第4章+万有引力定律及航天+章末检测 （课件+练习A卷）-高中物理同步备课系列（鲁科版2019必修第二册）

第4章 万有引力定律及航天 章末检测【A卷】

（考试时间：75分钟  试卷满分：100分  命题范围：第4章 万有引力定律及航天）

第Ⅰ卷（选择题 共43分）

一．单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）

1．（2022·全国·高三专题练习）美国科学家于2016年2月11日宣布，他们探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”。相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的是 （　　）

A．牛顿力学完全适用于宏观低速运动

B．牛顿力学取得了巨大成就，是普遍适用的

C．随着物理学的发展，牛顿力学将逐渐成为过时的理论

D．由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值

2．（2022·江苏徐州·高一期中）我国航天事业的快速发展，充分体现了民族智慧、经济实力、综合国力，也大大促进了我国生产力的发展。下列关于我国航天器的发射速度、绕行速度的说法正确的是（　　）

A．火星探测器“天问一号”的发射速度大于第三宇宙速度

B．探月工程中“嫦娥五号”的发射速度大于第二宇宙速度

C．北斗卫星导航系统中“地球静止轨道卫星”的绕行速度大于第一宇宙速度

D．中国空间站中“天和核心舱”的发射速度大于第一宇宙速度

3．（2021·甘肃·天水市第一中学高一期末）宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面（设月球半径为R）。据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为（　　）

A． B． C． D．

4．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（　　）

A．b卫星转动线速度大于7.9 km/s

B．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为aa>ab>ac

C．a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为Ta=Tc<Tb

D．在b、c中，b的线速度大

5．（2021·福建·高三阶段练习）2021年2月，我国“天问一号”火星探测器实现了对火星的环绕。若该探测器在近火星圆轨道运行的线速度为v，火星表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转，则火星的平均密度为（　　）

A． B． C． D．

6．（2022·四川省资中县球溪高级中学高一阶段练习）地球赤道某处的火箭发射架上有一待发射的卫星，随地球自转的线速度为、加速度为；发射升空后在近地轨道1上做匀速圆周运动，其线速度为、加速度为；卫星在P点实施变轨进入椭圆轨道2运行，经过Q点再次变轨使卫星进入同步轨道3；卫星在同步轨道上做匀速圆周运动的线速度为、加速度为；轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点，则大小关系正确的是（　　）

A．

B．

C．卫星在2轨道运行经过P点时的速度，加速度

D．卫星在2轨道运行经过Q点时的速度，加速度

7．（2021·山东·新泰中学高三阶段练习）火星探测器的发射时间要求很苛刻，必须在每次地球和火星相距最近之前几个月发射。设地球环绕太阳的运动周期为T，轨道半径为；火星环绕太阳的轨道半径为，火星的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（　　）

A．太阳质量为

B．火星的公转周期为

C．“天问一号”在火星表面的重力加速度为

D．从火星与地球相距最近开始计时到火星与地球第一次相距最远的时间为

二．多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

8．（2021·全国·高一专题练习）如图，同步卫星与地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列比值正确的是（　　）

A． B． C． D．

9．（2021·吉林·东北师大附中高三阶段练习）两个靠近的天体称为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，如图所示是由两颗恒星A、B组成的双星系统。设想在地球上通过望远镜观察这种双星，视线与双星轨道共面。观测发现每隔时间两颗恒星与望远镜共线一次，已知两颗恒星A、B间距为，质量分别为，万有引力常量为，则以下结论正确的是（　　）

A．

B．

C．恒星的轨道半径为

D．恒星的轨道半径为

10．（2021·全国·高一课时练习）发射地球同步卫星时不是一次性地把卫星送到最终的轨道上，发射时，先将卫星发射至近地圆周轨道1，然后使其在轨道2上沿椭圆轨道运行，最后将卫星送入同步圆周轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，卫星分别在三个轨道上正常运行时，下列物理量的比较关系中正确的是（　　）

A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度

C．卫星在轨道2上运行到P点时与它在轨道3上运行到P点时加速度是相等的

D．卫星在轨道1上运行时的速度，与它在轨道2上经过Q点时的速度大小相等

第Ⅱ卷  （非选择题  共57分）

三、非选择题（共57分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

11．（6分）（2021·四川省蒲江县蒲江中学高一阶段练习）卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量：

(1)横梁一端固定有一质量为m半径为r的均匀铅球A，旁边有一质量为m，半径为r的相同铅球B，A、B两球表面的最近距离L，已知引力常量为G，则A、B两球间的万有引力大小为_________；

(2)为了测量石英丝极微的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的措施是_________。

A．增大石英丝的直径                       B．增大刻度尺与平面镜的距离

C .利用平面镜对光线的反射       D．减小T型架横梁的长度

12．（9分）（2021·全国·高一课前预习）人造地球卫星

（1）______年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功.______年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功．为我国航天事业作出特殊贡献的科学家______被誉为“中国航天之父”；

（2）地球同步卫星的特点

地球同步卫星位于______上方高度约______处，因______，也称静止卫星．地球同步卫星与地球以______的角速度转动，周期与地球自转周期______。

13．（12分）（2021·广东·深圳市龙岗区德琳学校高一期中）“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为，飞行周期为，月球的半径为，引力常量为。求：

（1）“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小；

（2）月球的质量；

（3）若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大.

14．（12分）（2021·福建省龙岩第一中学高三阶段练习）祝融号火星车在着陆火星之前，需经历动力减速、悬停避障两个阶段。在动力减速阶段可视为匀减速运动，速度大小由96m/s减小到0，历时80s。在悬停避障阶段，火星车将启用最大推力为7500N的变推力发动机，在距火星表面约百米高度处悬停，寻找着陆点。已知火星半径约为地球半径的，火星质量约为地球质量的，地球表面重力加速度大小取10m/s2，求：

（1）在动力减速阶段的加速度大小和下降距离；

（2）在悬停避障阶段，火星车能借助该变推力发动机实现悬停，若已知火星车质量为240kg，求火星车能携带物资的最大质量。

15．（18分）（2021·福建·龙岩市第一中学锦山学校高三阶段练习）2021年10月16日，我国成功发射了神舟十三号载人飞船，与空间站组合体完成自主快速交会对接，3名航天员翟志刚、王亚平、叶光富成功送入了天和核心舱，他们将在轨驻留6个月，任务主要目标为验证中国空间站建造相关技术，为我国空间站后续建造及运营任务奠定基础。

已知神舟十三号与空间站组合体完成对接后在轨道上运行，可视为匀速圆周运动，它们飞行n圈所用时间为t。已知它们的总质量为m，它们距地面的高度为h，地球半径为R，引力常量为G。求：

（1）神舟十三号与空间站组合体对接后，地球对它们的万有引力F；

（2）地球的质量M；

（3）地球表面的重力加速度g。