为36000km,则( )
A.空间站绕地球运行的周期大于24小时
B.空间站绕地球运行的速度大于7. 9km/s
C.神舟十三号飞船沿轨道II运行的周期为
D.神舟十三号飞船在A点处减速和空间站完成对接
10.(2022·安徽宣城·高三期末)“天问一号”探测器于2020年7月23日成功发射,由长征五号运载火箭直接送入地火转移轨道,成为一颗人造行星,与地球、火星共同绕太阳公转,并逐渐远离地球,飞向火星,其运动轨道如图所示。若地球到太阳的平均距离为1Au(天文单位) ,火星到太阳的平均距离为1. 5Au,则“天问一号”在地火转移椭圆轨道上运动的周期约为( )
A.0.8年 B.1.4年 C.2.2年 D.2.6年
11.(2022·全国·高一课时练习)物体做曲线运动时,在某点附近极短时间内的运动可以看作是圆周运动,圆周运动的半径为该点的曲率半径。已知椭圆长轴端点处的曲率半径公式为ρ=,其中r1和r2分别是长轴的两个端点到焦点F的距离(如图甲)。如图乙,卫星在椭圆轨道Ⅰ上运行,运行到远地点A时,速率为v1,之后变轨进入轨道Ⅱ做速率为v2的匀速圆周运动。若椭圆轨道近地点位于地球表面附近,远地点到地心的距离是R',地球半径为R,则等于( )
A. B. C. D.
二、填空题
12.(2021·陕西金台·高一期中)如图所示,若忽略其他星体的影响,天体A、B可看做“双星系统”。已知天体A、B的质量分别为、,引力常量为G,它们绕O点运动的周期___________(填“相等”或“不相等”),天体A、B的线速度之比为___________
13.(2021·湖北·高一期中)开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动。“东方红一号”卫星是我国于1970年4月24日发射的第一颗人造地球卫星,由“长征一号”运载火箭送入近地点441km、远地点2368km的椭圆轨道,则“东方红一号”卫星在近地点的速度___________(填“大于”、“等于”或“小于”)在远地点的速度;已知地球同步卫星距地面高度为km,周期为24h,地球视为半径为km的球体,则“东方红一号”卫星运行的周期为__________h(结果保留一位有效数字)。
14.(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。
三、解答题
15.(2022·湖北省云梦县第一中学高一阶段练习)若已知火星半径为R,2021年2月,我国发射的火星探测器“天问一号”在距火星表面高为R的圆轨道上飞行,周期为T,引力常量为G,不考虑火星的自转,求:
(1)火星表面的重力加速度
(2)火星的密度
(3)火星表面的环绕速度
16.(2021·福建·晋江市第一中学高三阶段练习)我国已于2013年12月2日凌晨1∶30分使用长征三号乙运载火箭成功发射“嫦娥三号”。火箭加速是通过喷气发动机向后喷气实现的。设运载火箭和“嫦娥三号”的总质量为M,地面附近的重力加速度为g,地球半径为R,万有引力常量为G。
(1)用题给物理量表示地球的质量。
(2)假设在“嫦娥三号”舱内有一平台,平台上放有测试仪器,仪器对平台的压力可通过监控装置传送到地面。火箭从地面发射后以加速度竖直向上做匀加速直线运动,升到某一高度时,地面监控器显示“嫦娥三号”舱内测试仪器对平台的压力为发射前压力的,求此时火箭离地面的高度。
17.(2021·全国·高一课时练习)某网站报道:“最近某国发射了一颗人造环月卫星,卫星的质量为1000kg,环绕周期为1h……”一名同学对新闻的真实性感到怀疑.他认为:以该国的航天技术水平,近期不可能成功发射环月卫星,而且该网站公布的数据似乎存在问题。他准备用所学知识对该数据进行验证。
他记不清引力常量的数值且手边也没有可查找的资料,但他记得月球半径约为地球半径的,地球半径约为6400km,月球表面重力加速度约为地球表面的,地球表面的重力加速度g=9.8。他利用上述这些数据经过推导分析,进一步认定该新闻不真实。
根据上述数据,运用物理学知识,写出该同学可能会质疑的内容与推导判断过程。
18.(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。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
2.A
3.A
4.B
5.A
6.AC
7.A
8.D
9.C
10.B
11.A
12. 相等 m2:m1
13. 大于 2
14. 2
15.(1);(2);(3)
16.(1)M地=;(2)
17.这是一则假新闻
18.(1) ;(2)
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