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2019-2020年高三物理總復習單元測試--萬有引力與航天技術(shù) 一、單項選擇題（共10小題，每小題3分，共計30分。每小題只有一個選項符合題意。） 1．關(guān)于萬有引力及其應用，下列表述正確的是（ ） A．人造地球衛(wèi)星運行時不受地球引力作用 B．兩物體間的萬有引力跟它們質(zhì)量的乘積成反比 C．兩物體間的萬有引力跟它們的距離成反比 D．人造衛(wèi)星在地面附近繞地球作勻速圓周運動所必須具有的速度，稱為第一宇宙速度 2．關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列表述正確的是（ ） A．第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度 B．第一宇宙速度又叫脫離速度 C．第一宇宙速度跟地球的質(zhì)量無關(guān) D．第一宇宙速度跟地球的半徑無關(guān) 3．發(fā)射人造衛(wèi)星是將衛(wèi)星以一定的速度送入預定軌道。發(fā)射場一般選擇在盡可能靠近赤道的地方，如圖這樣選址的優(yōu)點是，在赤道附近（ ） A．地球的引力較大 B．地球自轉(zhuǎn)線速度較大 C．重力加速度較大 D．地球自轉(zhuǎn)角速度較大 4．如圖中的圓a、b、c,其圓心均在地球的自轉(zhuǎn)軸線上，b、c的圓心與地心重合，對衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運動而言（ ） A．衛(wèi)星的軌道可能為a B．衛(wèi)星的軌道不可能為b C．衛(wèi)星的軌道不可能為c D．同步衛(wèi)星的軌道只可能為b 5.如圖是“嫦娥一號”奔月示意圖,衛(wèi)星發(fā)射后通過自帶的小型火箭多次變軌,進入地月轉(zhuǎn)移軌道,最終被月球引力捕獲,成為繞月衛(wèi)星,并開展對月球的探測.下列說法正確的是( ) A.發(fā)射“嫦娥一號”的速度必須達到第三宇宙速度 B.在繞月圓軌道上,衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān) C.衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比 D.在繞月圓軌道上,衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力 6．由于通訊和廣播等方面的需要，許多國家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的( ) A．質(zhì)量可以不同 B．軌道半徑可以不同 C．軌道平面可以不同 D．速率可以不同 7.“嫦娥一號”月球探測器在環(huán)繞月球運行過程中，設(shè)探測器運行的軌道半徑為r，運行速率為v，當探測器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時 （ ） A.r、v都將略為減小 B.r、v都將保持不變 C.r將略為減小，v將略為增大 D. r將略為增大，v將略為減小 8. 三顆人造地球衛(wèi)星A、B、C在同一面內(nèi)沿不同的軌道繞地球做均速運動，且繞行方向相同，已知RA＜RB＜RC。若在某一時刻，它們正好運行到同一條直線上，如圖所示。那么在經(jīng)過衛(wèi)星A的四分之一周期時，衛(wèi)星A、B、C的位置可能是( ) 9．太空被稱為是21世紀技術(shù)革命的搖籃。擺脫地球引力，在更“純凈”的環(huán)境中探求物質(zhì)的本質(zhì)，撥開大氣層的遮蓋，更直接地探索宇宙的奧秘，一直是科學家們夢寐以求的機會?！吧裰萏枴?兩次載人飛船的成功發(fā)射與回收給我國航天界帶來足夠的信心，我國提出了載人飛船——太空實驗室——空間站的三部曲構(gòu)想。某宇航員要與軌道空間站對接，飛船為了追上軌道空間站（ ） A. 只能從較低軌道上加速 B. 只能從較高軌道上加速 C. 只能從空間站同一高度的軌道上加速 D. 無論在什么軌道上，只要加速都行 10．一物體在地球表面上的重力為16N,它在以5m/s2的加速度加速上升的火箭中的示重9N,則此時火箭離地面的高度是地球半徑R的( ) A.2倍 B.3倍 C.4倍 D.0.5倍 二、雙項選擇題（共 6小題，每小題 5分，共計30分．在每小題給出的四個選項中，有兩個選項符合題目要求，全選對的得 5分，只選一個且正確的得3分，錯選、不選得 0 分．） 11．下列說法中正確的是( ) A．太空人受平衡力作用才能在太空艙中處于懸浮狀態(tài) B．若衛(wèi)星軌道越高，其繞地運行的線速度越大 C．地球球心與人造地球衛(wèi)星的軌道必定在同一平面內(nèi) D．牛頓發(fā)現(xiàn)無論是地面的物體，還是在天上的物體，都要遵循萬有引力定律 12．假如一做圓周運動的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來的2倍，仍做圓周運動，則( ) A．根據(jù)公式v=ωr，可知衛(wèi)星運動的線速度增大到原來的2倍 B. 根據(jù)公式，可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的 C. 根據(jù)公式，可知地球提供的向心力將減小到原來的 D．根據(jù)上述選項B和C給出的公式，可知衛(wèi)星運動的線速度將減小到原來的 13. 如圖所示，在圓軌道上運行的國際空間站里，一宇航員靜止（相對空間艙）“站”于艙內(nèi)朝向地球一側(cè)的“地面”上，下列說法正確的是( ) A．宇航員此時處于受力平衡狀態(tài) B．空間站的運行速度一定小于7.9km/s C．宇航員與“地面”之間無彈力作用 D．若宇航員將手中一小球無初速（相對于空間艙）釋放，該小球?qū)⒙涞健暗亍泵? 14．已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G。