第七章 万有引力与宇宙航行单元检测A卷-2021-2022学年高一物理同步备课系列（人教版2019 必修第二册）.zip

第1 页,共 8 页第七章第七章 万有引力与宇宙航行单元检测万有引力与宇宙航行单元检测 A 卷卷(时间：90 分钟满分：100 分)1、单项选择题(本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分)1对于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是（）32RkTA公式既适用于轨道是椭圆的运动，也适用于轨道是圆形的运动B公式中的 T 为天体的自转周期C公式中的 k 值，只与中心天体和环绕天体的质量有关D若已知月球与地球之间的距离，则可以根据开普勒第三定律公式求出地球与太阳之间的距离2根据天体演变的规律，太阳的体积在不断增大，几十亿年后将变成红巨星在此过程中太阳对地球的引力(太阳和地球的质量可认为不变)将()A变大 B变小C不变 D不能确定3.设地球表面重力加速度为，物体在距离地球表面 3R（R 是地球半径）处，由于地球的0g作用而产生的加速度为 g，则等于（）0ggA. 3B. 4C. 9D. 164某宇航员在某星球表面，将一质量为 m 的小球由静止释放，小球做自由落体运动，测得小球下落高度为 h，所用的时间为 t，若该星球的半径为 R，万有引力常量为 G，则该星球的质量为（）A B C D222GtMhR222hRMGt222hRMGt222GtMhR5若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”都遵循同样的规律（即“物体受到地球引力的大小与物体到地球中心距离的平方成反比”） ，在已知地球表面重力加速度、月地距离和地球半径的情况下，还需要知道（ ）第2 页,共 8 页A地球的质量B月球的质量C月球公转的周期D月球的半径6.我国发射的“神州”五号载人宇宙飞船的周期约为 90min，如果把它绕地球的运动看作是匀速圆周运动，则飞船的运动和人造地球同步卫星（轨道平面与地球赤道平面共面，运行周期与地球自转周期相同）的运动相比，下列判断中正确的是（ ）A. 飞船的轨道半径大于同步卫星的轨道半径B. 飞船运行的向心加速大于同步卫星运行的向心加速度C. 飞船的运行速度小于同步卫星的运行速度D. 飞船运行的角速度小于同步卫星运行的角速度7如图为某双星系统 A、B 绕其连线上的 O 点做匀速圆周运动的示意图，若 A 星的轨道半径大于 B 星的轨道半径，双星的总质量为 M，双星间的距离为 L，其运动周期为 T，则（）AA 的质量一定大于 B 的质量BA 的线速度一定大于 B 的线速度CL 一定，M 越大，T 越大DM 一定，L 越大，T 越小82021 年 10 月 16 日零时 23 分，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，零时 33 分载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将 3 名航天员送入太空并将在轨驻留六个月。在完成与天和核心舱顺利对接任务后，组合体在离地约 390km 的圆轨道上运动。下列说法正确的是（）第3 页,共 8 页A航天员可以在核心舱通过举哑铃健身B组合体的运行速率可以是8.0km/sC发射速度可以大于第二宇宙速度D对接后，核心舱的运行速率不变9. 2020 年 3 月 9 日 19 时 55 分在西昌卫星发射中心，我国利用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗三号 GEO2 地球同步轨道卫星，图 3 为北斗三号卫星.2020 年 6 月 11 日 2 时 31分在太原卫星发射中心，我国利用长征二号丙运载火箭，成功发射海洋一号 D 星，海洋一号 D 星离地高度约 800 km.月球是地球唯一的天然卫星，环绕周期为 27.3 天三颗卫星绕地球的运动均看作匀速圆周运动关于这三颗卫星，下列说法正确的是()A北斗三号 GEO2 卫星的环绕周期大于海洋一号 D 星的环绕周期B月球环绕地球的向心加速度最大C北斗三号 GEO2 卫星环绕地球的线速度大于海洋一号 D 星的线速度D月球环绕地球的角速度大于北斗三号 GEO2 环绕地球的角速度10.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，其中火星轨道长半径1.524 天文单位（地球到太阳的平均距离为一个天文单位，1 天文单位约等于 1.496 亿千米） 。