第七章 万有引力与宇宙航行 单元测试 高一下学期物理人教版（2019）（含答案）
文档属性
| 名称 | 第七章 万有引力与宇宙航行 单元测试 高一下学期物理人教版（2019）（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 868.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-01-14 15:49:10 | ||
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文档简介
万有引力与宇宙航行 单元测试
姓名：___________班级：___________考号：___________
选择题（本大题共11 小题，1～7题是单选 ，8～11题是多选，每小题4分 ，共44 分。多选题全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分）
1．如图所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，质量大小分别为m1、m2，半径大小分别为r1、r2，则两球间的万有引力大小为（ ）
A． B．
C． D．
2．有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b在近地轨道做匀速圆周运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示。关于这四颗卫星，下列说法正确的是（ ）
A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．c在4 h内转过的圆心角是
C．在相同时间内，这四颗卫星中b转过的弧长最长
D．d做圆周运动的周期有可能是20小时
3．天文学家新发现了太阳系外的一颗行星，这颗行星的体积是地球的4.7倍，质量是地球的 25倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，由此估算该行星的平均密度为（ ）
A．1.8×103 kg/m3 B．5.6×103 kg/m3 C．1.1×104 kg/m3 D．3.0×104 kg/m3
4．如图所示，将一半径为R、质量为M的均匀大球，沿直径挖去两个半径分别为大球半径一半的小球，并把其中一个放在球外与大球靠在一起，挖去小球的球心、球外小球的球心、大球的球心都在一条直线上，则大球中剩余部分与球外小球间的万有引力大小约为（ ）
A．0.01 B．0.02
C．0.05 D．0.04
5．A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离随时间变化的关系如图所示．已知地球的半径为，万有引力常量为G，卫星A的线速度大于卫星B的线速度，若不考虑A、B之间的万有引力，则以下说法正确的是（ ）
A．地球的质量为 B．地球的第一宇宙速度为
C．地球的密度为 D．卫星A的加速度大小为
6．假设两黑洞合并前绕它们连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动，不计其他天体的影响，下列判断正确的是（ ）
A．合并前两黑洞间的万有引力越来越小
B．合并前两黑洞旋转的周期越来越大
C．合并前两黑洞旋转的线速度越来越大
D．合并前后两黑洞的总质量保持不变
7．同步卫星是与地球自转同步的人造地球卫星，它位于赤道正上方，而且（ ）
A．运行速度可按需要取值
B．运行周期可按需要取值
C．离地心的距离是一确定的值
D．可以位于任何城市的上空
8．2021年6月23日，“北斗三号”最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空，中国终于有了自己的卫星导航系统，未来将向全世界开放，也会成为70多亿人生活的一部分。北斗卫星导航系统有55颗卫星，若其中在同一平面不同轨道上同向运行的两颗人造地球卫星甲和乙，它们运行的周期分别是2小时、16小时，且某时刻两卫星相距最近。则下列说法中正确的是（ ）
A．两颗卫星再次相距最近的时间是小时
B．两颗卫星相距最远的时间是(16k+4)(k＝0，1，2，……)小时
C．乙卫星点火加速可以与甲卫星对接
D．甲、乙两颗卫星的轨道半径之比为1：4
9．如图所示，在某星球表面上，将一个小球以初速度水平抛出，下落距离H后恰好垂直打到一倾角为的斜面上。已知该星球的半径为R，引力常量为G，不计阻力。下列判断正确的是（ ）
A．该星球的质量为
B．该星球的第一宇宙速度为
C．该星球的密度为
D．该星球表面的重力加速度为
10．如图，我国“天宫”空间站位于距地面约400km高的近地轨道，是我国宇航员进行太空工作和生活的场所；而同样也是我国自主研发的北斗卫星导航系统，由5颗同步卫星、30颗非静止轨道卫星和备用卫星组成，其广泛应用于三维卫星定位与通信。若上述的空间站和北斗系统的卫星均在各自轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下面说法正确的是（ ）
A．“天宫”空间站的运行速度大于北斗同步卫星的运行速度
B．“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为不受重力
C．所有的同步卫星离地球表面的高度都是一定的
D．若北斗卫星在飞行的过程中速度变小了，它将远离地球
