第四章 万有引力与航天 单元测试卷（Word版含答案）

第4章 万有引力与航天 单元测试卷
一、单选题
1．（2021·湖南·宁乡市教育研究中心高一期末）天舟一号货运飞船于2021年4月20日19时41分35秒在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空， 并于4月27日成功完成与天宫二号的首次推进剂在轨补加试验，这标志天舟一号飞行任务取得圆满成功。“天舟一号”发射发射速度为（　　）
A．7.9km/s B．大于7.9km/s，小于11.2km/s
C．11.2km/s D．大于11.2km/s，小于16.7km/s
2．（2021·湖南·宁乡市教育研究中心高三阶段练习）吴健雄教授是当代杰出的女物理学家，国际小行星中心将国际编号为2752号的地外小行星命名为“吴健雄星”。吴健雄星的直径约为32km，密度与地球密度接近，它的环绕速度约为20m/s，已知地球的半径为6400km，其第一宇宙速度约为8km/s，地球表面的重力加速度g=10m/s2，则以下关于吴健雄星的说法正确的是（　　）
A．它绕太阳的公转周期小于地球的公转周期
B．它绕太阳的公转线速度大于地球的公转线速度
C．它的第一宇宙速度约为10m/s
D．它表面的重力加速度约为0.025m/s2
3．（2022·江苏省太湖高级中学高一阶段练习）一行星绕恒星做圆周运动，由天文观测可得，其运行周期为T，速度为v，引力常量为G，则不正确的是（　　）
A．恒星的质量为 B．行星的质量为
C．行星运动的轨道半径为 D．行星运动的加速度为
4．（2021·湖南·模拟预测）科学家用精密仪器测得地球两极处的重力加速度为g1，赤道处的重力加速度为g2。地球的自转周期为T，引力常量为G。若将地球看成标准球体，则（　　）
A．赤道上的物体随地球一起做圆周运动的向心加速度为g2
B．地球的半径为
C．地球的质量为
D．地球的密度为
二、多选题
5．（2022·黑龙江齐齐哈尔·一模）如图所示，“嫦娥五号”被月球捕获之后，需要在近月点P变速，进入环绕月球的椭圆轨道。下列说法正确的是（　　）
A．“嫦娥五号”由轨道I进入轨道II需要在P点减速
B．“嫦娥五号”在轨道I上经过P点时的加速度大于在轨道II上经过P点时的加速度
C．“嫦娥五号”在轨道I上的运行周期大于在轨道II上的运行周期
D．“嫦娥五号”在轨道I上运行时的机械能等于在轨道II上运行时的机械能
6．（2022·安徽·模拟预测）2021年2月24日，“天问一号”探测器成功进入火星停泊轨道，标志着中国正式开始了对火星表面的探测活动。若探测器绕火星做半径为R、周期为T的匀速圆周运动，已知火星的半径为R0、自转周期为T0，且火星可视为质量均匀的球体，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）
A．火星的质量为
B．火星的质量为
C．火星赤道处的重力加速度为
D．火星赤道处的重力加速度为
7．（2022·山东菏泽·高三期末）2021年7月23日，我国火星探测器“天问一号”在海南文昌航天发射场发射升空，转移轨道简图如图所示。首先将探测器发射至与地球同轨道（近似为圆周）环绕太阳运行，在运行至点时进行变轨，进入预定的椭圆轨道，在靠近火星轨道附近变轨被火星俘获，并安全着陆。已知地球和火星到太阳的距离分别为和，则（　　）
A．探测器在圆形轨道的速率等于地球的公转速率
B．探测器在A点变速前的加速度小于变速后的加速度
C．地球和火星两次相距最近的时间间隔约为2.2年
D．地球和火星两次相距最近的时间间隔约为1.5年
8．（2022·全国·高一课时练习）2021年11月24日，长征五号遥五运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射升空并将其送入轨道，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），测出其飞行周期T，已知引力常量G和月球半径R，则下列说法正确的是（　　）
A．嫦娥五号绕月球飞行的线速度为
B．月球的质量为
C．月球的第一宇宙速度为
D．月球表面的重力加速度为
9．（2022·辽宁·大连市一0三中学高三开学考试）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三位航天员送入太空。航天员进驻天和核心舱，开启了为期半年的在轨驻留，将开展机械臂操作、出舱活动、舱段转移等工作，进一步验证航天员长期在轨驻留、再生生保等一系列关键技术。天和核心舱距离地面的高度约400km，绕地球的运动可近似为圆周运动，运动一周约1.5h。已知万有引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2，地球半径约6400km。根据以上信息可估算出（　　）
A．地球的质量 B．核心舱的运行速度
C．核心舱所受地球的引力 D．核心舱所处位置的重力加速度
10．（2022·全国·高三专题练习）如图，三个质点a、b、c的质量分别为m1、m2、M（M远大于m1及m2），在万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，已知轨道半径之比为ra：rb＝1：4，则下列说法中正确的有（　　）
