第4章 万有引力定律及航天 单元滚动训练（word版含答案）

第4章 万有引力定律及航天 单元滚动训练
一、单选题
1．（2021·天津市红桥区教师发展中心高二学业考试）在太空运行了15年的俄罗斯“和平号”轨道空间站已于2000年3月23日坠毁，其残骸洒落在南太平洋预定海域。坠毁前，因受高空稀薄空气阻力和地面控制作用的影响，空间站在绕地球运转（可看作圆周运动）的同时逐渐地向地球靠近，这个过程中空间站运动的 （　　）
A．周期逐渐减小 B．角速度逐渐减小
C．线速度逐渐减小 D．加速度逐渐减小
2．（2022·贵州贵阳·高三阶段练习）我国发射的“嫦娥五号”月球探测器，先在“24小时轨道”上绕地球运行（即绕地球一圈需要24小时），然后，经过变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”，最后奔向月球。若将探测器在上述三个轨道上的运动均视为匀速圆周运动，且忽略探测器质量的变化，则探测器每次变轨完成后与变轨前相比（　　）
A．动能增大，势能减小
B．动能增大，势能增大
C．动能减小，势能减小
D．动能减小，势能增大
3．（2022·辽宁·沈阳市第一二〇中学高三开学考试）2021年的10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火升空，并于6时56分完成载人飞船与空间站组合体的自主快速交会对接，这次我们的三名宇航员将在太空中驻扎半年之久。已知空间站在距离地球约的高度，每90分钟绕地球一圈，1天之内将经历16次日出日落。下列说法正确的是（　　）
A．知道空间站的周期、轨道高度和引力常量G，可求出空间站质量
B．仅知道空间站的周期、轨道半径和引力常量G，可求出地球的质量
C．空间站的运行角速度小于地球同步卫星运行的角速度
D．空间站内宇航员处于完全失重状态，地球对空间站内的宇航员没有引力作用
4．（2021·贵州·顶效开发区顶兴学校高三阶段练习）如图所示，在宇宙空间有两个天体、，各有一颗卫星、环绕它们做匀速圆周运动。已知卫星和卫星的轨道半径相等，卫星的周期是卫星周期的2倍，下列判断正确的是（　　）
A．卫星、运行的线速度大小之比
B．卫星、运行的向心加速度大小之比为
C．天体、对卫星、的引力大小之比为
D．天体、的质量之比为
5．（2022·四川·成都七中二模）2021年，某杂志上的一篇文章中描述了一颗质量达到木星级别的气态行星，绕银河系内的一顆白矮星做匀速圆周运动。已知地球绕太阳微圆周运动的轨道半径为r，若该白矮星的质量约为太阳的一半，气态行星绕白矮星做圆周运动的轨道半径约为3r。取1年，，，则可估算出该气态行星的角速度约为（　　）
A． B． C． D．
6．（2022·安徽·高三开学考试）2021年10月16日，我国神舟十三号成功发射！翟志刚、王亚平、叶光富将在中国空间站驻留半年，从而为我国空间站的建设揭开新的篇章。设空间站绕地球做匀速圆周运动，周期为，将地球视为密度均匀的球体，若地球的密度保持不变，空间站距离地心的距离以及地球的半径均变为原来的2倍。则空间站围绕地球运转时的周期为（　　）
A．T B．2T C．4T D．8T
7．（2022·河北·模拟预测）近年来我国的火星探测工程和探月工程都取得了巨大进展。已知火星和月球的半径分别为R1和R2，质量分别为M1和M2，表面重力加速度分别为g1和g2，第一宇宙速度分别为v1和v2，其对应的轨道周期分别为T1和T2，则（　　）
A． B． C． D．
8．（2022·全国·高一课时练习）宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用而互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统中的A、B两星球绕其连线上的某固定点O做匀速圆周运动，如图所示，现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知引力常量为G，若AO>OB，则（　　）
A．两星球的总质量等于
B．星球A的向心力大于星球B的向心力
C．星球A的线速度一定小于星球B的线速度
D．双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期减小
9．（2022·山西·忻州一中高二期末）如图所示，人造卫星在轨道3上绕地球做匀速圆周运动，当卫星返回时，先在Q点变轨沿椭圆轨道2运行，然后在近地点P变轨沿近地圆轨道1运行。下列说法正确的是（　　）
A．卫星从Q点往P点运动时，发动机不工作，卫星的运行速度不断变小
B．卫星从Q点往P点运动时，发动机一直工作，使卫星的运行速度不断变大
C．卫星在轨道3上运行的周期大于在轨道2上的运行周期
D．卫星在轨道2上的P点变轨时，要加速才能沿轨道1运动
二、多选题
