第七章 万有引力与宇宙航行 培优提升单元检测题 （word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第七章 万有引力与宇宙航行 培优提升单元检测题 （word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 419.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-18 17:42:31 | ||
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文档简介
第七章 万有引力与宇宙航行
一、单选题
1．经典力学有一定的局限性。当物体以下列速度运动时，经典力学不再适用的是（ ）
A． B．
C． D．
2．宇宙飞船正在离地面高H2R地的轨道上做匀速圆周运动，R地为地球的半径，飞船内一弹簧秤下悬挂一质量为m的重物，g为地球表面处重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A．物体受力平衡 B．弹簧秤的示数为零
C．弹簧秤的示数为 D．物体受到的重力为
3．2019年12月27日，在海南文昌航天发射场，中国运载能力最强的长征5号运载火箭成功发射，并用超同步转移轨道将实践二十号卫星入轨到地球同步轨道，变轨过程简化如图所示。轨道Ⅰ是超同步转移轨道，轨道Ⅲ是地球同步轨道，轨道Ⅱ是过渡轨道（椭圆的一部分），轨道Ⅱ、轨道Ⅰ的远地点切于M点，轨道Ⅱ的近地点与轨道Ⅲ切于N点，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道Ⅰ上运行时速度大小不变
B．从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，卫星在M点需要减速
C．从轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，卫星在N点需要减速
D．在轨道Ⅱ上，卫星从M点到N点受到地球的引力对卫星做功为零
4．关于万有引力定律应用于天文学研究的历史事实，下列说法中正确的是（ ）
A．天王星和海王星，都是运用万有引力定律，经过大量计算以后而发现的
B．在18世纪已经发现的七颗行星中，人们发现第七颗行星——天王星的运动轨道总是同根据万有引力定律计算出来的结果有比较大的偏差，于是有人推测，在天王星轨道外还有一颗行星，是它的存在引起了上述偏差
C．第八颗行星，是牛顿运用自己发现的万有引力定律，经过大量计算而发现的
D．天王星是英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶合作研究后共同发现的
5．下列关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是（ ）
A．不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力
B．只有天体间的引力才能用计算
C．由知，两质点间距离r减小时，它们之间的引力增大
D．引力常量的大小首先是由牛顿测出来的，且等于6.67×10-11 N·m2/kg2
6．“嫦娥四号”探月飞船实现了月球背面软着陆，按计划我国还要发射“嫦娥五号”，执行月面采样返回任务。已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，地球和月球的质量分别为M1和M2，月球半径为R，月球绕地球公转的轨道半径为r，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．月球的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的
B．使飞船从地球飞向月球，地球上飞船的发射速度是地球的第一宇宙速度
C．采样返回时，使飞船从月球飞向地球，月球上飞船的发射速度为
D．采样返回时，使飞船从月球飞向地球，月球上飞船的发射速度应大于
7．地球可看作半径为的均质球体，已知地球同步卫星绕地球做圆周运动的周期为，地球表面的重力加速度大小为（不考虑地球自转造成的影响），则同步卫星距地面的高度为（ ）
A． B． C． D．
8．我国北斗导航系统的第55颗卫星于2020年6月23日成功入轨，在距地约36000公里的地球同步轨道开始运行，从此北斗导航系统完成全球组网。这颗卫星和近地卫星比较（ ）
A．线速度更大 B．角速度更大
C．向心加速度更大 D．周期更长
