第七章 万有引力与宇宙航行 章末过关测试（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第七章 万有引力与宇宙航行 章末过关测试（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 430.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-25 10:33:57 | ||
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文档简介
第七章 万有引力与宇宙航行 章末过关测试
一、单选题
1．（2022·安徽·芜湖一中一模）我国首个火星探测器“天问一号”在2021年5月15日成功着陆于火星表面，开始对火星进行探测。已知火星的质量约为地球质量的十分之一，半径约为地球半径的二分之一，自转周期大约为24小时37分钟，则火星的同步卫星与地球同步卫星轨道半径之比约为（ ）
A．2 B．3 C．0.5 D．0.3
2．（2021·辽宁·高三阶段练习）屈原在长诗《天问》中发出了“日月安属？列星安陈？”的旷世之问，这也是中国首次火星探测工程“天问一号”名字的来源。如图，与火星相比，地球距离太阳更近，火星绕太阳做圆周运动的周期约为地球的1.9倍。“天问一号”探测器的发射时间要求很苛刻，必须在每次地球和火星会合之前的几个月、火星相对于太阳的位置领先于地球特定角度的时候出发。则由以上信息可得（ ）
A．火星到太阳的距离约为地球到太阳的距离的1.2倍
B．火星到太阳的距离约为地球到太阳的距离的1.7倍
C．地球和火星从第1次会合到再次会合的时间约为2.1年
D．地球和火星从第1次会合到再次会合的时间约为2.9年
3．（2022·江苏·金陵中学高三阶段练习）2021年7月我国成功将全球首颗民用晨昏轨道气象卫星——“风云三号05星”送入预定圆轨道，轨道周期约为1.7h，被命名为“黎明星”，使我国成为国际上唯一同时拥有晨昏、上午、下午三条轨道气象卫星组网观测能力的国家，如图所示。某时刻“黎明星”正好经过赤道上P城市正上方，则下列说法正确的是（ ）
A．“黎明星”做匀速圆周运动的速度大于7.9km/s
B．同步卫星的轨道半径约为“黎明星”的10倍
C．该时刻后“黎明星”经过1.7h能经过P城市正上方
D．该时刻后“黎明星”经过17天能经过P城市正上方
4．（2022·江苏省江都中学高三开学考试）据报道，一颗来自太阳系外的彗星擦火星而过。如图所示，设火星绕太阳在圆轨道上运动，运动半径为，周期为。该彗星在穿过太阳系时由于受到太阳的引力，轨道发生弯曲，彗星与火星在圆轨道的点“擦肩而过”。已知万有引力常量，则（ ）
A．可计算出火星的质量
B．可计算出彗星经过点时受到的引力
C．可确定太阳分别对彗星和火星的引力在点产生的加速度相等
D．可确定彗星在点的速度大小为
5．（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
6．（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
7．（2022·福建漳州·二模）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将3名航天员送入“天和”空间站进行为期六个月的太空探索活动。空间站运行的向心加速度大小为、线速度大小为；地球同步卫星运行的向心加速度大小为、线速度大小为，则（ ）
A． B． C． D．
8．（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
9．（2022·福建省厦门市教育科学研究院二模）中国“FAST”球面射电望远镜发现一个脉冲双星系统。科学家通过脉冲星计时观测得知该双星系统由一颗脉冲星与一颗白矮星组成。如图所示，假设在太空中有恒星A、B双星系统绕O点做逆时针匀速圆周运动，运动周期为T1，它们的轨道半径分别为RA、RB，且RAA．恒星A的质量大于恒星B的质量
B．恒星B的质量为
C．若知道C的轨道半径，则可求出C的质量
D．三星A、B、C相邻两次共线的时间间隔为
10．（2022·四川·眉山市彭山区第一中学高三阶段练习）2021年10月19日至23日，美国星链2305持续轨道变化，对中国空间站产生安全影响。中国空间站于10月21日3点16分进行变轨规避风险。图示为10月20日至23日期间星链2305和中国空间站的轨道距离地面高度数据图。假设除开变轨过程，中国空间站在不同高度轨道上都是绕地球进行匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．10月21日3点16分，发动机向后喷气使得中国空间站速度增加
B．10月21日3点16分，发动机向前喷气使得中国空间站速度减小
C．中国空间站在10月22日运行的线速度大于其在10月20日运行的线速度
D．中国空间站在10月22日运行的线速度小于其在10月20日运行的线速度
