第七章 万有引力与宇宙航行 单元卷 （word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第七章 万有引力与宇宙航行 单元卷 （word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 765.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-05 07:08:07 | ||
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文档简介
第七章 万有引力与宇宙航行 单元必刷小卷
一、单选题
1．（2022·重庆市第七中学校高一阶段练习）如图，某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球运转半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是（ ）
A．天 B．天 C．天 D．27天
2．（2022·浙江·海盐第二高级中学高一阶段练习）2021年2月24日，“天问一号” 探测器进入火星停泊轨道，并于5月15日成功着陆于火星乌托邦平原。若火星半径为R，质量为M，引力常量为G，着陆前质量为m的“天问一号” 距火星表面高度h，则此时火星对“天问一号”的万有引力大小为（ ）
A． B． C． D．
3．（2022·山东·枣庄市第三中学高一阶段练习）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互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统绕其连线上的点做匀速圆周运动，如图所示。若，则（ ）
A．星球A的向心力大于的向心力
B．星球A的线速度大于的线速度
C．星球A的质量小于的质量
D．双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大
4．（2022·江西省南丰县第一中学高一阶段练习）我国的“天眼”是世界上最大的射电望远镜，通过“天眼”观测到的某三星系统可理想化为如下模型：如图所示，甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行，若三颗星质量均为M，万有引力常量为G，则（ ）
A．甲星所受合外力为 B．甲星的线速度为
C．甲星的周期 D．甲星的向心加速度为
5．（2022·湖南·宁乡市教育研究中心高一期末）天舟一号货运飞船于2017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
6．（2022·浙江·丽水第二高级中学高三阶段练习）2021年2月7日，被称为“星坚强”的中星9A卫星消耗完了所剩不多的燃料，正式离轨。2017年“中星9A”卫星发射升空后不久，三级火箭二次点火突发异常，导致卫星发射高度严重不足，只能依靠卫星自身燃料实施变轨才能回到预定高度，经过西安卫星测控中心16天的全力抢救，卫星成功定点于赤道上空的地球静止轨道，抢救工作圆满完成，“星坚强”的爱称从此走红。将变轨过程简化如图所示，近地轨道1位于赤道上空，半径为，周期为，地球静止轨道3半径为，地球自转周期为，不计空气阻力及卫星质量变化，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在椭圆轨道2上运动时周期为
B．卫星在轨道1经过A点的速度，和在轨道2经过A点的速度相同
C．若某爱好者在赤道上2天观察到5次该卫星在轨道1掠过其正上方，则
D．要使卫星从轨道2变轨至轨道3，在卫星到达B点，需减速才能变轨成功
二、多选题
7．（2021·江西省宜春实验中学高一期中）关于万有引力定律公式的理解，下面说法不正确的是（ ）
A．公式适用于两个质点或可视为质点间的相互作用
B．对于质量分布均匀的球体，公式中的r是两球心间的距离
C．当公式中的r趋近0，万有引力F趋近∞
D．在不同星球上，G的数值不一样
8．（2022·重庆市第七中学校高一阶段练习）宇宙中有许多行星，为了研究月亮，我们会向月亮发射探测器。假设探测器在到达月球表面前，绕其表面匀速飞行（不计其他天体的影响），测量得到探测器绕月球n圈的时间为t，月亮半径。则下列说法正确的：（ ）
A．月球探测器在轨道上匀速飞行的速度约为：
B．月球探测器的质量为
C．月球的平均密度为：
D．当探测器与月球表面的距离为时，探测器不随月球做匀速圆周运动，此时探测器的重力加速度为：
9．（2022·重庆·模拟预测）如图所示，A、B两点是赤道圆上的两点且相距为R，P是地球的同步卫星，并在A、B的中垂线上。若地球质量为M，半径为R，地球自转周期为T，引力常量为G，光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A．地球同步卫星都具有相同的公转周期、环绕速度和质量