9．两颗人造卫星a、b绕地球作匀速圆周运动，轨道半径之比为，则a和b的运动速率和周期之比分别为（ ）
A．， B．，
C．， D．，
10．有一种关于行星带形成的假说，起源于太阳神赫利奥斯儿子法艾东被宇宙神（尤必特尔）战败。按照这个假说，一群大石块（法艾东行星应该由这些大石块形成的）太靠近木星（尤必特尔神），受到木星引力场影响，石群被瓦解成单个大石块——小行星。据估算石群的半径大约为，其质量（所有小行星质量之和）为木星质量的。要使石群开始瓦解，它应该离木星中心距离（ ）远。（宙斯是希腊神话中最高的神，相当于罗马神话中尤必特尔——木星）
A． B．
C． D．
11．2021年4月29日、中国“天宫”空间站“天和核心舱”在海南文昌发射场发射升空，并准确进入预定轨道，意味着我国载人航天工程空间站组装建设进入了新的阶段。已知“天和核心舱”在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球的自转，下列判断正确的是（ ）
A．“天和核心舱”运动速度大于第一宇宙速度
B．“天和核心舱”运动速度小于第一宇宙速度
C．利用以上数据不能求出“天和核心舱”在轨飞行的速度
D．利用以上数据不能求出地球的半径
12．神舟十三号载人飞船于北京时间2021年10月16日6时56分，采用自主快速交会对接的模式成功对接于天和核心舱径向端口，与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱（船）组合体。如图所示为载人飞船与天和核心舱的运动轨迹图，其中Ⅰ为飞船转移轨道，其近地点A接近地球的表面，Ⅱ为天和核心舱运行的圆轨道，其轨道半径为地球半径的k倍，轨道Ⅰ和Ⅱ相切于B点。已知地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，下列说法正确的是（ ）
A．航天员在舱外执行任务时受到的合力为零
B．天和核心舱运行的周期为
C．飞船在轨道Ⅰ上经过A、B两点的速度之比为k＋1
D．飞船在Ⅰ、Ⅱ轨道的周期之比为
13．宇宙飞船正在离地面高H2R地的轨道上做匀速圆周运动，R地为地球的半径，飞船内一弹簧秤下悬挂一质量为m的重物，g为地球表面处重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A．物体受力平衡 B．弹簧秤的示数为零
C．弹簧秤的示数为 D．物体受到的重力为
二、多选题
14．下列说法正确的是（ ）
A．卡文迪许通过扭秤实验测定了万有引力常量
B．伽利略发现了行星运动定律和万有引力定律
C．开普勒发现所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上
D．当两物体间的距离趋近于零时，两物体间的万有引力趋近于无穷大
15．关于地球的第一宇宙速度，下面说法中正确的是（ ）
A．它是随地球一起自转的最大速度
B．它是物体恰好环绕地球表面运行的速度
C．它是能使人造地球卫星成功发射的最小发射速度
D．它是圆形轨道上人造地球卫星的运行速度
16．已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍。不考虑地球、月球自转的影响，由以上数据可估算出（ ）
A．地球与月球的平均密度之比为
B．地球与月球表面的重力加速度大小之比为
C．在地球与月球表面附近沿圆轨道运行的航天器的周期之比为
D．在地球与月球表面附近沿圆轨道运行的航天器的线速度大小之比为
17．如图所示，轨道Ⅰ为绕地球运动的中轨道卫星的轨道，离地高度，轨道Ⅱ、Ⅲ为某同步卫星变轨前、后轨道，当卫星由近地点A发射后，在万有引力作用下沿椭圆轨道Ⅱ向远地点点运动，到达点时开启动力装置变轨至轨道Ⅲ，近似认为同步卫星轨道Ⅲ离地高度，忽略轨道Ⅱ的近地点高度，为地球半径，为地球自转的周期，不计卫星间的相互作用，通过以上信息可以确定的是（ ）
A．卫星在轨道Ⅱ上的周期为
B．卫星在轨道Ⅰ经过点时速度小于卫星在轨道Ⅱ经过A点时速度
C．卫星由轨道Ⅲ经过点进入轨道Ⅱ时必须减速
D．卫星中的物体由于没有受到重力而处于完全失重状态
18．中国空间站是中国独立自主建造运营的载人空间站，由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三个舱段构成。根据任务安排，空间站计划于2022年完成在轨建造。目前天和核心舱已经在海南文昌航天发射场发射升空，准确进入预定轨道。已知天和核心舱在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球的半径为R，引力常量为G，忽略地球的自转。由此可以计算得到的物理量为（ ）