则火星公转一周约为（）第4 页,共 8 页A0.8 年B2 年C3 年D4 年11.2021 年 2 月 10 日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成为火星卫星。如图所示为探测器经过多次变轨后登陆火星的轨道示意图，其中轨道、为椭圆，轨道为圆，探测器经轨道、后从 Q 点登陆火星。O 点是三个轨道的交点，轨道上的 O、P、Q 三点与火星中心在一条直线上 O、Q 分别为椭圆轨道的远火点和近火点。已知火星的半径为 R，探测器在轨道上正常运行时经过 O 点的速度为4OQRv，在此轨道上运行的周期为 T，下列说法正确的（）A沿轨道运行时探测器与 Q 点的连线在相等时间内扫过的面积相等B沿轨道运行时探测器经过 O 点时的加速度为2vRC沿轨道运行的过程中探测器处于平衡状态D沿轨道运行时探测器从 O 点到 Q 点的时间为69T12.地球质量大约是月球质量的 81 倍，地月距离约为 38 万千米，两者中心连线上有一个被称作“拉格朗日点”的位置，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动，则这个点到地球的距离约为（）A3.8 万千米B5.8 万千米C32 万千米D34 万千米13地球环境的变化，大家都是有目共睹的，也许将来有一天真的不再适合人类居住，电影流浪地球里的选择是带着地球一起流浪，而现实中，有人选择移居火星。火星是靠近地球的类地行星，已知地球质量约为火星质量的 10 倍，地球半径约为火星半径的 2 倍；设地球的公转周期为、地球表面的重力加速度为、地球的第一宇宙速度为 、地球的Tgv密度为，则（）A火星的公转周期为B火星表面的重力加速度约为2 2T25g第5 页,共 8 页C火星的第一宇宙速度约为D火星的密度约为15v54二、多项选择题(本题共 3 小题，每小题 4 分，共 12 分)14 北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS)，建立后的北斗卫星导航系统包括 5 颗同步卫星和 30 颗一般轨道卫星。关于这些卫星，以下说法正确的是（）A. 所有同步卫星的线速度大小都相等B. 所有同步卫星一定在赤道正上方C. 导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，角速度越大D. 导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度15太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Glicsc581”运行的行星“Gl-581c”却很值得我们期待。该行星的温度在 0到 40之间，质量是地球质量的 6 倍，直径是地球直径的1.5 倍，公转周期为 13 个地球日。 “Glicsc581”的质量是太阳质量的 0.31 倍。设该行星与地球均可视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则（）A该行星的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的 2 倍B如果人到了该行星，其体重是地球上的倍223C该行星与“Glicsc581”的距离是日地距离的倍13365D恒星“Glicsc581”的密度是地球密度的 169 倍16法国科学家拉普拉在对牛顿引力理论做过透彻研究后指出，对于一个质量为 M 的球状物体当其半径 R 小于等于（其中 c 为光速，G 为引力常量）时，即是一个黑洞，若22GMc天文学家观测到距黑洞中心距离为 r 的某天体以速度 v 绕该黑洞做匀速圆周运动，则（）第6 页,共 8 页A该黑洞的质量为B该黑洞的质量为22v rG2v rGC该黑洞的半径不超过D该黑洞的半径不超过222v rc222v rc2、非选择题(本题共 5 小题，共 49 分)17 （9 分）木星的卫星之一叫“艾奥”，它上面的珞珈火山喷出的岩块初速度为 18 m/s 时，上升高度可达 90 m。已知“艾奥”的半径为 R1 800 km，忽略“艾奥”的自转及岩块运动过程中受到稀薄气体的阻力，引力常量 G6.671011 Nm2/kg2，求：(结果保留 2 位有效数字)(1)“艾奥”的质量；(2)“艾奥”的第一宇宙速度。18.