B．该同步卫星P离地面的高度为
C．若同步卫星轨道半径为r，则A、B两点通过P传递信息的时间为
D．若同步卫星轨道半径为r，则A、B两点通过P传递信息的时间为
10．（2022·江西省南丰县第一中学高一阶段练习）英国科学家卡文迪什通过图所示的扭秤实验测得了引力常量G。为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是（ ）
A．利用平面镜对光线的反射 B．增加T型架横梁的长度
C．增大石英丝的直径 D．增大刻度尺与平面镜的距离
11．（2022·湖南师大附中高三阶段练习）中国火星探测器“天问一号”历经200多天成功闯过“四关”，第一关：抓住发射“窗口期”开启“地火转移”；第二关：抓住被火星捕获的机会精准刹车；第三关：绕“火”飞行寻找最佳着陆点；第四关：安全着陆开展火星表面探测任务。“天问一号”成功发射，标志着中国深空探测技术取得了巨大进步。其中，探测器在停泊轨道和遥感轨道上运行时相切于同一点P（未画出）。下列有关闯这“四关”方面的物理学知识正确的是（ ）
A．“地火转移”过程，探测器关闭发动机后以第二宇宙速度匀速运动
B．第二关中，探测器要被火星捕获，开启发动机作用是使探测器减速
C．探测器在停泊轨道上运行经过P处时的加速度比在遥感轨道上经过同一P点时的加速度大
D．若测出探测器绕火星表面做圆周运动的周期，即可根据引力常量求得火星的平均密度
12．（2021·河北·滦南县第一中学高一期中）探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的停泊轨道，在该轨道的P处，通过变速，进入地月转移轨道，在到达月球附近的Q点时，对卫星再次变速，卫星被月球引力俘获后成为环月卫星，最终在环绕月球的工作轨道上绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测，工作轨道周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在工作轨道上环绕运动的影响。下列说法正确的是（ ）
A．月球的质量为
B．月球表面的重力加速度为
C．探月卫星需在P点加速才能从停泊轨道进入地月转移轨道
D．探月卫星需在Q点减速才能从地月转移轨道进入工作轨道
三、填空题
13．（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___________。
14．（2021·广东·广州市第一一三中学高一期末）我国于2020年11月24日发射的嫦娥五号探测器成功实施无人月面取样返回。已知地球表面的重力加速度大小为、半径为、第一宇宙速度为；月球表面的重力加速度大小为、半径为、月球探测器近月环绕速度为，则与之比为__________。
15．（2021·云南·昆明二十三中高一期中）两质点质量分别为m1、m2，距离为r，两质点间的万有引力大小为F。当两质点质量不变，距离变为原来的时两质点间的万有引力大小为_____F；当两质点距离变成原来的2倍，同时两质点的质量也都变为原来的2倍。两质点间万有引力大小为____F。
四、解答题
16．（2021·福建省龙岩第一中学高三期中）“嫦娥”奔月，“北斗”启航，有力地支撑了我国从航天大国向航天强国迈进。月球绕地球做圆周运动的周期大约为27天，“北斗”中的地球同步卫星绕地球运动轨道半径大概为地球半径的6.6倍。地球半径约为月球半径的4倍，地球质量约为月球质量的81倍。已知地球第一宇宙速度km/s。（结果保留三位有效数字）
（1）月球绕地球运动半径为地球半径的多少倍？
（2）求月球的第一宇宙速度。
（2021·全国·高三专题练习）侦察卫星对国家有极高的战略意义，尤其是极地侦察卫星。极地侦察卫星在通过地球两极的圆轨道上运行，由于与地球自转方向垂直，所以理论上可以观察到地球上任何一处。假如它的运行轨道距地面高度为h，要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件的情况下全都拍摄下来，在卫星通过赤道上空时，卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少。（设地球半径为R，地面处的重力加速度为g，地球自转的周期为T）
18．（2021·山东·泗水县教育和体育局教学研究中心高一期中）一宇航员乘宇宙飞船到达某星球表面，他将所带的一个长为L=2m，倾角为θ=37°的斜面，固定在该星球地面上，宇航员让一个与斜面的滑动摩擦因数为μ=0.5的小滑块从斜面顶端由静止释放，他测出小滑块到达斜面底端所用时间为t =2s.求：（sin37°=0.6,cos37°=0.8）
（1）该星球地面的重力加速度g；