A．地球的平均密度 B．地球表面的重力加速度
C．天和核心舱受到的地球引力 D．天和核心舱在轨飞行的速度
三、解答题
19．科学家们推测在太阳系外可能有一颗“宜居”行星，其质量约为地球49倍。已知一个在地球表而质量为49kg的人在该行星南级表面的重量为784N，地球表面的重力加速度为10m/s2，求：
（1）该行星是表面的重力加速度？
（2）该行星半径与地球半径之比？
20．假定一颗质量均匀、可看成球体的行星，自转原来可以忽略。现若该星球自转加快，角速度为ω时，该星球表面的“赤道”上物体对星球的压力减为原来的。已知引力常量G，则该星球密度ρ为？
21．“玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车在月球表面做了一个实验，将物体以速度v0竖直上抛，落回原抛出点的时间为t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G。求：
（1）月球表面重力加速度的大小；
（2）月球的质量M；
（3）月球的第一宇宙速度的大小；
22．两行星A和B是两个均匀球体，行星A的卫星a沿圆轨道运行的周期为Ta；行星B的卫星b沿圆轨道运行的周期为Tb，设两卫星均为各自中心星体的近地卫星，而且Ta∶Tb＝2∶3，行星A和行星B的半径之比RA∶RB＝1∶2，求：
（1）行星A和行星B的密度之比ρA∶ρB；
（2）行星表面的重力加速度大小之比gA∶gB。
23．宇航员在地球表面做实验，让一小球离地面一定距离自由下落，经过时间t小球到达地面。若他在某星球上离该星球表面相同距离让该小球自由下落，需经过时间2t到达该星球表面。已知地球半径与该星球的半径之比为2：1。（忽略地球和星球的自转，空气阻力不计）试求：
（1）地球上的重力加速度与该星球的重力加速度比值为多少；
（2）地球质量与该星球的质量的比值；
（3）地球的第一宇宙速度与该星球的第一宇宙速度的比值。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．B
3．C
4．B
5．C
6．D
7．D
8．D
9．C
10．D
11．B
12．D
13．B
14．AC
15．BC
16．CD
17．BC
18．ABD
19．（1）16m/s2；（2）
20．
21．（1）；（2）；（3）
22．（1）9:4；（2）9:8
23．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．经典力学有一定的局限性。当物体以下列速度运动时，经典力学不再适用的是（ ）
A． B．
C． D．
2．宇宙飞船正在离地面高H2R地的轨道上做匀速圆周运动，R地为地球的半径，飞船内一弹簧秤下悬挂一质量为m的重物，g为地球表面处重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A．物体受力平衡 B．弹簧秤的示数为零
C．弹簧秤的示数为 D．物体受到的重力为
3．2019年12月27日，在海南文昌航天发射场，中国运载能力最强的长征5号运载火箭成功发射，并用超同步转移轨道将实践二十号卫星入轨到地球同步轨道，变轨过程简化如图所示。轨道Ⅰ是超同步转移轨道，轨道Ⅲ是地球同步轨道，轨道Ⅱ是过渡轨道（椭圆的一部分），轨道Ⅱ、轨道Ⅰ的远地点切于M点，轨道Ⅱ的近地点与轨道Ⅲ切于N点，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道Ⅰ上运行时速度大小不变
B．从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，卫星在M点需要减速
C．从轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，卫星在N点需要减速
D．在轨道Ⅱ上，卫星从M点到N点受到地球的引力对卫星做功为零
4．关于万有引力定律应用于天文学研究的历史事实，下列说法中正确的是（ ）
A．天王星和海王星，都是运用万有引力定律，经过大量计算以后而发现的
B．在18世纪已经发现的七颗行星中，人们发现第七颗行星——天王星的运动轨道总是同根据万有引力定律计算出来的结果有比较大的偏差，于是有人推测，在天王星轨道外还有一颗行星，是它的存在引起了上述偏差
C．第八颗行星，是牛顿运用自己发现的万有引力定律，经过大量计算而发现的