11．我国首次执行火星探测任务的“天问一号”探测器已于2021年2月10日成功环绕火星飞行。已知火星公转轨道半径是地球公转轨道半径的，火星的半径为地球半径的，火星的质量为地球质量的，探测器绕火星做匀速圆周运动的运行周期为T，火星和地球绕太阳公转的轨道都可近似为圆轨道，地球和火星可看作均匀球体，则（ ）
A．火星的平均密度为
B．火星的公转周期和地球的公转周期之比为
C．火星第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比为
D．火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为
非选择题：本题共5小题，共56分
12．（7分）牛顿虽然发现了万有引力定律，却没能给出引力常量G的值。这是因为一般物体间的引力非常小，很难用实验的方法将它测量出来。卡文迪什巧妙地利用如图所示的扭秤装置，第一次在实验室比较准确地测出了引力常量G的值，即___________（选填“”或“”）。卡文迪什的实验涉及的物理思想方法是___________（选填“等效替代法”或“微量放大法”）。
13．（7分）宇宙飞船进入靠近某行星表面的圆形轨道，绕行数圈后着陆在该行星上，宇航员在绕行及着陆后各做一次测量，依据所测量的数据，可以求出该行星的密度ρ、半径R（已知引力常量为G）。
如果宇宙飞船上备有的实验仪器有：
A．一只秒表 B．一个弹簧秤
C．一个质量为m的钩码 D．一把毫米刻度尺
（1）宇航员两次测量所选用的仪器分别是________和________。（填写序号）
（2）宇航员两次测量的物理量分别是________和________。（写清楚物理量含义）
（3）用测得的数据求得该行星的密度________，表面重力加速度________，半径________。
14．（9分）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立。经测定月地距离为，月球绕地球运动的周期为。试计算地球的质量（，结果保留一位有效数字）。
15．（15分）如图所示，有A、B两颗卫星绕同颗质量未知，半径为R的行星做匀速圆周运动，旋转方向相同，其中A为近地轨道卫星，周期为T1，B为静止轨道卫星，周期为T2，在某一时刻两卫星相距最近，试用已知量求解下列问题：（引力常量G为已知）
（1）经过多长时间，两行星再次相距最近？
（2）同步卫星离地面的高度h＝？
（3）该行星的平均密度ρ＝？
16．（16分）已知，地球的质量为M，万有引力常量为G，月球绕地球球心做匀速圆周运动，周期为
（1）求月球运动的轨道半径；
（2）若月球的周期天，求月球轨道半径和地球同步卫星轨道半径的比值。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．D
4．D
5．B
6．C
7．C
8．AD
9．AC
10．AC
11．BCD
12． 微量放大法
13． A BC 飞船环绕星球的周期T 弹簧秤悬挂质量为m的钩码时弹簧秤的示数F
14．
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）；（2）9
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
姓名：___________班级：___________考号：___________
选择题（本大题共11 小题，1～7题是单选 ，8～11题是多选，每小题4分 ，共44 分。多选题全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分）
1．如图所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，质量大小分别为m1、m2，半径大小分别为r1、r2，则两球间的万有引力大小为（ ）
A． B．
C． D．
2．有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b在近地轨道做匀速圆周运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示。关于这四颗卫星，下列说法正确的是（ ）
A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．c在4 h内转过的圆心角是
C．在相同时间内，这四颗卫星中b转过的弧长最长
D．d做圆周运动的周期有可能是20小时
3．天文学家新发现了太阳系外的一颗行星，这颗行星的体积是地球的4.7倍，质量是地球的 25倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，由此估算该行星的平均密度为（ ）
A．1.8×103 kg/m3 B．5.6×103 kg/m3 C．1.1×104 kg/m3 D．3.0×104 kg/m3
4．如图所示，将一半径为R、质量为M的均匀大球，沿直径挖去两个半径分别为大球半径一半的小球，并把其中一个放在球外与大球靠在一起，挖去小球的球心、球外小球的球心、大球的球心都在一条直线上，则大球中剩余部分与球外小球间的万有引力大小约为（ ）
A．0.01 B．0.02
C．0.05 D．0.04
5．A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离随时间变化的关系如图所示．已知地球的半径为，万有引力常量为G，卫星A的线速度大于卫星B的线速度，若不考虑A、B之间的万有引力，则以下说法正确的是（ ）
A．地球的质量为 B．地球的第一宇宙速度为
C．地球的密度为 D．卫星A的加速度大小为