有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是( ) A.衛(wèi)星距離地面的高度為 B.衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度 C.衛(wèi)星運行時受到的向心力大小為 D.衛(wèi)星運行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 15．某行星繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑為r，公轉(zhuǎn)周期為T，萬有引力常量為G，由此可求出 ( ) A．行星的質(zhì)量 B．太陽的質(zhì)量 C．行星的線速度 D．太陽的密度 16.發(fā)射航天器帶來的軌道碎片等被人們稱為太空垃圾,太空垃圾給航天事業(yè)帶來巨大隱患,一顆迎面而來的直徑0.5毫米的金屬微粒,足以戳穿密封的航天服,太空垃圾不僅給航天事業(yè)帶來巨大隱患,還污染宇宙空間,尤其是核動力發(fā)動機脫落,會造成放射性污染,有些太空垃圾能逐漸落回地面,在重返大氣層的過程中燒毀.則這些太空垃圾在逐漸落回地面的過程中( ) A.角速度逐漸增大 B.線速度逐漸減小 C.向心加速度逐漸減小 D.周期逐漸減小 三、實驗題（共2小題，共20分。） 17．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時處于完全失重狀態(tài)，在這種環(huán)境中無法用天平稱量物體的質(zhì)量。某同學在該環(huán)境中設(shè)計了右圖所示的裝置來間接測量物體A的質(zhì)量。給待測物體A一個初速度，使之在桌面上做勻速圓周運動。設(shè)航天器中除右圖所示的彈簧秤外，還有刻度尺和秒表。則： （1）桌面給物體A的摩擦力能否忽略不計？為什么？ 答： （2）實驗中，需要測量的物理量是哪些？ 答： （3）寫出所測物體A的質(zhì)量的表達式。 答： 18．一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進入靠近該行星表面的圓形軌道繞行數(shù)圈后，著陸在該行星上。飛船上備有以下實驗器材 A.精確秒表一只 B.已知質(zhì)量為m的物體一個 C.彈簧秤一個 D.天平一臺(附砝碼) 已知宇航員在繞行時及著陸后各作了一次測量，依據(jù)測量數(shù)據(jù)，可求出該星球的半徑R及星球的質(zhì)量M。(已知萬有引力常量為G) (1)兩次測量所選用的器材分別為 . 。(用序號表示) (2)兩次測量的物理量分別是 . 。 (3)用該數(shù)據(jù)寫出半徑R.質(zhì)量M的表達式。 R= ,M= 。 四、計算題（本題共2小題，共20分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫最后答案的不給分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。） 19．（16分）已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。 （1）推導第一宇宙速度v1的表達式； （2）若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運行周期T。 20. （10分）我國首個月球探測計劃“嫦娥工程”將分三個階段實施，大約用十年的時間完成，這極大地提高了同學們對月球的關(guān)注，以下是某位同學就有關(guān)月球的知識設(shè)計的兩個問題，請你回答： （1）若已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，月球繞地球運行的周期為T，且把月球繞地球的運行近似看作是勻速圓周運動。試求出月球繞地球運行的軌道半徑. (2)若某位宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球某水平表面上方h高處以速度水平拋出一個小球，小球落回月球表面時與拋出點間的水平距離為s，已知月球的半徑為，引力常量為G，試求月球的質(zhì)量. 一、 單項選擇題（每小題3分，共30分） 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A B D C A C C A B 二、雙項選擇題（每小題6分，共30分） 題號 11 12 13 14 15 16 答案 CD CD BC BD BC AD 三、實驗題（共20分） 17.（3分） (1)答： 能忽略。因物體A對桌面的正壓力N=0，故物體A所受摩擦力f=0 （3分）（2）答： 要測輕繩對物體A的拉力F（彈簧秤示數(shù)），物體做圓周運動的半徑R和周期T （2分）（3）答： 18．（1） A （2分） B C（2分） （2） 周期T （2分） 物體重力F （2分） （3） （2分） （2分） 四、計算題（共22分） 20. （10分）解：（1）設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m,地球的質(zhì)量為M, 在地球表面附近滿足 ………①（1分） 得 ………②（1分） 衛(wèi)星做圓周運動的向心力等于它受到的萬有引力 ………③（2分） ①式代入②式，得到………④（1分） （2）衛(wèi)星受到的萬有引力為 ………⑤（2分） 由牛頓第二定律 ………⑥（2分） ③、④聯(lián)立解得………⑦（1分） 21. （10分）解：(1)設(shè)地球的質(zhì)量為M，月球的軌道半徑為r，則： ………① （2分） 在地球表面有： ………② （1分） 由①②式得： ………③ （2分） （2）設(shè)月球表面的重力加速度為 ，由平拋運動規(guī)律得： ………④ （1分） ………⑤ （1分） 由④⑤式得： ………⑥ （1分） 在月球表面有： ………⑦ （1分） 由⑥⑦式得： ………⑧ （1分）