（9 分）一艘宇宙飞船绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示，太阳光可看作平行光，宇航员在 A 点测出地球的张角为 ，已知地球的半径为R，地球质量为 M，引力常量为 G，求：(1)宇宙飞船离距地面的高度(2)宇宙飞船的周期 T.19.（9 分）我国神舟十一号载人飞船返回舱在内蒙古主着陆场成功着陆，如图甲所示。飞船的回收过程可简化为如图乙所示，回收前飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运动，其周期为第7 页,共 8 页T，为了使飞船返回地面，飞船运动至轨道上某点 A 处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，该椭圆和地球表面在 B 点相切。如果地球半径为R0，求飞船由 A 点运动到 B 点所需要的时间。20 （10 分）宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球，经过时间 t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为 l。若抛出时的初速度增大到 3 倍，则抛出点与落地点之间的距离为。已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为3lR，万有引力常量为 G。试求：（1）两次落地点的距离；（2）该星球的质量 M。21（12 分）为了方便研究物体与地球间的万有引力问题，通常将地球视为质量分布均匀的球体。已知地球的质量为 M，半径为 R，引力常量为 G，不考虑空气阻力的影响。（1）求北极点的重力加速度的大小；（2）若“天舟号”在赤道所在平面内运行，绕地球运动的轨道可视为圆周，其轨道距地面的高度为 h，求“天舟号”绕地球运行的周期；（3）若某时刻“天舟号”通过赤道上某建筑物的正上方，求它下次通过该建筑物正上方需要的时间，设“天舟号”绕行方向与地球自转方向相同，地球自转角速度为 0。第8 页,共 8 页第1 页,共 18 页第七章第七章 万有引力与宇宙航行单元检测万有引力与宇宙航行单元检测 A 卷卷(时间：90 分钟满分：100 分)1、单项选择题(本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分)1对于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是（）32RkTA公式既适用于轨道是椭圆的运动，也适用于轨道是圆形的运动B公式中的 T 为天体的自转周期C公式中的 k 值，只与中心天体和环绕天体的质量有关D若已知月球与地球之间的距离，则可以根据开普勒第三定律公式求出地球与太阳之间的距离【答案】A【解析】A开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。所以也适用于轨道是圆的运动，A 正确；B公式中的 T 为天体的公转周期，B 错误；C式中的 k 是与中心星体的质量有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关，C 错误；D式中的 k 是与中心星体的质量有关，月球绕地球转动，地球绕太阳运动，二者不具有同一中心天体，故公式不成立，所以已知月球与地球之间的距离，无法求出地球与太阳之间的距离，D 错误。故选 A。2根据天体演变的规律，太阳的体积在不断增大，几十亿年后将变成红巨星在此过程中太阳对地球的引力(太阳和地球的质量可认为不变)将()A变大 B变小C不变 D不能确定【答案】A第2 页,共 18 页【解析】根据万有引力定律公式 FG可知，太阳和地球的质量不变，太阳的体积增大，Mmr2但是太阳中心到地球中心的距离不变，知万有引力大小不变，故 C 正确，A、B、D 错误3.设地球表面重力加速度为，物体在距离地球表面 3R（R 是地球半径）处，由于地球的0g作用而产生的加速度为 g，则等于（）0ggA. 3B. 4C. 9D. 16【答案】D【解析】当重力与万有引力相等时有：02MmGmgR可得地球表面重力加速度：02GMgR在距地球表面 3R 处的重力加速度：02211(3 )1616GMGMggRRR则等于 16，故 D 正确 ABC 错误。故选 D。0gg4某宇航员在某星球表面，将一质量为 m 的小球由静止释放，小球做自由落体运动，测得小球下落高度为 h，所用的时间为 t，若该星球的半径为 R，万有引力常量为 G，则该星球的质量为（