（2）若已知该星球半径为R，万有引力恒量为G，忽略该星球的自转，求星球的密度ρ。
参考答案：
1．A
2．A
3．D
4．A
5．B
6．C
7．CD
8．ACD
9．BC
10．AD
11．BD
12．BCD
13．
14．
15． 4 1
16．（1）；（2）
17．
18．（1）5m/s2；（2）或
一、单选题
1．（2022·重庆市第七中学校高一阶段练习）如图，某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球运转半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是（ ）
A．天 B．天 C．天 D．27天
2．（2022·浙江·海盐第二高级中学高一阶段练习）2021年2月24日，“天问一号” 探测器进入火星停泊轨道，并于5月15日成功着陆于火星乌托邦平原。若火星半径为R，质量为M，引力常量为G，着陆前质量为m的“天问一号” 距火星表面高度h，则此时火星对“天问一号”的万有引力大小为（ ）
A． B． C． D．
3．（2022·山东·枣庄市第三中学高一阶段练习）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互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统绕其连线上的点做匀速圆周运动，如图所示。若，则（ ）
A．星球A的向心力大于的向心力
B．星球A的线速度大于的线速度
C．星球A的质量小于的质量
D．双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大
4．（2022·江西省南丰县第一中学高一阶段练习）我国的“天眼”是世界上最大的射电望远镜，通过“天眼”观测到的某三星系统可理想化为如下模型：如图所示，甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行，若三颗星质量均为M，万有引力常量为G，则（ ）
A．甲星所受合外力为 B．甲星的线速度为
C．甲星的周期 D．甲星的向心加速度为
5．（2022·湖南·宁乡市教育研究中心高一期末）天舟一号货运飞船于2017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
6．（2022·浙江·丽水第二高级中学高三阶段练习）2021年2月7日，被称为“星坚强”的中星9A卫星消耗完了所剩不多的燃料，正式离轨。2017年“中星9A”卫星发射升空后不久，三级火箭二次点火突发异常，导致卫星发射高度严重不足，只能依靠卫星自身燃料实施变轨才能回到预定高度，经过西安卫星测控中心16天的全力抢救，卫星成功定点于赤道上空的地球静止轨道，抢救工作圆满完成，“星坚强”的爱称从此走红。将变轨过程简化如图所示，近地轨道1位于赤道上空，半径为，周期为，地球静止轨道3半径为，地球自转周期为，不计空气阻力及卫星质量变化，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在椭圆轨道2上运动时周期为
B．卫星在轨道1经过A点的速度，和在轨道2经过A点的速度相同
C．若某爱好者在赤道上2天观察到5次该卫星在轨道1掠过其正上方，则
D．要使卫星从轨道2变轨至轨道3，在卫星到达B点，需减速才能变轨成功
二、多选题
7．（2021·江西省宜春实验中学高一期中）关于万有引力定律公式的理解，下面说法不正确的是（ ）
A．公式适用于两个质点或可视为质点间的相互作用
B．对于质量分布均匀的球体，公式中的r是两球心间的距离
C．当公式中的r趋近0，万有引力F趋近∞
D．在不同星球上，G的数值不一样
8．（2022·重庆市第七中学校高一阶段练习）宇宙中有许多行星，为了研究月亮，我们会向月亮发射探测器。假设探测器在到达月球表面前，绕其表面匀速飞行（不计其他天体的影响），测量得到探测器绕月球n圈的时间为t，月亮半径。则下列说法正确的：（ ）
A．月球探测器在轨道上匀速飞行的速度约为：
B．月球探测器的质量为
C．月球的平均密度为：
D．当探测器与月球表面的距离为时，探测器不随月球做匀速圆周运动，此时探测器的重力加速度为：
9．（2022·重庆·模拟预测）如图所示，A、B两点是赤道圆上的两点且相距为R，P是地球的同步卫星，并在A、B的中垂线上。若地球质量为M，半径为R，地球自转周期为T，引力常量为G，光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A．地球同步卫星都具有相同的公转周期、环绕速度和质量
B．该同步卫星P离地面的高度为
C．若同步卫星轨道半径为r，则A、B两点通过P传递信息的时间为
D．若同步卫星轨道半径为r，则A、B两点通过P传递信息的时间为
