第三章 万有引力定律 单元综合过关测试卷（Word版含答案）

第三章 万有引力定律 单元综合过关测试卷
一、单选题
1．（2022·全国·模拟预测）2021年11月5日，我国用长征六号运载火箭，成功将广目地球科学发射升空。卫星顺利进入预定轨道I，假设其轨道是圆形，并且介于地球同步轨道Ⅱ和地球之间，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．卫星在轨道I上运动的速度大于第一宇宙速度
B．卫星在轨道I上运动的速度大于在轨道Ⅱ上运动的速度
C．卫星在轨道I和轨道Ⅱ上运行的角速度相等
D．卫星在轨道I上运行的周期大于24小时
2．（2022·山东济宁·一模）一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做了如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定于O点，如图甲所示。在最低点给小球一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得轻绳拉力F的大小随时间t的变化规律如图乙所示，，设R、m、引力常量G和均为已知量，忽略各种阻力。下列说法正确的是（　　）
A．该星球表面的重力加速度为
B．该星球的密度为
C．该星球的第一宇宙速度为
D．卫星绕该星球运行的最小周期为
3．（2022·江西南昌·一模）已知M、N两星球的半径之比为2∶1，在星球表面竖直上抛物体时，其上升的最大高度h与初速度平方v2的关系如图所示（不计空气阻力），M、N两星球的密度之比为（　　）
A．1∶1 B．1∶4 C．1∶8 D．1∶16
4．（2022·海南·高三学业考试）有一卫星正在围绕某一颗行星做匀速圆周运动。卫星到行星表面的高度为h，引力常量为G，要计算行星的质量，还需（ ）
A．测出卫星的周期T B．测出卫星的线速度v
C．测出卫星的向心加速度a D．测出卫星的角速度ω和行星的半径R
5．（2022·山东潍坊·一模）“祝融”火星车由着陆平台搭载着陆火星，如图所示为着陆后火星车与着陆平台分离后的“自拍”合影。着陆火星的最后一段过程为竖直方向的减速运动，且已知火星质量约为地球质量的，火星直径约为地球直径的。则（　　）
A．该减速过程火星车处于失重状态
B．该减速过程火星车对平台的压力大于平台对火星车的支持力
C．火星车在火星表面所受重力约为其在地球表面所受重力的
D．火星的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比约为
6．（2022·云南·昆明一中模拟预测）随着“嫦娥奔月”梦想的实现，我国不断刷新深空探测的“中国高度”。嫦娥卫星整个飞行过程可分为三个轨道段:绕地飞行调相轨道段、地月转移轨道段、绕月飞行轨道段。可用如图所示的模型来简化描绘嫦娥卫星飞行过程，假设调相轨道和绕月轨道的半长轴分别为a、b,公转周期分别为T1、T2。 关于嫦娥卫星飞行过程，下列说法正确的是（　　）
A．嫦娥卫星绕行时满足
B．嫦娥卫星在地月转移轨道上运行的速度可能大于11.2 km/s
C．从调相轨道切人到地月转移轨道时，卫星在P点必须减速
D．从地月转移轨道切人到绕月轨道时，卫星在Q点必须减速
7．（2017·云南·富源县教育体育局教研室高一期末）2013年12月2日凌晨2时17分，“嫦娥三号”由“长征三号乙”运载火箭成功送入太空，经过一系列的调控和变轨，“嫦娥三号”最终顺利降落在月球表面。“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道。观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度，如图所示。已知万有引力常量为G，由此可计算出月球的质量为（　　）
A． B． C． D．
8．（2021·福建·上杭县才溪中学高三阶段练习）如图所示，a、b、c均为地球卫星，且是地球同步卫星，c是与赤道共面的某近地卫星，是静止在地球赤道地面上的一个物体，以下关于a、b、c、d四者的线速度、角速度、周期以及向心加速度的大小关系正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
9．（2022·浙江·湖州中学高二开学考试）神州十二号载人飞船于2021年6月17日9时22分发射，12分钟后货运飞船船箭分离，飞船进入预定轨道。此后，飞船绕地球飞行三圈，每绕飞半圈变轨一次，于当日15时54分采用自主快速交会对接模式，精准对接于天和核心舱前向端口，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，这标志着中国人首次进入自己的空间站。为方便研究，核心舱近似看作在地球引力作用下做匀速圆周运动，已知核心舱圆轨道离地面高度约为400km，地球半径约为6400km。则（　　）
A．三舱（船）组合体的加速度比对接前的二舱（船）组合体的加速度大.