D．天王星是英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶合作研究后共同发现的
5．下列关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是（ ）
A．不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力
B．只有天体间的引力才能用计算
C．由知，两质点间距离r减小时，它们之间的引力增大
D．引力常量的大小首先是由牛顿测出来的，且等于6.67×10-11 N·m2/kg2
6．“嫦娥四号”探月飞船实现了月球背面软着陆，按计划我国还要发射“嫦娥五号”，执行月面采样返回任务。已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，地球和月球的质量分别为M1和M2，月球半径为R，月球绕地球公转的轨道半径为r，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．月球的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的
B．使飞船从地球飞向月球，地球上飞船的发射速度是地球的第一宇宙速度
C．采样返回时，使飞船从月球飞向地球，月球上飞船的发射速度为
D．采样返回时，使飞船从月球飞向地球，月球上飞船的发射速度应大于
7．地球可看作半径为的均质球体，已知地球同步卫星绕地球做圆周运动的周期为，地球表面的重力加速度大小为（不考虑地球自转造成的影响），则同步卫星距地面的高度为（ ）
A． B． C． D．
8．我国北斗导航系统的第55颗卫星于2020年6月23日成功入轨，在距地约36000公里的地球同步轨道开始运行，从此北斗导航系统完成全球组网。这颗卫星和近地卫星比较（ ）
A．线速度更大 B．角速度更大
C．向心加速度更大 D．周期更长
9．两颗人造卫星a、b绕地球作匀速圆周运动，轨道半径之比为，则a和b的运动速率和周期之比分别为（ ）
A．， B．，
C．， D．，
10．有一种关于行星带形成的假说，起源于太阳神赫利奥斯儿子法艾东被宇宙神（尤必特尔）战败。按照这个假说，一群大石块（法艾东行星应该由这些大石块形成的）太靠近木星（尤必特尔神），受到木星引力场影响，石群被瓦解成单个大石块——小行星。据估算石群的半径大约为，其质量（所有小行星质量之和）为木星质量的。要使石群开始瓦解，它应该离木星中心距离（ ）远。（宙斯是希腊神话中最高的神，相当于罗马神话中尤必特尔——木星）
A． B．
C． D．
11．2021年4月29日、中国“天宫”空间站“天和核心舱”在海南文昌发射场发射升空，并准确进入预定轨道，意味着我国载人航天工程空间站组装建设进入了新的阶段。已知“天和核心舱”在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球的自转，下列判断正确的是（ ）
A．“天和核心舱”运动速度大于第一宇宙速度
B．“天和核心舱”运动速度小于第一宇宙速度
C．利用以上数据不能求出“天和核心舱”在轨飞行的速度
D．利用以上数据不能求出地球的半径
12．神舟十三号载人飞船于北京时间2021年10月16日6时56分，采用自主快速交会对接的模式成功对接于天和核心舱径向端口，与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱（船）组合体。如图所示为载人飞船与天和核心舱的运动轨迹图，其中Ⅰ为飞船转移轨道，其近地点A接近地球的表面，Ⅱ为天和核心舱运行的圆轨道，其轨道半径为地球半径的k倍，轨道Ⅰ和Ⅱ相切于B点。已知地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，下列说法正确的是（ ）
A．航天员在舱外执行任务时受到的合力为零
B．天和核心舱运行的周期为
C．飞船在轨道Ⅰ上经过A、B两点的速度之比为k＋1
D．飞船在Ⅰ、Ⅱ轨道的周期之比为
13．宇宙飞船正在离地面高H2R地的轨道上做匀速圆周运动，R地为地球的半径，飞船内一弹簧秤下悬挂一质量为m的重物，g为地球表面处重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A．物体受力平衡 B．弹簧秤的示数为零
C．弹簧秤的示数为 D．物体受到的重力为
二、多选题
14．下列说法正确的是（ ）
A．卡文迪许通过扭秤实验测定了万有引力常量
B．伽利略发现了行星运动定律和万有引力定律
