第四章 万有引力与航天 单元质量检测（Word版含答案）

第4章 万有引力与航天 单元质量检测
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．2021年4月，中国空间站天和核心舱进入轨道，其轨道可视为圆轨道，绕地球运行的周期约为90分钟；6月，神舟十二号载人飞船成功对接天和核心舱，与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱组合体，若对接前后天和核心舱轨道不变。下列说法正确的是（　　）
A．空间站在轨道上运行的速度介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B．空间站在轨道上运行的速率大于地球同步卫星的速率
C．对接成功后，空间站由于质量增大，运行周期变大
D．对接成功后，空间站由于质量增大，运行速度变小
2．（2017·云南·富源县教育体育局教研室高一期末）已知火星的质量比地球质量小，火星的公转半径比地球的大，如果将火星和地球互换位置，则（　　）
A．火星公转轨道半径的三次方与公转周期平方的比值和地球公转轨道半径的三次方与公转周期平方的比值仍然相等
B．地球的第一宇宙速度将大于7.9km/s
C．火星的公转周期将小于365天
D．火星和地球受到太阳的万有引力不变
3．（2022·安徽宣城·高一期末）“天问一号”探测器于2020年7月23日成功发射，由长征五号运载火箭直接送入地火转移轨道，成为一颗人造行星，与地球、火星共同绕太阳公转，并逐渐远离地球，飞向火星，其运动轨道如图所示。若地球到太阳的平均距离为1Au（天文单位） ，火星到太阳的平均距离为1. 5Au，则“天问一号”在地火转移椭圆轨道上运动的周期约为（　　）
A．0.8年 B．1.4年 C．2.2年 D．2.6年
4．（2022·广东·模拟预测）图甲是未来空间站的构思图。在空间站中设置个如图乙绕中心轴旋转的超大型圆管作为生活区，圆管的内、外管壁平面与转轴的距离分别为R1、R2。当圆管以一定的角速度ω转动时，在管中相对管静止的人（可看作质点）便可以获得个类似在地球表面的“重力”，以此降低因长期处于失重状态对身体健康造成的影响。已知地球质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G，地球自转周期为T。当空间站在地球静止同步轨道上运行时，管道转动的角速度ω大小为（　　）
A． B．
C． D．
5．（2021·重庆市凤鸣山中学高一阶段练习）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 ，某时刻与离地面高度为的地球空间站B相隔最近。已知地球半径为R，地球自转周期为24h，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。则下列说法正确的是（　　）
A．卫星A和空间站B所在距离最近处的加速度大小之
B．卫星A和空间站B运行的线速度大小之比
C．再经过24小时，卫星A和空间站B又相隔最近
D．卫星A想实现和空间站B对接，只需对卫星A向后喷气加速即可
6．（2022·全国·高一课时练习）物体做曲线运动时，在某点附近极短时间内的运动可以看作是圆周运动，圆周运动的半径为该点的曲率半径。已知椭圆长轴端点处的曲率半径公式为ρ=，其中r1和r2分别是长轴的两个端点到焦点F的距离（如图甲）。如图乙，卫星在椭圆轨道Ⅰ上运行，运行到远地点A时，速率为v1，之后变轨进入轨道Ⅱ做速率为v2的匀速圆周运动。若椭圆轨道近地点位于地球表面附近，远地点到地心的距离是R'，地球半径为R，则等于（　　）
A． B． C． D．
7．（2022·山西·忻州一中高一期末）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
8．（2022·上海·模拟预测）“高分十三号”卫星是一颗光学遥感卫星，其轨道与地球赤道在同一平面内，并与地面上某观测点始终保持相对静止。已知地球半径为r1，卫星轨道半径为r2，则赤道上某点随地球自转的线速度大小v1与卫星运动的线速度大小v2之比为（　　）
A．r1∶r2 B．r2∶r1 C．r12∶r22 D．r22∶r12
9．（2022·陕西·宝鸡市陈仓区教育体育局教学研究室高一期末）学了牛顿第二定律，你对力与运动的关系的认识，由初中的定性提高到了定量层面。用拟人方式叙述，外力使物体产生加速度，物体不愿产生加速度，是因为物体具有惯性，就好像懒人的懒惰一样。形成于春秋的《考工记 辀人篇》中有“劝登马力，马力既竭，辀（音zhōu，古代的一种马车）犹能一取焉”，意思是马拉车时，马虽对车不再施力了，但车还能向前运动一段距离，这应是中国典籍对惯性的最早记载。关于惯性的下列说法正确的是（　　）
A．“天和核心舱”环绕地心做快慢恒定的圆周运动，是由于惯性
B．改变物体的运动状态或受力情况，物体的惯性大小随之改变
C．“天宫课堂”中授课的王亚平没有惯性
D．你现在的惯性大于你出生时的惯性
10．（2021·河南·模拟预测）2018年10月15日12时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭以“一箭双星”方式成功发射第三十九、四十颗北斗导航卫星。这两颗卫星都属于中圆轨道卫星，若已知这两颗中圆轨道卫星绕地球运动的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的倍，地球的质量是太阳质量的倍，则在相等的时间内这两颗中圆轨道卫星与地球的连线扫过的面积和地球与太阳的连线扫过的面积的比值是（　　）