B．载人飞船的发射速度不大于第一宇宙速度，而空间站的运行速度大于8km/s.
C．空间站上宇航员24h内看到日出次数一定少于18次
D．载人飞船对接前在高于“天和”核心舱的轨道上做圆周运动，则开始对接时发动机应向下方喷气
二、多选题
10．（2022·海南·一模）2021年6月17号，我国神舟十二号载人飞船入轨后顺利完成人轨状态设置，与距地约400km的天和核心舱对接成功。已知地球近地卫星的最小环绕周期约为T0=1.4h，则下列说法正确的是（　　 ）
A．神舟十二号为追上天和核心舱，应先从内轨道追赶
B．天和核心舱在所处位置完全不受重力，处于完全失重状态
C．天和核心舱的环绕周期一定大于1.4小时
D．种舟十二号和天和核心舱对接后线速度大小增大
11．（2022·山东淄博·一模）2021 年10 月16 日，我国神舟十三号载人飞船成功发射，搭载着王亚平等3 名航天员与天宫号空间站顺利对接。3 位航天员进入空间站绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程。已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0，太阳光可看做平行光。如图所示，王亚平在A 点测出她对地球的张角为2θ，OA 与太阳光平行，下列说法正确的是（　　）
A．空间站距地面的高度为
B．空间站的运行周期为
C．航天员每次经历“日全食”过程的时间为
D．航天员每天经历“日全食”的次数为
三、填空题
12．（2021·全国·高一课前预习）万有引力定律
（1）内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的_____，引力的大小与物体的_____成正比、与它们之间_____成反比。
（2）表达式：F=G，其中G叫作引力常量。
13．（2022·上海·模拟预测）天文学家发现冥王星的小卫星，其中卫星1绕冥王星运行轨道半径r1 = 19600 km，周期T1 = 6.34天。卫星2绕冥王星运行轨道半径r2 = 48000 km，则其周期T2约为______天，其线速度______卫星1的线速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
14．（2021·福建三明·高一期末）双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做角速度相同的匀速圆周运动。若某双星系统中两颗恒星质量分别为和，两星之间的距离为，引力常量为。则两星轨道半径之比为___________，角速度为___________。
四、解答题
15．（2022·湖南·高一阶段练习）如图所示，王亚平用古筝弹奏了《茉莉花》，从中国空间站为中国人民送上元宵祝福。中国空间站在离地面高度的圆周轨道绕地球做匀速圆周运动，一天（）内可以绕地球转动16圈。已知地球半径，万有引力常量，。求：（计算结果保留2位小数）
（1）空间站绕地球做匀速圆周运动的周期T和角速度；
（2）若古筝的质量，古筝在空间站受到地球对它的万有引力大小F；
（3）地球的质量M。
16．（2022·江苏南通·高三阶段练习）举世瞩目的北京冬奥会成功举行，比赛实况通过在地球同步轨道的“中星9B卫星”向全球直播。冬奥跳台滑雪项目被称为勇敢者的运动，运动员在落差100多米的山地间飞翔。某运动员的运动可简化成从倾角为斜面的跳台上做初速为的平抛运动，如图所示。已知万有引力恒量为G，地球半径为R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g。
（1）求该卫星离地面的高度h；
（2）跳台滑雪运动员落到斜面上的速度大小v。
17．（2021·全国·高三课时练习）已知物体从地球上逃逸的速度（第二宇宙速度），其中G、、分别表示万有引力常量、地球的质量和半径．已知，光速。
（1）逃逸速度大于真空中光速的天体叫黑洞。设某黑洞的质量等于太阳的质量，求它的可能最大半径（结果保留两位有效数字）。
（2）在目前天文观测范围内，物质的平均密度为。如果认为我们的宇宙是这样一个均匀大球体，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c，因此任何物体都不能脱离宇宙，则宇宙的半径至少多大？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
2．D
3．B
4．D
5．C
6．D
7．B
8．A
9．C
10．AC
11．AC
12． 连线上 质量 距离
13． 24.3 小于
14．
15．（1）5.4×103s；1.16×10-3rad/s；（2）；（3）
16．（1）；（2）
17．（1）2.9×103 m；（2）
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