C．开普勒发现所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上
D．当两物体间的距离趋近于零时，两物体间的万有引力趋近于无穷大
15．关于地球的第一宇宙速度，下面说法中正确的是（ ）
A．它是随地球一起自转的最大速度
B．它是物体恰好环绕地球表面运行的速度
C．它是能使人造地球卫星成功发射的最小发射速度
D．它是圆形轨道上人造地球卫星的运行速度
16．已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍。不考虑地球、月球自转的影响，由以上数据可估算出（ ）
A．地球与月球的平均密度之比为
B．地球与月球表面的重力加速度大小之比为
C．在地球与月球表面附近沿圆轨道运行的航天器的周期之比为
D．在地球与月球表面附近沿圆轨道运行的航天器的线速度大小之比为
17．如图所示，轨道Ⅰ为绕地球运动的中轨道卫星的轨道，离地高度，轨道Ⅱ、Ⅲ为某同步卫星变轨前、后轨道，当卫星由近地点A发射后，在万有引力作用下沿椭圆轨道Ⅱ向远地点点运动，到达点时开启动力装置变轨至轨道Ⅲ，近似认为同步卫星轨道Ⅲ离地高度，忽略轨道Ⅱ的近地点高度，为地球半径，为地球自转的周期，不计卫星间的相互作用，通过以上信息可以确定的是（ ）
A．卫星在轨道Ⅱ上的周期为
B．卫星在轨道Ⅰ经过点时速度小于卫星在轨道Ⅱ经过A点时速度
C．卫星由轨道Ⅲ经过点进入轨道Ⅱ时必须减速
D．卫星中的物体由于没有受到重力而处于完全失重状态
18．中国空间站是中国独立自主建造运营的载人空间站，由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三个舱段构成。根据任务安排，空间站计划于2022年完成在轨建造。目前天和核心舱已经在海南文昌航天发射场发射升空，准确进入预定轨道。已知天和核心舱在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球的半径为R，引力常量为G，忽略地球的自转。由此可以计算得到的物理量为（ ）
A．地球的平均密度 B．地球表面的重力加速度
C．天和核心舱受到的地球引力 D．天和核心舱在轨飞行的速度
三、解答题
19．科学家们推测在太阳系外可能有一颗“宜居”行星，其质量约为地球49倍。已知一个在地球表而质量为49kg的人在该行星南级表面的重量为784N，地球表面的重力加速度为10m/s2，求：
（1）该行星是表面的重力加速度？
（2）该行星半径与地球半径之比？
20．假定一颗质量均匀、可看成球体的行星，自转原来可以忽略。现若该星球自转加快，角速度为ω时，该星球表面的“赤道”上物体对星球的压力减为原来的。已知引力常量G，则该星球密度ρ为？
21．“玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车在月球表面做了一个实验，将物体以速度v0竖直上抛，落回原抛出点的时间为t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G。求：
（1）月球表面重力加速度的大小；
（2）月球的质量M；
（3）月球的第一宇宙速度的大小；
22．两行星A和B是两个均匀球体，行星A的卫星a沿圆轨道运行的周期为Ta；行星B的卫星b沿圆轨道运行的周期为Tb，设两卫星均为各自中心星体的近地卫星，而且Ta∶Tb＝2∶3，行星A和行星B的半径之比RA∶RB＝1∶2，求：
（1）行星A和行星B的密度之比ρA∶ρB；
（2）行星表面的重力加速度大小之比gA∶gB。
23．宇航员在地球表面做实验，让一小球离地面一定距离自由下落，经过时间t小球到达地面。若他在某星球上离该星球表面相同距离让该小球自由下落，需经过时间2t到达该星球表面。已知地球半径与该星球的半径之比为2：1。（忽略地球和星球的自转，空气阻力不计）试求：
（1）地球上的重力加速度与该星球的重力加速度比值为多少；
（2）地球质量与该星球的质量的比值；
（3）地球的第一宇宙速度与该星球的第一宇宙速度的比值。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．B
3．C
4．B
5．C
6．D
7．D
8．D
9．C
10．D
11．B
12．D
13．B
14．AC
15．BC
16．CD
17．BC
18．ABD
19．（1）16m/s2；（2）
20．
21．（1）；（2）；（3）
22．（1）9:4；（2）9:8
23．（1）；（2）；（3）
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