第四章 万有引力与航天 单元训练卷(Word版含答案)

第4章 万有引力与航天 单元优化训练卷
一、单选题
1．（2022届河北省石家庄市高三（下）教学质量检测（一）物理试题）我国天文学家通过“天眼”在武仙座球状星团中发现一个脉冲双星系统。如图所示，由恒星A与恒星B组成的双星系统绕其连线上的O点各自做匀速圆周运动，经观测可知恒星B的运行周期为T。若恒星A的质量为m，恒星B的质量为，引力常量为G，则恒星A与O点间的距离为（　　）
A． B． C． D．
2．（2022·四川成都·高三阶段练习）2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船成功对接中国空间站，随后2021年12月9日15时40分，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课。若中国空间站绕地球运行的轨道可视为圆轨道，绕行角速度为，离地面的高度为H，地球半径为R，万有引力常量为G。下列说法正确的是（　　）
A．若质量为m的王亚平站在飞船内，并与飞船保持相对静止，此时她对飞船的压力大小为
B．神舟十三号载人飞船在低轨道只需沿径向加速即可直接与高轨道的空间站实现对接
C．低轨道的神州十三号载人飞船通过持续向后喷射物质，实现与高轨道的空间站对接，在此过程中飞船总的机械能不变
D．地球的质量为
3．（2022·山东省青岛第十七中学高一期末）国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上。设东方红一号在近地点的加速度为；东方红二号的加速度为；固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为；则下列关系正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4．（2022·广东深圳·一模）2021年10月16日神舟十三号飞船顺利将3名航天员送入太空，并与天和核心舱对接。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动，离地面距离约为390km，地球半径约为6400km，地球表面的重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．核心舱的向心加速度小于g
B．核心舱运行速度大于7.9km/s
C．由题干条件可以求出地球的质量
D．考虑到稀薄大气的阻力，无动力补充，核心舱的速度会越来越小
5．（2022·重庆八中高三阶段练习）如图所示，卫星甲、乙均绕地心做匀速圆周运动，轨道平面互相垂直，乙的轨道半径是甲的倍。将两卫星和地心在同一直线且甲，乙位于地心同侧的位置称为“相遇”，则从某次“相遇”后，甲运动5圈的时间内，甲、乙卫星将“相遇”（　　）
A．2次 B．3次 C．4次 D．5次
6．（2022·云南师大附中高三阶段练习）2021年5月22日10点40分，中国火星探测器“天问一号”的火星车祝融号着陆火星表面。设想未来某天人类乘坐载人飞船到火星上开展科学实验：在距火星表面附近h处无初速释放一个小球，经时间t落至火星。已知火星的半径为R、引力常量为G，忽略火星自转，下列说法正确的是（　　）
A．火星表面加速度为
B．火星的平均密度为
C．火星的第一宇宙速度为
D．宇宙飞船绕火星做圆周运动的周期不小于
7．（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．
8．（2022·山西运城·高三期末）如图所示，2020年11月24日，中国长征五号运载火箭搭载着要去月球挖土的嫦娥五号月球探测器在海南文昌航天发射场成功发射，这是我国首次地外天体采样任务。12月6日，嫦娥五号上升器与在环月轨道等待的轨道器返回器组合体成功交会对接，将月球样品容器安全转移至返回器中，这是我国航天器首次实现月球轨道交会对接，轨道器返回器组合体与上升器成功分离后，进入环月等待阶段，准备择机返回地球。若轨道器返回器组合体绕月球做匀速圆周运动，周期为T，离月球表面高度为h，月球半径为R，万有引力常量为G，则（　　）
A．轨道器返回器组合体的运行速度为
B．月球的第一宇宙速度为
C．月球的质量为
D．月球表面的重力加速度为
