第七章 万有引力与宇宙航行 单元综合过关测试卷（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第七章 万有引力与宇宙航行 单元综合过关测试卷（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 769.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-18 20:45:13 | ||
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文档简介
第七章 万有引力与宇宙航行 单元综合过关测试卷
一、单选题
1．（2021·浙江·高二学业考试）2021年10月16日神州十三号飞船成功发射进入预定轨道，3名宇航员顺利进驻天和核心舱，开启6个月的在轨驻留，开展更多的空间科学实验与技术试验。核心舱轨道离地高度约为430km，地球同步卫星轨道离地约为36000km，若核心舱和同步卫星的运动均可看做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．核心舱的运行速度略大于第一宇宙速度
B．核心舱的运行速度小于同步卫星的运行速度
C．核心舱的运行周期小于同步卫星的运行周期
D．核心舱运行时的向心加速度小于同步卫星的向心加速度
2．（2021·江苏·泗阳县实验高级中学高二学业考试）太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，这个向心力的大小（ ）
A．与行星距太阳间的距离成正比
B．与行星距太阳间的距离的平方成正比
C．与行星距太阳间的距离成反比
D．与行星距太阳间的距离的平方成反比
3．（2021·四川·树德中学高三期中）地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a，地球的同步卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r1，向心加速度为a1，近地卫星向心加速度为a2，已知万有引力常量为G，地球半径为R，地球赤道表面的加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．在相同时间内同步卫星及近地卫星与地球球心连线扫过的面积相等
B．赤道上的物体与近地卫星向心加速度之比
C．地球质量
D．若地球自转变快，地球赤道表面的重力加速度g将变大
4．（2021·江苏·阜宁实验高中高二学业考试）下列关于三种宇宙速度的说法正确的是（ ）
A．第一宇宙速度v1＝7.9km/s，第二宇宙速度v2＝11.2 km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1，小于v2
B．美国发射的“凤凰”号火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度
C．第三宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运行的人造天体的最小发射速度
D．第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星环绕地球做圆周运动的最大运行速度
5．（2021·福建·高三阶段练习）2021年2月，我国“天问一号”火星探测器实现了对火星的环绕。若该探测器在近火星圆轨道运行的线速度为v，火星表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转，则火星的平均密度为（ ）
A． B． C． D．
6．（2022·上海·模拟预测）如图，我国发射的“高分五号”卫星，其轨道离地高度约为705km，而“高分四号”的轨道离地约为36000km。它们均绕地球做匀速圆周运动，则“高分五号”比“高分四号”小的物理量是（ ）
A．周期 B．角速度 C．线速度 D．加速度
7．（2022·浙江·高三专题练习）如图所示，地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的绕日公转轨迹则是一个非常扁的椭圆。下列说法错误的是（ ）
A．哈雷彗星与地球的公转周期可能相等
B．哈雷彗星在近日点的速度一定大于地球的公转速度
C．经过两公转轨道的交点时，哈雷彗星与地球的加速度一定相同
D．哈雷彗星从近日点运动至远日点的过程中动能减少，势能增加，机械能守恒
8．（2021·辽宁铁岭·高三阶段练习）2021年10月7日，神舟十三号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置，于北京时间6时56分，采用自主径向快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱（船）组合体。天舟二号、天舟三号货运飞船与天和核心舱是前向和后向交会对接，飞船与组合体在轨道同一水平面上，运动较为稳定。而径向交会对接方式，也就是以垂直的方式、径向的方式，垂直向上，从下面和组合体来进行交会对接，难度非常大。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H，R为地球半径，万有引力常量为G。下列说法中正确的是（ ）
A．神舟十三号的发射速度应大于地球的第二宇宙速度
B．神舟十三号在低轨只需沿径向加速可以直接与高轨的天和核心舱实现对接
C．神舟十三号载人飞船成功与天和核心舱对接，翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员顺感进入天和核心舱后处于完全失重状态，所以三者间的万有引力为0