11．（2021·辽宁·沈阳二中高一阶段练习）火星探测器经过多次变轨后登火星的轨迹图如图所示，其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆，轨道Ⅱ为圆，探测器经轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运动后在点登陆火星，点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的切点，轨道上的、、三点与火星中心在同一直线上，、两点分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点。已知火星的半径为，，下列说法正确的有（ ）
A．在相等时间内，轨道Ⅰ上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道Ⅱ上探测器与火星中心的连线扫过的面积相等
B．探测器在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运动经过点时的加速度相等
C．探测器从轨道Ⅱ变轨至轨道Ⅲ，需要在经过点时发动机点火减速
D．探测器在轨道Ⅱ与轨道Ⅲ上的周期之比为
三、填空题
12．（2021·辽宁·大石桥市第三高级中学高一阶段练习）2020年11月24日，长征五号运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射升空并将其送入预定轨道，11月28日，嫦娥五号进入环月轨道飞行，12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月壤着陆地球。假设嫦娥五号环绕月球飞行时，在距月球表面高度为h处，绕月球做匀速圆周运动（不计周围其他天体的影响），测出飞行周期T，已知万有引力常量G和月球半径R。则嫦娥五号绕月球飞行的线速度为___________，月球的质量为___________，月球表面的重力加速度为___________，月球的第一宇宙速度为___________
13．（2021·福建·莆田一中高一期中）嫦娥五号取壤返回地球，完成了中国航天史上的一次壮举。如图所示为嫦娥五号着陆地球前部分轨道的简化示意图，其中I是月地转移轨道，在P点由轨道I变为绕地椭圆轨道Ⅱ，在近地点Q再变为绕地椭圆轨道Ⅲ。在轨道Ⅱ运行时，嫦娥五号在Q点的机械能________在P点的机械能。嫦娥五号沿轨道Ⅱ运行时经过Q点的速度________沿轨道Ⅲ运行时经过Q点的速度。（选填“大于”“小于”“等于”）
14．（2020··一模）已知月球质量约为地球质量的，月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，地球半径约为6.4×106m，则月球半径约为___________m。嫦娥五号是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器，其发射初期贴着地球表面飞行的环绕速度约为7.9×103m/s，后经过约112小时奔月飞行、实施二次近月制动后进入离月球表面200km高度的环月圆轨道飞行，其速度约为___________m/s。
四、解答题
15．（2021·江苏省如皋中学高三阶段练习）宇宙中存在一些离其他恒星较远的、质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星等间距地位于同一直线上，外侧的两颗星绕中央星在同一圆轨道上运行，假设此形式下运动星体的运动周期都为T，每个星体的质量均为m，引力常量为G。试求：此形式下，相邻星体间的距离R和外侧星体运动的线速度v。
16．（2021·山东聊城·高一期末）2021年5月15日7时18分，“天问一号”火星探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国成为第二个成功着陆火星的国家。若“天问一号”火星探测器被火星捕获后，环绕火星做“近火”匀速圆周运动N圈，用时为t。已知火星的半径为R，引力常量为G，求：
（1）火星的质量M；
（2）火星表面的重力加速度g。
17．（2021·云南昆明·高一期末）木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中木卫一、木卫二、木卫三绕木星做匀速圆周运动的周期之比约为1：2：4；关于伽利略卫星和木星，小华同学搜集到了如下数据：木卫二的质量约为4.8×1022kg、木卫二绕木星做匀速圆周运动的半径约为6.7×108m；木星的质量约为1.9×1027kg、半径约为72×107m、自转周期约为3.5×104s。已知万有引力常量G=6.67×10-11N﹒m2/kg2求：
（1）木卫三与木卫一绕木星运动的半径之比；
（2）木卫二绕木星运动的线速度大小（保留2位有效数字）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．C
3．D
4．C
5．D
6．C
7．AC
8．AC
9．AB