9．（2022·江西·高三阶段练习）某兴趣小组想利用小孔成像实验估测太阳的密度。设计如图所示的装置，不透明的圆桶一端密封，中央有一小孔，另一端为半透明纸。将圆桶轴线正对太阳方向，可观察到太阳的像的直径为d。已知圆桶长为L，地球绕太阳公转周期为T。则估测太阳密度的表达式为（　　）
A． B． C． D．
10．（2021·云南昌宁·高二期中）2021年6月17日15时54分，“神舟十二号”载人飞船与“天和”核心舱成功对接，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，运行在距地面约为的近圆对接轨道。已知地球半径为，地球表面重力加速度大小为，不计地球自转的影响。则组合体绕地球运动的速度大小约为（　　）
A． B． C． D．
11．（2022·河北·模拟预测）我国首次火星探测任务“天问一号”探测器计划飞行约7个月抵达火星，并通过2至3个月的环绕飞行后着陆火星。如图所示，为关闭动力的“天问一号”探测器在火星引力作用下经椭圆轨道向火星靠近，然后绕火星做匀速圆周运动已知探测器绕火星做匀速圆周运动的半径为r，周期为T，引力常数为G，火星半径为R，下列说法正确的是（　　）
A．探测器在B处由椭圆轨道进入圆轨道必须点火加速
B．图中探测器在飞向B处的过程中，机械能不变
C．根据题中条件不能算出火星的密度
D．根据题中条件可以算出探测器在圆轨道受到火星引力大小
二、填空题
12．（2021·全国·高一期末）两行星A和B各有一颗卫星a和b，卫星的圆轨道接近各自行星表面，如果两行星质量之比MA∶MB＝2∶1，两行星半径之比RA∶RB＝1∶2，则两个卫星的线速度之比va∶vb＝________，周期之比Ta∶Tb＝________，向心加速度之比aa∶ab＝________。
13．（2021·云南·昆明一中高一期中）万有引力定律明确地向世人宣告，天上和地上的物体都遵循着完全相同的科学法则，月地检验是验证万有引力的论据之一，我们对其中部分内容进行了如下分析∶
（1）月球绕地球的运动可以近似看成是匀速圆周运动，轨道半径为r，周期为T。则月球的向心加速度大小可表示为________。月球的质量为m。则月球做圆周运动的向心力为_________；
（2）地球的质量为M，引力常量为G，根据万有引力定律可知，地球与月球之间的万有引力可表示为_______；月球做匀速圆周运动所需要的向心力由万有引力提供，通过整理计算可知∶GM=_______。
14．（2021·安徽·安庆九一六学校高一阶段练习）若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R，万有引力常量为G。则月球表面的重力加速度g月=___________，月球的质量m月=___________。
三、解答题
15．（2021·全国·高一课时练习）月球绕地球的运动可以近似看作匀速圆周运动。设月球绕地球运动的周期为T，月球中心到地心的距离为r，引力常量为G，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。利用这些已知条件，有多少种方法可以估算地球的质量？
16．（2021·江苏·南京市中华中学高三期中）“天问一号”是中国首个火星探测器，其名称来源于我国著名爱国主义诗人屈原的长诗《天问》。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，轨道半径为，已知火星的半径为，引力常量为，不考虑火星的自转。求：
（1）“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小；
（2）火星的质量；
（3）火星表面的重力加速度的大小。
17．（2021·甘肃·庆阳第六中学高一期中）假如将来的某一天你成为了一名优秀的宇航员，并成功登上了月球。当你乘宇宙飞船绕月球表面附近做匀速圆周运动时，测得宇宙飞船的周期为T；已知引力常量为G，月球半径为R，忽略月球的自转。根据以上信息，求：
（1）月球的质量；
（2）月球表面的重力加速度；
（3）月球上的第一宇宙速度。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．D
3．D
4．A
5．B
6．D
7．C
8．B
9．C
10．C
11．B
12． 2∶1 1∶4 8∶1
13．
14．
15．（1）；（2）；（3）
16．(1) ；(2) ；(3)
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