D．地球的密度为
二、多选题
9．（2021·福建省连城县第一中学高三阶段练习）2021年11月24日4时30分，在中国文昌航天发射场，长征五号遥五运载火箭成功发射了探月工程嫦娥五号探测器，开启了中国首次地外天体采样返回之旅。假设“嫦娥五号”在月球着陆前，先在距离月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动，测得t时间内转过的圆心角为θ，已知月球半径为R，引力常量为G，则下列说法中正确的是（ ）
A．“嫦娥五号”的线速度大小为 B．“嫦娥五号”的运行周期为
C．月球的质量是 D．月球的质量是
10．（2021·山东·宁阳县第四中学高一阶段练习）如图所示，飞船在地面指挥控制中心的控制下，由近地点圆形轨道A，经椭圆轨道B转变到远地点的圆轨道C.轨道A与轨道B相切于P点，轨道B与轨道C相切于Q点，以下说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道B上由P向Q运动的过程中速率越来越小
B．卫星在轨道C上经过Q点的速率大于在轨道A上经过P点的速率
C．卫星在轨道B上经过P点的加速度与在轨道A上经过P点的加速度是相等的
D．卫星在轨道B上经过Q点的速度小于卫星在轨道C上经过Q点速度
11．（2021·山东潍坊·模拟预测）2021年10月16日，神州十三号载人飞船与天和核心舱“径向”对接成功，与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱（船）组合体。组合体在距离地面约为（R为地球半径）的圆形轨道上绕地球运行，地球表面的重力加速度为g，则组合体（ ）
A．线速度小于第一宇宙速度
B．运行周期大于地球同步卫星的周期
C．向心加速度大小约为
D．运行周期约为
三、填空题
12．（2021·福建福州·高三期中）如图是一次卫星发射过程，先将卫星发射进入绕地球的较低圆形轨道Ⅰ，然后在a点使卫星进入椭圆形的转移轨道Ⅱ，再在椭圆轨道的远地点b使卫星进入同步轨道Ⅲ，已知Oa距离为r、Ob距离为2r，则卫星在轨道Ⅰ的速率_______卫星在轨道Ⅲ的速率（填“大于”、“等于”或“小于”），卫星在轨道Ⅰ的周期与卫星在轨道Ⅲ的周期之比为_________。
13．（2021·全国·高一课前预习）发现未知天体
（1）海王星的发现：英国剑桥大学的学生______和法国年轻的天文学家______根据天王星的观测资料，利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道。1846年9月23日，德国的______在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星；
（2）其他天体的发现：海王星的轨道之外残存着太阳系形成初期遗留的物质，近100年来，人们发现了______、阋神星等几个较大的天体。
14．（2021·全国·高一课前预习）月—地检验
（1）检验目的：检验地球绕太阳运动、月球绕地球运动的力与地球对树上苹果的引力是否为_____的力。
（2）检验方法：
（a）假设地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是同一种力，它们的表达式也应该满足F=_____。
（b）根据牛顿第二定律，月球绕地球做圆周运动的向心加速度a月=_____=_____（式中m地是地球质量，r是地球中心与月球中心的距离）。
（c）假设地球对苹果的吸引力也是同一种力，同理可知，苹果的自由落体加速度a苹==G（式中m地是地球的质量，R是地球中心与苹果间的距离）。
（d）=，由于r≈60R，所以=_____
（3）验证：
（a）苹果自由落体加速度a苹=g=9.8m/s2。
（b）月球中心到地球中心的距离r=3.8×108m，月球公转周期T=27.3 d≈2.36×106s，则a月=（）2r≈_____m/s2（保留两位有效数字），≈_____（数值）≈（比例）。
（4）结论：地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从_____的规律。
四、解答题
15．（2021·全国·高三期中）根据平抛运动的规律知道，在地球表面某高度处水平抛出物体的速度越大，物体落地时距离抛出点就越远。请你根据所学物理学规律判断：是否存在某一临界速度v0，如果水平抛出物体的速度大于或等于v0，物体就永远不会落回地球表面，如果存在，请求出v0。设地球可看成是半径为R的球体，质量为M，引力常量为G，且忽略地球表面大气的阻力。
16．（2021·山东·高三期中）某卫星在地球赤道正上方做匀速圆周运动，其运行方向与地球自转方向相同，如图所示。已知地球的质量为M，卫星轨道半径为r，引力常量为G。
（1）求该卫星绕地球运动的速度v和周期T；
（2）在图中标出从赤道P处可以观察到卫星的范围所对应的圆心角。
17．（2021·全国·高一）太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。
地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
轨道半径 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30
根据题中信息，试计算
(1)火星相邻两次冲日的时间间隔。
(2)哪颗地外行星相邻两次冲日的时间间隔最长。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．D
3．B
4．D
5．C
6．A
7．A
8．D
9．BC