10．（2021·广东·揭阳华侨高中高三阶段练习）如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在P点变轨，进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P点，远地点为同步圆轨道上的Q点），到达远地点Q时再次变轨，进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在椭圆形转移轨道的近地点P点的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3，在同步轨道上的速率为v4，由里向外三个轨道运动的周期分别为T1、T2、T3，由里向外三个轨道的机械能分别为E1、E2、E3，则下列说法正确的是（　　）
A．在P点变轨时需要加速，Q点变轨时要减速
B．E1＞E2＞E3
C．T3＞T2＞T1
D．v2＞v1＞v4＞v3
11．（2022·全国·高一课时练习）地球赤道上的重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，卫星甲、乙、丙在如图所示的三个椭圆轨道上绕地球运行，卫星甲和乙的运行轨道在P点相切，以下说法中正确的是（　　）
A．如果地球自转的角速度突然变为原来的倍，那么赤道上的物体将会“飘”起来
B．卫星甲、乙经过P点时的加速度大小相等
C．卫星甲的周期最小
D．三个卫星在远地点的速度可能大于第一宇宙速度
12．（2022·全国·高一课时练习）引力波探测于2017年获得诺贝尔物理学奖。双星的运动是引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由P、Q两颗星体组成，这两颗星绕它们连线上的某一点在二者之间万有引力作用下做匀速圆周运动，测得P星的周期为T，P、Q两颗星之间的距离为l，P、Q两颗星的轨道半径之差为Δr（P星的轨道半径大于Q星的轨道半径），引力常量为G，则（　　）
A．P、Q两颗星的向心力大小相等
B．P、Q两颗星的线速度之差为
C．P、Q两颗星的质量之差为
D．P、Q两颗星的质量之和为
三、填空题
13．（2018·湖南邵阳·高一期末）地球表面的重力加速度大小，地球的半径为，引力常量为，由此可推导出计算人造地球卫星的最小周期表达式___________；地球的平均密度表达式___________。
14．（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=___________。
15．（2022·宁夏大学附属中学高一期中）我国先后发射的“风云一号”和“风云二号”气象卫星，运行轨道不同，前者采用“极地圆形轨道”，轨道平面与赤道平面垂直，通过地球两极，每12小时巡视地球一周，每天只能对同一地区进行两次观测；后者采用“地球同步轨道”，轨道平面在赤道平面内 ，能对同一地区进行连续观测。两种不同轨道的气象卫星在运行与观测时，“风云一号”卫星的轨道半径________（填“大于”、“小于”或“等于”）“风云二号”卫星的轨道半径，“风云一号”卫星运行的向心加速度______（填“大于”、“小于”或“等于”）“风云二号”卫星运行的向心加速度。
四、解答题
16．（2021·河北·石家庄市第二十一中学高三期中）2020年我国“北斗”系统实现在全球范围内提供服务。现北斗系统中有一颗地球同步卫星A，离地面的高度为5.6R0，某时刻与离地面高度为2.3R0的地球空间站B相隔最近。已知地球半径为R0，地球自转周期为T0，卫星A和空间站B的运行轨道在同一平面内且运行方向相同。求：
（1）同步卫星A的线速度vA；
（2）同步卫星A和空间站B所在处的加速度大小之比aA∶aB；
（3）同步卫星A和空间站B再次相隔最近的时间t。
17．（2021·安徽·马鞍山市教育科学研究院高一期末）天问一号火星探测器是由环绕器和着陆器两部分组成。2021年5月15着陆器带着祝融号火星车成功登陆火星，而环绕器仍然留在环火椭圆轨道上，为祝融号火星车提供与地球的通信中继。环绕器在近火点离火星表面的高度为，远火点离火星表面的为高度。已知火星的第一宇宙速度为，半径为，求：
（1）环绕器在近火点和远火点的加速度大小之比；
（2）环绕器的环绕周期。
18．（2021·江苏省如东高级中学高三阶段练习）一颗在赤道上空运行的人造卫星，其距离地球表面的高度为h=R（R为地球半径），卫星的转动方向与地球自转方向相同，已知地球自转的角速度为ω0，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G，求：
（1）该卫星绕地球运行的角速度ω；
（2）若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方，到它下次通过该建筑物正上方需要的时间。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
2．D
3．B
4．A
5．C
6．A
7．C
8．D
9．C
10．CD
11．AB
12．AC
13．
14．
15． 小于 大于
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）
18．（1）；（2）
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