6．假设两黑洞合并前绕它们连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动，不计其他天体的影响，下列判断正确的是（ ）
A．合并前两黑洞间的万有引力越来越小
B．合并前两黑洞旋转的周期越来越大
C．合并前两黑洞旋转的线速度越来越大
D．合并前后两黑洞的总质量保持不变
7．同步卫星是与地球自转同步的人造地球卫星，它位于赤道正上方，而且（ ）
A．运行速度可按需要取值
B．运行周期可按需要取值
C．离地心的距离是一确定的值
D．可以位于任何城市的上空
8．2021年6月23日，“北斗三号”最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空，中国终于有了自己的卫星导航系统，未来将向全世界开放，也会成为70多亿人生活的一部分。北斗卫星导航系统有55颗卫星，若其中在同一平面不同轨道上同向运行的两颗人造地球卫星甲和乙，它们运行的周期分别是2小时、16小时，且某时刻两卫星相距最近。则下列说法中正确的是（ ）
A．两颗卫星再次相距最近的时间是小时
B．两颗卫星相距最远的时间是(16k+4)(k＝0，1，2，……)小时
C．乙卫星点火加速可以与甲卫星对接
D．甲、乙两颗卫星的轨道半径之比为1：4
9．如图所示，在某星球表面上，将一个小球以初速度水平抛出，下落距离H后恰好垂直打到一倾角为的斜面上。已知该星球的半径为R，引力常量为G，不计阻力。下列判断正确的是（ ）
A．该星球的质量为
B．该星球的第一宇宙速度为
C．该星球的密度为
D．该星球表面的重力加速度为
10．如图，我国“天宫”空间站位于距地面约400km高的近地轨道，是我国宇航员进行太空工作和生活的场所；而同样也是我国自主研发的北斗卫星导航系统，由5颗同步卫星、30颗非静止轨道卫星和备用卫星组成，其广泛应用于三维卫星定位与通信。若上述的空间站和北斗系统的卫星均在各自轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下面说法正确的是（ ）
A．“天宫”空间站的运行速度大于北斗同步卫星的运行速度
B．“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为不受重力
C．所有的同步卫星离地球表面的高度都是一定的
D．若北斗卫星在飞行的过程中速度变小了，它将远离地球
11．我国首次执行火星探测任务的“天问一号”探测器已于2021年2月10日成功环绕火星飞行。已知火星公转轨道半径是地球公转轨道半径的，火星的半径为地球半径的，火星的质量为地球质量的，探测器绕火星做匀速圆周运动的运行周期为T，火星和地球绕太阳公转的轨道都可近似为圆轨道，地球和火星可看作均匀球体，则（ ）
A．火星的平均密度为
B．火星的公转周期和地球的公转周期之比为
C．火星第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比为
D．火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为
非选择题：本题共5小题，共56分
12．（7分）牛顿虽然发现了万有引力定律，却没能给出引力常量G的值。这是因为一般物体间的引力非常小，很难用实验的方法将它测量出来。卡文迪什巧妙地利用如图所示的扭秤装置，第一次在实验室比较准确地测出了引力常量G的值，即___________（选填“”或“”）。卡文迪什的实验涉及的物理思想方法是___________（选填“等效替代法”或“微量放大法”）。
13．（7分）宇宙飞船进入靠近某行星表面的圆形轨道，绕行数圈后着陆在该行星上，宇航员在绕行及着陆后各做一次测量，依据所测量的数据，可以求出该行星的密度ρ、半径R（已知引力常量为G）。
如果宇宙飞船上备有的实验仪器有：
A．一只秒表 B．一个弹簧秤
C．一个质量为m的钩码 D．一把毫米刻度尺
（1）宇航员两次测量所选用的仪器分别是________和________。（填写序号）
（2）宇航员两次测量的物理量分别是________和________。（写清楚物理量含义）
（3）用测得的数据求得该行星的密度________，表面重力加速度________，半径________。
14．（9分）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立。经测定月地距离为，月球绕地球运动的周期为。试计算地球的质量（，结果保留一位有效数字）。
15．（15分）如图所示，有A、B两颗卫星绕同颗质量未知，半径为R的行星做匀速圆周运动，旋转方向相同，其中A为近地轨道卫星，周期为T1，B为静止轨道卫星，周期为T2，在某一时刻两卫星相距最近，试用已知量求解下列问题：（引力常量G为已知）
（1）经过多长时间，两行星再次相距最近？
（2）同步卫星离地面的高度h＝？
（3）该行星的平均密度ρ＝？
16．（16分）已知，地球的质量为M，万有引力常量为G，月球绕地球球心做匀速圆周运动，周期为
（1）求月球运动的轨道半径；
（2）若月球的周期天，求月球轨道半径和地球同步卫星轨道半径的比值。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．D
4．D
5．B
6．C
7．C
8．AD
9．AC
10．AC
11．BCD
12． 微量放大法
13． A BC 飞船环绕星球的周期T 弹簧秤悬挂质量为m的钩码时弹簧秤的示数F
14．
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）；（2）9
答案第1页，共2页
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