10．ACD
11．AC
12． 大于
13． 亚当斯 勒维耶 伽勒 冥王星
14． 同一性质 2.70×10-3 0.276×10-3 相同
15．存在，
16． ；
17．(1)2.2年；(2)火星
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2021·浙江·高二学业考试）2021年10月16日神州十三号飞船成功发射进入预定轨道，3名宇航员顺利进驻天和核心舱，开启6个月的在轨驻留，开展更多的空间科学实验与技术试验。核心舱轨道离地高度约为430km，地球同步卫星轨道离地约为36000km，若核心舱和同步卫星的运动均可看做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．核心舱的运行速度略大于第一宇宙速度
B．核心舱的运行速度小于同步卫星的运行速度
C．核心舱的运行周期小于同步卫星的运行周期
D．核心舱运行时的向心加速度小于同步卫星的向心加速度
2．（2021·江苏·泗阳县实验高级中学高二学业考试）太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，这个向心力的大小（ ）
A．与行星距太阳间的距离成正比
B．与行星距太阳间的距离的平方成正比
C．与行星距太阳间的距离成反比
D．与行星距太阳间的距离的平方成反比
3．（2021·四川·树德中学高三期中）地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a，地球的同步卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r1，向心加速度为a1，近地卫星向心加速度为a2，已知万有引力常量为G，地球半径为R，地球赤道表面的加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．在相同时间内同步卫星及近地卫星与地球球心连线扫过的面积相等
B．赤道上的物体与近地卫星向心加速度之比
C．地球质量
D．若地球自转变快，地球赤道表面的重力加速度g将变大
4．（2021·江苏·阜宁实验高中高二学业考试）下列关于三种宇宙速度的说法正确的是（ ）
A．第一宇宙速度v1＝7.9km/s，第二宇宙速度v2＝11.2 km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1，小于v2
B．美国发射的“凤凰”号火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度
C．第三宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运行的人造天体的最小发射速度
D．第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星环绕地球做圆周运动的最大运行速度
5．（2021·福建·高三阶段练习）2021年2月，我国“天问一号”火星探测器实现了对火星的环绕。若该探测器在近火星圆轨道运行的线速度为v，火星表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转，则火星的平均密度为（ ）
A． B． C． D．
6．（2022·上海·模拟预测）如图，我国发射的“高分五号”卫星，其轨道离地高度约为705km，而“高分四号”的轨道离地约为36000km。它们均绕地球做匀速圆周运动，则“高分五号”比“高分四号”小的物理量是（ ）
A．周期 B．角速度 C．线速度 D．加速度
7．（2022·浙江·高三专题练习）如图所示，地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的绕日公转轨迹则是一个非常扁的椭圆。下列说法错误的是（ ）
A．哈雷彗星与地球的公转周期可能相等
B．哈雷彗星在近日点的速度一定大于地球的公转速度
C．经过两公转轨道的交点时，哈雷彗星与地球的加速度一定相同
D．哈雷彗星从近日点运动至远日点的过程中动能减少，势能增加，机械能守恒
8．（2021·辽宁铁岭·高三阶段练习）2021年10月7日，神舟十三号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置，于北京时间6时56分，采用自主径向快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱（船）组合体。天舟二号、天舟三号货运飞船与天和核心舱是前向和后向交会对接，飞船与组合体在轨道同一水平面上，运动较为稳定。而径向交会对接方式，也就是以垂直的方式、径向的方式，垂直向上，从下面和组合体来进行交会对接，难度非常大。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H，R为地球半径，万有引力常量为G。下列说法中正确的是（ ）
A．神舟十三号的发射速度应大于地球的第二宇宙速度
B．神舟十三号在低轨只需沿径向加速可以直接与高轨的天和核心舱实现对接
C．神舟十三号载人飞船成功与天和核心舱对接，翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员顺感进入天和核心舱后处于完全失重状态，所以三者间的万有引力为0
D．地球的密度为
二、多选题
9．（2021·福建省连城县第一中学高三阶段练习）2021年11月24日4时30分，在中国文昌航天发射场，长征五号遥五运载火箭成功发射了探月工程嫦娥五号探测器，开启了中国首次地外天体采样返回之旅。假设“嫦娥五号”在月球着陆前，先在距离月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动，测得t时间内转过的圆心角为θ，已知月球半径为R，引力常量为G，则下列说法中正确的是（ ）