A．a、b运动的周期之比为Ta：Tb＝1：8
B．a、b运动的周期之比为Ta：Tb＝1：4
C．从图示位置开始，在b转动一周的过程中，a、b、c共线12次
D．从图示位置开始，在b转动一周的过程中，a、b、c共线14次
11．（2021·湖北·模拟预测）2021年11月6日，全球首颗6G试验卫星“电子科技大学号”搭载“长征六号”运载火箭在太原卫星发射中心成功升空，并顺利进入预定轨道。该卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道到地面的距离等于地球半径的2倍，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，忽略地球的自转。则下列分析正确的是（　　）
A．该卫星绕地球做圆周运动的线速度大小为
B．该卫星绕地球做圆周运动的线速度大小为
C．该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为
D．该卫星绕地球做匀速圆周运动的角速度为
三、填空题
12．（2021·安徽·安庆九一六学校高一阶段练习）若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R，万有引力常量为G。则月球表面的重力加速度g月=___________，月球的质量m月=___________。
13．（2021·湖北·高一期中）开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。“东方红一号”卫星是我国于1970年4月24日发射的第一颗人造地球卫星，由“长征一号”运载火箭送入近地点441km、远地点2368km的椭圆轨道，则“东方红一号”卫星在近地点的速度___________（填“大于”、“等于”或“小于”）在远地点的速度；已知地球同步卫星距地面高度为km，周期为24h，地球视为半径为km的球体，则“东方红一号”卫星运行的周期为__________h（结果保留一位有效数字）。
14．（2021·湖北宜昌·高一期中）如图所示，有A、B两颗行星绕同一恒星O做圆周运动，旋转方向相同，A行星的周期为T1，B行星的周期为T2，在某一时刻两行星第一次相遇(即两颗行星相距最近)，则经过时间t＝_______时两行星第二次相遇
四、解答题
15．（2022·浙江·高三专题练习）中国计划已经实现返回式月球软着陆器对月球进行科学探测，如图所示，发射一颗运动半径为的绕月卫星，登月着陆器从绕月卫星出发（不影响绕月卫星运动），沿椭圆轨道降落到月球的表面上，与月球表面经多次碰撞和弹跳才停下来。假设着陆器第一次弹起的最大高度为，水平速度为，第二次着陆时速度为，已知月球半径为，着陆器质量为，不计一切阻力和月球的自转。求：
（1）月球表面的重力加速度。
（2）在月球表面发射一颗月球卫星的最小发射速度是多大？
（3）设想软着陆器完成了对月球的科学考察任务后，再返回绕月卫星，返回与卫星对接时，二者具有相同的速度，着陆器在返回过程中需克服月球引力做功，则着陆器的电池应提供给着陆器多少能量，才能使着陆器安全返回到绕月卫星。
16．（2021·江苏·无锡市教育科学研究院高一阶段练习）2021年1月3日上午10点26分，嫦娥四号月球探测器成功软着陆在月球背面的南极-艾特肯盆地冯卡门撞击坑，踏出了全人类在月球背面的第一步。嫦娥四号月球探测器在靠近月球的变轨过程可以简化如下：嫦娥四号探测器先在环月圆轨道上飞行圈，所用时间为，然后发动机成功点火实施变轨，进入远月点为A、近月点为的预定着陆月球背面准备椭圆轨道，在近月点处嫦娥四号再次变轨后动力下降，着陆于月球背面。近月点距月球表面的高度为，月球表面重力加速度为，月球半径为，求：
（1）嫦娥四号月球探测器在A点经圆轨道进入预定椭圆轨道时是加速还是减速？
（2）嫦娥四号月球探测器在椭圆轨道上经过近月点时的加速度大小？
（3）椭圆轨道远月点距月球表面的高度？
17．（2021·北京房山·高一期末）科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为（太阳到地球的距离为）的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2021年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力。
（1）通过观察S2的位置图，估算S2绕黑洞运行的周期；
（2）如图所示，比较S2在1994年和2002年所在位置的运行速度大小，并说明理由；
（3）若S2绕黑洞的运行轨迹可看成匀速圆周运动，若太阳的质量为M，请你估算黑洞的质量是太阳质量的多少倍。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．B
4．C
5．AC
6．BD
7．AC
8．ACD
9．ABD
10．AD
11．BC
12．
13． 大于 2
14．
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）减速；（2）；（3）
17．（1）16年；（2）S2在1994年时运行速度比2002年时小；（3）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页