第4章 万有引力定律及航天 同步训练卷（Word版含答案）

第4章 万有引力定律及航天 同步训练卷
一、选择题
1．（2021·浙江·杭十四中高二开学考试）神舟十一号载人飞船在年月日时分发射升空后，于日凌晨与天宫二号进行自动交会对接，形成组合体，航天员进驻天宫二号，在轨飞行了天。如图所示，圆轨道Ⅰ为“天宫二号”运行轨道，圆轨道Ⅱ为“神舟十一号”运行轨道，则（　　）
A．“神舟十一号”在圆轨道Ⅱ的运行速率大于
B．“天宫二号”的运行角速度比“神舟十一号”的大
C．“天宫二号”的运行速率比“神舟十一号”的小
D．“天宫二号”的向心加速度比“神舟十一号”的大
2．（2021·吉林·长春外国语学校高二期中）两质点相距L时，它们之间的万有引力大小为F。当它们之间的距离变为3L时，它们之间的万有引力大小为（　　）
A．3F B．
C． D．9F
3．（2021·安徽省怀宁县第二中学高三阶段练习）万有引力定律指出：自然界中任何两个物体都相互吸引，当这两个物体的质量分别为m1和m2、距离为r时，它们之间的万有引力大小为 F＝，式中G为万有引力常量. 下面的问题所涉及到的一些物理知识你还没有学习，但相信你也能根据已有物理知识做出选择：某卫星以速度v绕一行星表面附近做匀速圆周运动，假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一个质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N. 已知万有引力常量为G，则这颗行星的质量为（　　）
A． B． C． D．
4．（2021·江苏·高二学业考试）要使相距较远的两物体间的万有引力增加到原来的4倍，下列办法不可行的是（　　）
A．使两物体的质量各变成原来2倍，距离不变
B．使其中一个物体的质量增加到原来的4倍，距离不变
C．使两物体间的距离增为原来的，质量不变
D．使两物体间的距离和质量都减少原来的
5．（2021·河北邢台·高三阶段练习）如图是52年前的1969年7月20日，美国宇航员阿姆斯特朗在月球表面留下的人类的“足迹”。根据天文资料我们已知月球的半径约为地球半径的，其表面重力加速度约为地球的，地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s。下列说法中最接近实际的是（　　）
A．月球第一宇宙速度约为1.61km/s
B．月球第一宇宙速度约为2.65km/s
C．月球质量约为地球质量的
D．月球质量约为地球质量的
6．（2021·重庆一中高三期中）中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。假设系统中存在着a、b两颗卫星，它们绕地球做匀速圆周运动，两颗卫星到地球表面的距离分别为，（R为地球半径），如图所示，则（　　）
A．a、b两卫星的圆轨道的圆心可以与地心不重合
B．a、b两卫星运动的周期之比为
C．地球对a卫星的引力大于对b卫星的引力
D．a、b两卫星线速度的平方之比为3∶2
7．（2021·湖南郴州·高一期末）若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为。已知地球质量约为该行星质量的16倍，地球的半径为R，由此可知，该行星的半径约为（　　）
A． B．R C． D．
8．（2021·天津市西青区杨柳青第一中学二模）2020年7月23日，在我国文昌航天发射场，长征五号遥四运载火箭成功将“天问一号”火星探测器送入预定轨道，预计本次探测活动，我国将实现“环绕、着陆、巡视”三大目标。如图是探测器飞向火星过程的简略图，探测器分别在P、Q两点实现变轨，在转移轨道，探测器绕火星做椭圆运动，下列说法正确的是（　　）
A．“天问一号”在绕地轨道的环绕速度小于7.9km/s
B．“天问一号”在转移轨道P点运行速度小于绕地轨道P点运行速度
C．“天问一号”在沿绕火轨道运行时的速度大于火星的第一宇宙速度
D．“天问一号”在绕地轨道上P点的加速度大于在转移轨道上P点的加速度
9．（2021·湖北·高三阶段练习）2021年7月6日，天链一号05卫星顺利发射升空并成功进入预定轨道，天链系列卫星实现全球组网运行。如图为卫星变轨示意图，卫星在P点从椭圆轨道I进入同步轨道Ⅱ完成定轨，设卫星在轨道I和轨道Ⅱ上运行时，经过P点的速率分别为vI和vⅡ，单位时间内卫星与地球的连线扫过的面积分别为SI和SⅡ，周期分别为TI和TⅡ，卫星在P点的加速度为a，P点到地心的距离为r，下列关系式正确的是（　　）
A．vI>vⅡ B．SITⅡ
10．（2021·吉林·东北师大附中高三阶段练习）火星是离太阳第四近的行星，也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星，为太阳系中第四颗类地行星之一。古汉语中因为它荧荧似火位置亮度时常变动让人无法捉摸而称之为荧惑。我国宇航员王跃曾与俄罗斯宇航员一起进行过“模拟登火星”实验活动。已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期也基本相同。地球表面重力加速度是g，若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，下述分析不正确的是（　　）