A．“嫦娥五号”的线速度大小为 B．“嫦娥五号”的运行周期为
C．月球的质量是 D．月球的质量是
10．（2021·山东·宁阳县第四中学高一阶段练习）如图所示，飞船在地面指挥控制中心的控制下，由近地点圆形轨道A，经椭圆轨道B转变到远地点的圆轨道C.轨道A与轨道B相切于P点，轨道B与轨道C相切于Q点，以下说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道B上由P向Q运动的过程中速率越来越小
B．卫星在轨道C上经过Q点的速率大于在轨道A上经过P点的速率
C．卫星在轨道B上经过P点的加速度与在轨道A上经过P点的加速度是相等的
D．卫星在轨道B上经过Q点的速度小于卫星在轨道C上经过Q点速度
11．（2021·山东潍坊·模拟预测）2021年10月16日，神州十三号载人飞船与天和核心舱“径向”对接成功，与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱（船）组合体。组合体在距离地面约为（R为地球半径）的圆形轨道上绕地球运行，地球表面的重力加速度为g，则组合体（ ）
A．线速度小于第一宇宙速度
B．运行周期大于地球同步卫星的周期
C．向心加速度大小约为
D．运行周期约为
三、填空题
12．（2021·福建福州·高三期中）如图是一次卫星发射过程，先将卫星发射进入绕地球的较低圆形轨道Ⅰ，然后在a点使卫星进入椭圆形的转移轨道Ⅱ，再在椭圆轨道的远地点b使卫星进入同步轨道Ⅲ，已知Oa距离为r、Ob距离为2r，则卫星在轨道Ⅰ的速率_______卫星在轨道Ⅲ的速率（填“大于”、“等于”或“小于”），卫星在轨道Ⅰ的周期与卫星在轨道Ⅲ的周期之比为_________。
13．（2021·全国·高一课前预习）发现未知天体
（1）海王星的发现：英国剑桥大学的学生______和法国年轻的天文学家______根据天王星的观测资料，利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道。1846年9月23日，德国的______在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星；
（2）其他天体的发现：海王星的轨道之外残存着太阳系形成初期遗留的物质，近100年来，人们发现了______、阋神星等几个较大的天体。
14．（2021·全国·高一课前预习）月—地检验
（1）检验目的：检验地球绕太阳运动、月球绕地球运动的力与地球对树上苹果的引力是否为_____的力。
（2）检验方法：
（a）假设地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是同一种力，它们的表达式也应该满足F=_____。
（b）根据牛顿第二定律，月球绕地球做圆周运动的向心加速度a月=_____=_____（式中m地是地球质量，r是地球中心与月球中心的距离）。
（c）假设地球对苹果的吸引力也是同一种力，同理可知，苹果的自由落体加速度a苹==G（式中m地是地球的质量，R是地球中心与苹果间的距离）。
（d）=，由于r≈60R，所以=_____
（3）验证：
（a）苹果自由落体加速度a苹=g=9.8m/s2。
（b）月球中心到地球中心的距离r=3.8×108m，月球公转周期T=27.3 d≈2.36×106s，则a月=（）2r≈_____m/s2（保留两位有效数字），≈_____（数值）≈（比例）。
（4）结论：地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从_____的规律。
四、解答题
15．（2021·全国·高三期中）根据平抛运动的规律知道，在地球表面某高度处水平抛出物体的速度越大，物体落地时距离抛出点就越远。请你根据所学物理学规律判断：是否存在某一临界速度v0，如果水平抛出物体的速度大于或等于v0，物体就永远不会落回地球表面，如果存在，请求出v0。设地球可看成是半径为R的球体，质量为M，引力常量为G，且忽略地球表面大气的阻力。
16．（2021·山东·高三期中）某卫星在地球赤道正上方做匀速圆周运动，其运行方向与地球自转方向相同，如图所示。已知地球的质量为M，卫星轨道半径为r，引力常量为G。
（1）求该卫星绕地球运动的速度v和周期T；
（2）在图中标出从赤道P处可以观察到卫星的范围所对应的圆心角。
17．（2021·全国·高一）太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。
地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
轨道半径 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30
根据题中信息，试计算
(1)火星相邻两次冲日的时间间隔。
(2)哪颗地外行星相邻两次冲日的时间间隔最长。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．D
3．B
4．D
5．C
6．A
7．A
8．D
9．BC
10．ACD
11．AC
12． 大于
13． 亚当斯 勒维耶 伽勒 冥王星
14． 同一性质 2.70×10-3 0.276×10-3 相同
15．存在，
16． ；
17．(1)2.2年；(2)火星
答案第1页，共2页
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