10．AD
11．BCD
12．
13． 等于 大于
14． 1.7×106（1.742×106） 1.6×103（1.611×103）
15．，
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．（2022·安徽·芜湖一中一模）我国首个火星探测器“天问一号”在2021年5月15日成功着陆于火星表面，开始对火星进行探测。已知火星的质量约为地球质量的十分之一，半径约为地球半径的二分之一，自转周期大约为24小时37分钟，则火星的同步卫星与地球同步卫星轨道半径之比约为（ ）
A．2 B．3 C．0.5 D．0.3
2．（2021·辽宁·高三阶段练习）屈原在长诗《天问》中发出了“日月安属？列星安陈？”的旷世之问，这也是中国首次火星探测工程“天问一号”名字的来源。如图，与火星相比，地球距离太阳更近，火星绕太阳做圆周运动的周期约为地球的1.9倍。“天问一号”探测器的发射时间要求很苛刻，必须在每次地球和火星会合之前的几个月、火星相对于太阳的位置领先于地球特定角度的时候出发。则由以上信息可得（ ）
A．火星到太阳的距离约为地球到太阳的距离的1.2倍
B．火星到太阳的距离约为地球到太阳的距离的1.7倍
C．地球和火星从第1次会合到再次会合的时间约为2.1年
D．地球和火星从第1次会合到再次会合的时间约为2.9年
3．（2022·江苏·金陵中学高三阶段练习）2021年7月我国成功将全球首颗民用晨昏轨道气象卫星——“风云三号05星”送入预定圆轨道，轨道周期约为1.7h，被命名为“黎明星”，使我国成为国际上唯一同时拥有晨昏、上午、下午三条轨道气象卫星组网观测能力的国家，如图所示。某时刻“黎明星”正好经过赤道上P城市正上方，则下列说法正确的是（ ）
A．“黎明星”做匀速圆周运动的速度大于7.9km/s
B．同步卫星的轨道半径约为“黎明星”的10倍
C．该时刻后“黎明星”经过1.7h能经过P城市正上方
D．该时刻后“黎明星”经过17天能经过P城市正上方
4．（2022·江苏省江都中学高三开学考试）据报道，一颗来自太阳系外的彗星擦火星而过。如图所示，设火星绕太阳在圆轨道上运动，运动半径为，周期为。该彗星在穿过太阳系时由于受到太阳的引力，轨道发生弯曲，彗星与火星在圆轨道的点“擦肩而过”。已知万有引力常量，则（ ）
A．可计算出火星的质量
B．可计算出彗星经过点时受到的引力
C．可确定太阳分别对彗星和火星的引力在点产生的加速度相等
D．可确定彗星在点的速度大小为
5．（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
6．（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
7．（2022·福建漳州·二模）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将3名航天员送入“天和”空间站进行为期六个月的太空探索活动。空间站运行的向心加速度大小为、线速度大小为；地球同步卫星运行的向心加速度大小为、线速度大小为，则（ ）
A． B． C． D．
8．（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
9．（2022·福建省厦门市教育科学研究院二模）中国“FAST”球面射电望远镜发现一个脉冲双星系统。科学家通过脉冲星计时观测得知该双星系统由一颗脉冲星与一颗白矮星组成。如图所示，假设在太空中有恒星A、B双星系统绕O点做逆时针匀速圆周运动，运动周期为T1，它们的轨道半径分别为RA、RB，且RA
B．恒星B的质量为
C．若知道C的轨道半径，则可求出C的质量
D．三星A、B、C相邻两次共线的时间间隔为
10．（2022·四川·眉山市彭山区第一中学高三阶段练习）2021年10月19日至23日，美国星链2305持续轨道变化，对中国空间站产生安全影响。中国空间站于10月21日3点16分进行变轨规避风险。图示为10月20日至23日期间星链2305和中国空间站的轨道距离地面高度数据图。假设除开变轨过程，中国空间站在不同高度轨道上都是绕地球进行匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．10月21日3点16分，发动机向后喷气使得中国空间站速度增加
B．10月21日3点16分，发动机向前喷气使得中国空间站速度减小
C．中国空间站在10月22日运行的线速度大于其在10月20日运行的线速度
D．中国空间站在10月22日运行的线速度小于其在10月20日运行的线速度
11．（2021·辽宁·沈阳二中高一阶段练习）火星探测器经过多次变轨后登火星的轨迹图如图所示，其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆，轨道Ⅱ为圆，探测器经轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运动后在点登陆火星，点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的切点，轨道上的、、三点与火星中心在同一直线上，、两点分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点。已知火星的半径为，，下列说法正确的有（ ）