A．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是
B．火星上的同步“卫星”离火星表面的高度约是地球同步卫星离地表高度的
C．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍
D．王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍
11．（2021·全国·高三阶段练习）如图所示，地球绕太阳运动的轨道为椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，P点为近日点，到太阳球心的距离为R1，Q点为远日点，到太阳球的距离为R2，地球的公转周期为T。月球绕地球做匀速圆周运动，运动的轨道半径为r，公转的周期为t，在考虑地球公转时可将地球和月球看作整体，则下列说法正确的是（　　）
A．地球和月球整体从Q点运动到P点的过程中机械能变大
B．地球在P点和Q点的速率之比为
C．地球和太阳的质量之比为
D．由开普勒第三定律可得
二、填空题
12．（2021·重庆市实验中学高一阶段练习）如图所示，人造卫星A、B在同一平面内绕地球做匀速圆周运动。则卫星A的线速度_______卫星B的线速度，卫星A的加速度______卫星B的加速度，卫星A的周期_______卫星B的周期（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
13．（2021·江西省吉水县第二中学高一期中）假若我国的航天员登上某一星球并在该星球表面上做了如下图所示的力学实验：长为L=0.5m的轻杆OA绕O点在竖直平面内做圆周运动，A端连着一个质量为m=2kg的小球，若在最高点小球的速度为1.5m/s，杆对小球的支持力为1N，则
（1）该星球表面的重力加速度g星=___________
（2）若测得该星球的半径为R=5000km，宇航员要在该星球上发射一颗探测器绕其做匀速圆周运动，则探测器运行的最大速度为___________（不考虑该星球的自转）
14．（2021·辽宁·大连八中高一阶段练习）嫦娥五号月球探测器由“长征五号”运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，顺利完成任务后返回地球。若已知月球半径为R，“嫦娥五号”在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，月球表面重力加速度为________，若已知月球的近月卫星的周期为95分钟，引力常量，则估算月球的平均密度为______（此问保留一位有效数字）。
三、解答题
15．（2021·湖北·竹溪县第一高级中学高三阶段练习）“玉兔号”登月车在月球表面成功登陆，实现了中国人“奔月”的伟大梦想，若“玉兔号”登月车在月球表面做了一个自由落体实验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G，不考虑月球自转的影响。求：
（1）月球表面重力加速度g
（2）月球的第一宇宙速度
（3）月球质量M
16．（2021·河南·高一期中）2020年6月23日9时43分，在西昌卫星发射中心，用长征三号乙火箭将北斗三号第55颗全球组网卫星顺利送入如图所示预定的地球同步轨道，发射任务取得圆满成功，标志着北斗全球卫星导航系统星座部署完成。若地球半径为，自转周期为，同步轨道离地面的高度为，引力常量为G。试求：
(1)第55颗北斗导航卫星在轨运行的向心加速度的大小；
(2)地球的密度。
17．（2021·重庆一中高一阶段练习）某宇航员驾驶飞船成功登上月球后在月球表面做了一个实验：在停于月球表面的登陆舱内固定一倾角为θ=45°的粗糙斜面足够长，让一个小物体以速度v0由底端沿斜面向上运动，并返回斜面底端。他利用速度传感器得到小物块往返运动的v-t图像如图所示，图中v0、t0均已知。已知月球的半径为R，万有引力常量为G。不考虑月球自转的影响。求：
（1）小物块返回斜面底端时的速度v；
（2）月球表面的重力加速度g；
（3）宇宙飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度v1。
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试卷第2页，共2页
参考答案：
1．C
2．C
3．B
4．D
5．A
6．D
7．A
8．A
9．B
10．B
11．BC
12． 小于 小于 大于
13． 5 m/s2 5×103m/s
14．
15．（1）；（2）；（3）
16．(1)；(2)
17．（1）；（2）；（3）
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