10．（2022·江西省南丰县第一中学高一阶段练习）英国科学家卡文迪什通过图所示的扭秤实验测得了引力常量G。为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是（ ）
A．利用平面镜对光线的反射 B．增加T型架横梁的长度
C．增大石英丝的直径 D．增大刻度尺与平面镜的距离
11．（2022·湖南师大附中高三阶段练习）中国火星探测器“天问一号”历经200多天成功闯过“四关”，第一关：抓住发射“窗口期”开启“地火转移”；第二关：抓住被火星捕获的机会精准刹车；第三关：绕“火”飞行寻找最佳着陆点；第四关：安全着陆开展火星表面探测任务。“天问一号”成功发射，标志着中国深空探测技术取得了巨大进步。其中，探测器在停泊轨道和遥感轨道上运行时相切于同一点P（未画出）。下列有关闯这“四关”方面的物理学知识正确的是（ ）
A．“地火转移”过程，探测器关闭发动机后以第二宇宙速度匀速运动
B．第二关中，探测器要被火星捕获，开启发动机作用是使探测器减速
C．探测器在停泊轨道上运行经过P处时的加速度比在遥感轨道上经过同一P点时的加速度大
D．若测出探测器绕火星表面做圆周运动的周期，即可根据引力常量求得火星的平均密度
12．（2021·河北·滦南县第一中学高一期中）探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的停泊轨道，在该轨道的P处，通过变速，进入地月转移轨道，在到达月球附近的Q点时，对卫星再次变速，卫星被月球引力俘获后成为环月卫星，最终在环绕月球的工作轨道上绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测，工作轨道周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在工作轨道上环绕运动的影响。下列说法正确的是（ ）
A．月球的质量为
B．月球表面的重力加速度为
C．探月卫星需在P点加速才能从停泊轨道进入地月转移轨道
D．探月卫星需在Q点减速才能从地月转移轨道进入工作轨道
三、填空题
13．（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___________。
14．（2021·广东·广州市第一一三中学高一期末）我国于2020年11月24日发射的嫦娥五号探测器成功实施无人月面取样返回。已知地球表面的重力加速度大小为、半径为、第一宇宙速度为；月球表面的重力加速度大小为、半径为、月球探测器近月环绕速度为，则与之比为__________。
15．（2021·云南·昆明二十三中高一期中）两质点质量分别为m1、m2，距离为r，两质点间的万有引力大小为F。当两质点质量不变，距离变为原来的时两质点间的万有引力大小为_____F；当两质点距离变成原来的2倍，同时两质点的质量也都变为原来的2倍。两质点间万有引力大小为____F。
四、解答题
16．（2021·福建省龙岩第一中学高三期中）“嫦娥”奔月，“北斗”启航，有力地支撑了我国从航天大国向航天强国迈进。月球绕地球做圆周运动的周期大约为27天，“北斗”中的地球同步卫星绕地球运动轨道半径大概为地球半径的6.6倍。地球半径约为月球半径的4倍，地球质量约为月球质量的81倍。已知地球第一宇宙速度km/s。（结果保留三位有效数字）
（1）月球绕地球运动半径为地球半径的多少倍？
（2）求月球的第一宇宙速度。
（2021·全国·高三专题练习）侦察卫星对国家有极高的战略意义，尤其是极地侦察卫星。极地侦察卫星在通过地球两极的圆轨道上运行，由于与地球自转方向垂直，所以理论上可以观察到地球上任何一处。假如它的运行轨道距地面高度为h，要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件的情况下全都拍摄下来，在卫星通过赤道上空时，卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少。（设地球半径为R，地面处的重力加速度为g，地球自转的周期为T）
18．（2021·山东·泗水县教育和体育局教学研究中心高一期中）一宇航员乘宇宙飞船到达某星球表面，他将所带的一个长为L=2m，倾角为θ=37°的斜面，固定在该星球地面上，宇航员让一个与斜面的滑动摩擦因数为μ=0.5的小滑块从斜面顶端由静止释放，他测出小滑块到达斜面底端所用时间为t =2s.求：（sin37°=0.6,cos37°=0.8）
（1）该星球地面的重力加速度g；
（2）若已知该星球半径为R，万有引力恒量为G，忽略该星球的自转，求星球的密度ρ。
参考答案：
1．A
2．A
3．D
4．A
5．B
6．C
7．CD
8．ACD
9．BC
10．AD
11．BD
12．BCD
13．
14．
15． 4 1
16．（1）；（2）
17．
18．（1）5m/s2；（2）或