第4章 万有引力定律及航天 单元综合测试（Word版含答案）

万有引力定律及航天 单元综合测试
一、单选题
1．（2022·全国·模拟预测）已知地球半径为R，地球质量为m，太阳与地球中心间距为r，地球表面的重力加速度为g，地球绕太阳公转的周期为T，则太阳的质量为（　　）
A． B．
C． D．
2．（2022·辽宁·建平县实验中学高三开学考试）中国天宫空间站在距离地表380km的轨道做圆周运动，已知地球半径，地球表面的重力加速度，则空间站上的宇航员24小时内可以看到日出的次数为（　　）
A．1次 B．12次 C．16次 D．24次
3．（2022·四川·成都七中二模）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．
4．（2022·江西·高三阶段练习）2021年10月16日神州十三号飞船搭载三名中国宇航员成功发射并顺利完成在轨的相关对接，是中国作为航天强国的最新里程碑。已知空间站轨道离地高度为300km~360km，同步卫星离地高度约为3.6×104km。通过所学的相关知识，对空间站的在轨运行以下说法你认为正确的是（　　）
A．空间站运行一周的时间大于24h
B．因宇航员在空间站生活将长达6个月，因此必须把换下的衣服水洗后循环使用
C．空间站的运行速度大于7.9km/s
D．宇航员在舱内可正常使用弹簧测力计
5．（2022·江西新余·高三期末）我国首个月球探测计划“嫦娥工程”分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成，假设"嫦娥四号"探测器在距月球表面高度为6R的圆形轨道I上做匀速圆周运动，运行周期为T，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道III绕月球做匀速圆周运动，如图所示，己知月球半径为R，重力加速度约为g， 引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）
A．月球的质量可表示为
B．在轨道II上B点速率等于
C．“嫦娥四号”探测器在轨道II上的机械能大于轨道I上的机械能
D．“嫦娥四号”探测器在椭圆轨道II上的周期小于轨道I上的周期
6．（2021·安徽亳州·高一阶段练习）如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上， C是地球同步卫星。则以下判断正确的是（　　）
A．卫星C的运行速度大小大于地球的第一宇宙速度
B．A、B的线速度大小关系为
C．周期大小关系为
D．若卫星B要靠近C所在轨道，需要先加速
7．（2022·安徽马鞍山·一模）天文爱好者在对天宫空间站观测中发现，时间t内，它绕地心转过的角度为θ。空间站绕地球的运动可视为圆周运动，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，则空间站的离地高度为（　　）
A． B． C． D．
8．（2022·江西宜春·高三期末）一着陆器经过多次变轨后登陆火星的轨迹变化如图所示，着陆器先在轨道I上运动，经过P点启动变轨发动机然后切换到圆轨道Ⅱ上运动，经过一段时间后，再次经过P点时启动变轨发动机切换到椭圆轨道Ⅲ上运动。轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圈轨道的远火星点和近火星点，且PQ=5R（R为火星半径）。除了变轨瞬间，着陆器在轨道上运行时均处于无动力航行状态。着陆器在轨道I、Ⅱ、Ⅲ上经过P点的速度分别为v1、v2、v3，下列说法正确的是（　　）
A．v1B．着陆器在轨道Ⅲ上运动时，经过P点的加速度为
C．着陆器在轨道Ⅲ上运动时，经过P点的加速度为
D．着陆器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点所用的时间等于着陆器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点所用时间的倍
9．（2022·湖南娄底·高三期末）2021年6月17日“长征二号”运载火箭成功将“神舟十二号”载人飞船送入预定轨道，并顺利与“天和”核心舱对接形成组合体，如图所示。已知组合体距地面高度约为，地球半径约为6400km，同步卫星在轨道运行时离地面高度为36000km，则组合体在轨道做圆周运动时（　　）
A．加速度不小于10m/s2
B．宇航员对核心舱的压力为零，宇航员受到的合力为零
C．运行周期比同步卫星在轨运行周期大
D．线速度约为同步卫星在轨运行线速度的2.5倍
10．（2022·全国·模拟预测）在“嫦娥五号”任务中，有一个重要环节，轨道器和返回器的组合体（简称“甲”）与上升器（简称“乙"）要在环月轨道上实现对接，以便将月壤样品从上升器转移到返回器中，再由返回器带回地球。对接之前，甲、乙分别在各自的轨道上做匀速圆周运动，且甲的轨道半径比乙小，如图所示，为了实现对接，处在低轨的甲要抬高轨道。下列说法正确的是（　　）
A．在甲抬高轨道之前，甲的线速度小于乙
B．甲可以通过减小速度来抬高轨道
C．在甲抬高轨道的过程中，月球对甲的万有引力逐渐增大
D．返回地球后，月壤样品的重量比在月球表面时大
11．（2022·云南·高二期末）2021年3月31日6时45分，“长征四号”丙运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，成功将“高分十二号”02星送入预定轨道。小谭同学根据相关资料，画出了“高分十二号”01星和02星绕地球做匀速圆周运动的轨道，已知两颗卫星距地面的高度分别为、，周期分别为和，地球半径为，则下列判断正确的是（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
12．（2021·河南·许昌市第三高级中学高一阶段练习）假设地球自转速度达到使赤道上的物体“飘”起（完全失重），估算一下地球上的一天等于______h（地球赤道半径为6.4×106m，保留两位有效数字），若要使地球的半面始终朝着太阳，另半面始终背着太阳，地球自转的周期等于______d（天）（g取10m/s2）。
13．（2021·甘肃·金昌市金川高级中学高一期中）随着科学技术的发展，人类已经实现了载人航天飞行，试回答下列问题∶
（1）载人航天飞船做近地飞行时的速度约为_____________km/s（已知地球半径R地=6400km，地球表面重力加速度g= 10m/s2）。
（2）航天飞船进入距地球表面3R地的轨道绕地球做圆周运动时，质量为64kg的宇航员的视重为_______ N； 实际所受重力为_____N。
14．（2021·甘肃·青海油田一中高一期中）如图，一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F。如果在球体中央挖去半径为r=0.5R的一部分球体，则原球体剩余部分对质点P的万有引力大小为______；
三、解答题
15．（2021·江西·南昌市新建区第一中学高一阶段练习）中国航天事业取得的成果令世人瞩目。有两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动。已知其中一颗运行半径为r，另一颗运行半径为4r，试求：
（1）这两颗卫星的周期之比；（2）这两颗卫星的向心加速度之比；（3）这两颗卫星的线速度之比。
16．（2021·四川·射洪中学高一期中）我国航天航空一些领域在国际上处于领先地位，比如探月工程。“玉兔”二号于2019年1月13日成功登陆月球背面，成为人类了解月背的开拓者。已知月球半径为R，其表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，在不考虑自转的情况，求：（结果均用字母表达）
（1）月球的第一宇宙速度；（2）玉兔登陆前绕月球匀速圆周运动，其角速度为，求环绕轨道半径。
17．（2021·江苏·苏州中学高一期中）如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1（离地面高度可忽略），然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于点，轨道2、3相切于点。已知地球半径为，地球表面重力加速度为，轨道3离地面的高度为。求：（用题目中的字母表示）
（1）卫星在轨道1处的线速度大小；（2）卫星在轨道3的运行周期；（3）卫星在轨道2的运行周期。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．C
4．D
5．D
6．D
7．A
8．B
9．D
10．D
11．C
12． 1.4 365
13． 8 0 40
14．
15．（1）1：8；（2）16：1；（3）2：1
16．（1）；（2）
17．(1) ；(2) ；(3)
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