A．在相等时间内，轨道Ⅰ上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道Ⅱ上探测器与火星中心的连线扫过的面积相等
B．探测器在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运动经过点时的加速度相等
C．探测器从轨道Ⅱ变轨至轨道Ⅲ，需要在经过点时发动机点火减速
D．探测器在轨道Ⅱ与轨道Ⅲ上的周期之比为
三、填空题
12．（2021·辽宁·大石桥市第三高级中学高一阶段练习）2020年11月24日，长征五号运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射升空并将其送入预定轨道，11月28日，嫦娥五号进入环月轨道飞行，12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月壤着陆地球。假设嫦娥五号环绕月球飞行时，在距月球表面高度为h处，绕月球做匀速圆周运动（不计周围其他天体的影响），测出飞行周期T，已知万有引力常量G和月球半径R。则嫦娥五号绕月球飞行的线速度为___________，月球的质量为___________，月球表面的重力加速度为___________，月球的第一宇宙速度为___________
13．（2021·福建·莆田一中高一期中）嫦娥五号取壤返回地球，完成了中国航天史上的一次壮举。如图所示为嫦娥五号着陆地球前部分轨道的简化示意图，其中I是月地转移轨道，在P点由轨道I变为绕地椭圆轨道Ⅱ，在近地点Q再变为绕地椭圆轨道Ⅲ。在轨道Ⅱ运行时，嫦娥五号在Q点的机械能________在P点的机械能。嫦娥五号沿轨道Ⅱ运行时经过Q点的速度________沿轨道Ⅲ运行时经过Q点的速度。（选填“大于”“小于”“等于”）
14．（2020··一模）已知月球质量约为地球质量的，月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，地球半径约为6.4×106m，则月球半径约为___________m。嫦娥五号是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器，其发射初期贴着地球表面飞行的环绕速度约为7.9×103m/s，后经过约112小时奔月飞行、实施二次近月制动后进入离月球表面200km高度的环月圆轨道飞行，其速度约为___________m/s。
四、解答题
15．（2021·江苏省如皋中学高三阶段练习）宇宙中存在一些离其他恒星较远的、质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星等间距地位于同一直线上，外侧的两颗星绕中央星在同一圆轨道上运行，假设此形式下运动星体的运动周期都为T，每个星体的质量均为m，引力常量为G。试求：此形式下，相邻星体间的距离R和外侧星体运动的线速度v。
16．（2021·山东聊城·高一期末）2021年5月15日7时18分，“天问一号”火星探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国成为第二个成功着陆火星的国家。若“天问一号”火星探测器被火星捕获后，环绕火星做“近火”匀速圆周运动N圈，用时为t。已知火星的半径为R，引力常量为G，求：
（1）火星的质量M；
（2）火星表面的重力加速度g。
17．（2021·云南昆明·高一期末）木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中木卫一、木卫二、木卫三绕木星做匀速圆周运动的周期之比约为1：2：4；关于伽利略卫星和木星，小华同学搜集到了如下数据：木卫二的质量约为4.8×1022kg、木卫二绕木星做匀速圆周运动的半径约为6.7×108m；木星的质量约为1.9×1027kg、半径约为72×107m、自转周期约为3.5×104s。已知万有引力常量G=6.67×10-11N﹒m2/kg2求：
（1）木卫三与木卫一绕木星运动的半径之比；
（2）木卫二绕木星运动的线速度大小（保留2位有效数字）。
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参考答案：
1．C
2．C
3．D
4．C
5．D
6．C
7．AC
8．AC
9．AB
10．AD
11．BCD
12．
13． 等于 大于
14． 1.7×106（1.742×106） 1.6×103（1.611×103）
15．，
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）
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