A． B． C． D．
11．（2021·河南·模拟预测）宇宙星辰浩瀚璀璨，中国航天风正帆悬。我国于2020年7月23日成功发射的“天问一号”火星探测器经过多次变轨，预计将于2021年5月份在火星着陆。如图所示，为“天问一号”火星探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图，轨道I为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道，两轨道相切于P点，下列说法正确的是（　　）
A．“天问一号”在轨道Ⅰ运动的周期小于在轨道Ⅱ运动的周期
B．若已知“天问一号”在轨道Ⅰ运动的半径、运动周期和引力常量，可算出火星的密度
C．“天问一号”减速下降登陆火星的过程中处于超重状态
D．“天问一号”在轨道Ⅰ上P点运行的速度一定小于在轨道Ⅱ上P点运行的速度
12．（2021·福建省福州第一中学高一开学考试）地球和木星绕太阳运行的轨道可以看作是圆形的，它们各自的卫星轨道也可看作是圆形的。已知木星的公转轨道半径约为地球公转轨道半径的5倍，木星半径约为地球半径的11倍，木星质量大于地球质量。如图所示是地球和木星的不同卫星做圆周运动的半径r的立方与周期T的平方的关系图象，已知万有引力常量为G，地球的半径为R，下列说法正确的是（　　）
A．木星与地球的质量之比为 B．木星与地球的线速度之比为1：5
C．地球密度为 D．木星密度为
二、填空题
13．（2021·福建福州·高一期中）如图是一次卫星发射过程，先将卫星发射进入绕地球的较低圆形轨道Ⅰ，然后在a点使卫星进入椭圆形的转移轨道Ⅱ，再在椭圆轨道的远地点b使卫星进入同步轨道Ⅲ，已知Oa距离为r、Ob距离为2r，则卫星在轨道Ⅰ的速率_______卫星在轨道Ⅲ的速率（填“大于”、“等于”或“小于”），卫星在轨道Ⅰ的周期与卫星在轨道Ⅲ的周期之比为_________。
14．（2022·上海·高一）__________年6月，神舟十号分别完成与__________空间实验室的手动和自动交会对接；2016年10月19日，神舟十一号完成与天宫二号空间实验室的自动交会对接。2017年4月20日，我国发射了货运飞船__________，入轨后与天宫二号空间实验室进行自动交会对接、自主快速交会对接等3次交会对接及多项实验。
15．（2021·全国·高一）“嫦娥三号卫星”简称“嫦娥三号”，专家称“三号星”，是嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第三颗人造绕月探月卫星。若“三号星”在离月球表面距离为h的圆形轨道绕月球飞行，周期为T1。若已知地球中心和月球中心距离为地球半径R的n倍，月球半径r，月球公转周期T2，引力常量G。则：月球的质量为______________；地球受月球的吸引力为____________。
16．（2021·重庆复旦中学高一期中）一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道做匀速圆周运动，绕行n圈，所用时间为t，着陆行星后，用天平测得一物体质量为m，用弹簧测力计测得其重力为F，已知万有引力常量为：
（1）宇宙飞船做匀速圆周运动时的周期为___________；
（2）该行星表面的重力加速度为___________；
（3）用测量数据求该星球半径R=___________。
二、解答题
17．（2019·四川·成都七中实验学校高一期末）神舟飞船是中国自行研制，具有完全自主知识产权，已达到或优于国际第三代载人飞船技术的飞船。现有一艘神舟飞船处在距地面一定高度的圆形轨道上，测得飞船周期为T。已知地球半径R，地面处的重力加速度g，引力常量为G。
（1）求地球的质量表达式；
（2）计算飞船的离地高度。
18．（2021·全国·高一课时练习）目前普遍认为，质子、中子都不是点粒子，它们也是有内部结构的。例如，一个质子由两个u夸克和一个d夸克组成。已知一个夸克的质量为，那么当两个夸克相距时，它们之间的万有引力为多大？
19．（2021·河南·辉县市第一高级中学高一阶段练习）设金星和地球绕太阳中心的运动是公转方向相同且轨道共面的匀速圆周运动，金星在地球轨道的内侧（称为地内行星）。在某些特殊时刻，地球、金星和太阳会出现在一条直线上，这时候从地球上观测，金星像镶嵌在太阳脸上的小黑痣缓慢走过太阳表面。天文学称这种现象为“金星凌日”。如图所示，2012年6月6日天空上演的“金星凌日”吸引了全世界数百万天文爱好者。假设地球公转轨道半径为R，“金星凌日”每隔t0年出现一次，已知地球公转周期为T=1年。求金星的公转轨道半径。
20．一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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．A
3．B
4．B
5．B
6．A
7．C
8．A
9．D
10．A
11．C
12．D
13．（1）5m/s2；（2）或
14． 大于
15． 2013 天宫一号 天舟一号
16．
17．
18．（1）；（2）
19．
20．答案第1页，共2页
答案第1页，共2页