【新教材原创】人教2022版高一物理必修二第七章万有引力与宇宙航行测试卷（提高版）含答案

第七章天体运动测试卷（提高版）一、单选题（每题3分，共24分）1．（3分）在科学发展的进程中，许多科学家做出了突出贡献，以下对科学家及其所作科学贡献的叙述中，正确的是（）A．胡克发现了弹簧弹力和形变量的关系，并用扭砰测出了万有引力常量B．伽利略利用斜而实验和逻辑推理研究出了落体的运动规律C．牛顿在研究力与运动时，首先建立了速度、加速度和力的概念D．笛卡尔利用理想斜面实验推翻了亚里士多德“运动需要力来维持2．（3分）下列关于天文学发展历史说法正确的是（）A．哥白尼建立了日心说，现代天文学证明太阳就是宇宙的中心B．开普勒指出：绕同一恒星运行的行星轨道的半长轴的平方跟公转周期的立方之比都相等C．牛顿建立了万有引力定律，但当时还不能计算出物体之间的万有引力大小D．卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量G，其在国际单位制中的单位是：N2m/kg23．（3分）天文学家测量毗邻恒星的距离是利用（）A．可见光 B．类星体 C．视差 D．光谱仪4．（3分）如图所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带.假设该带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动.已知地球的公转周期为1年，下列说法正确的是（）A．太阳对各小行星的引力相同B．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值5．（3分）公元1543年，哥白尼临终前在病榻上为其毕生致力的著作《天体运行论》印出的第一本书签上了自己的姓名。这部书预示了地心宇宙论的终结。哥白尼提出行星绕太阳做匀速圆周运动，其运动的示意图如图所示。假设行星只受到太阳的引力，按照哥白尼上述的观点。则离太阳越近的行星（）A．周期越小 B．线速度越小 C．角速度越小 D．加速度越小6．（3分）物体离地高h时所受万有引力正好是其在地球表面处所受万有引力的一半，地球半径为R，则h为（）．A． B．R C． D．7．（3分）一飞船围绕地球做匀速圆周运动，其离地面的高度为H，若已知地球表面重力加速度为g，地球半径R。则飞船所在处的重力加速度大小（）A． B．C． D．8．（3分）北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统．由35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星（与地面的相对位置保持不变），3颗倾斜同步轨道卫星（从地球上看是移动的，但却每天同一时刻经过同一特定地区），27颗中地球轨道卫星，下表给出了其中三颗卫星的信息，其中倾角为轨道平面与赤道平面的夹角，下列陈述正确的是（）卫星发射日期运行轨道北斗﹣G42022年11月01日地球静止轨道°E，高度35815公里，倾角°北斗﹣IGSO22022年12月18日倾斜地球同步轨道，高度35833公里，倾角°北斗﹣M32022年04月30日中地球轨道，高度21607公里，倾角°A．北斗-G4的线速度等于北斗-M3的线速度B．北斗-IGSO2的运行周期和地球自转周期相等C．北斗-G4向心加速度等于地面重力加速度D．北斗-IGSO2的角速度大于北斗-M3的角速度二、多选题（每题4分，共16分）9．（4分）下列说法中正确的是（）A．恒星的颜色与恒星的质量和体积有关B．恒星的表面温度越高，颜色越红C．恒星的亮度与恒星的体积和温度及它与地球的距离有关D．恒星的寿命与构成恒星的物质、温度、亮度有关10．（4分）关于万有引力定律的表达式，下列说法正确的是（）A．只适用于质量较大的天体，不适用于质量较小的物体B．两物体之间的距离趋近于0时，万有引力趋近于无穷大C．两物体之间的万有引力也遵守牛顿第三定律D．卡文迪首先比较准确地测定了引力常量G的数值11．（4分）2022年1月3日，嫦娥四号实现人类首次月球背面软着陆．已知月球表面的重力加速度约是地球上的重力加速度的，地球与月球间的距离约是地球半径的60倍，地球上的人永远只能看到月球的正面而看不到背面．对于月球以及嫦娥四号，下列说法中正确的有（）A．月球的自转周期与月球的公转周期相同B．月球的自转周期与地球的公转周期相同C．嫦娥四号在月球上受到地球的引力约是其在地球上重力的D．嫦娥四号在月球近地轨道运行时的速度大于km/s小于km/s12．（4分）在印度尼西亚的坤甸有一座著名的建筑，它正好建在赤道上，若某人造地球卫星在赤道上空飞行，卫星的轨道平面与地球赤道重合。已知卫星轨道半径为r，飞行方向与地球的自转方向相同，地球的自转角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，卫星在某时刻通过这一建筑物的正上方，则该卫星再次经过这个位置需要的最短时间可能为（）A． B．C． D．三、实验题（共2小题，共14分）13．（7分）一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近行星表面的圆形轨道绕行数图后，着陆在该行星上。飞船上备有以下实验器材：A．精确秒表一只；B．已知质量为m的物体一个；C．弹簧测力计一个；D．天平一台（附砝码）。已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量，依据测量数据，可求出该行星的半径R及星球质量M（已知引力常量为G）。（1）两次测量所选用的器材分别为__________，________________（用序号表示）；（2）两次测量的物理量分别是__________________，__________________;（3）用该数据写出半径R、质量M的表达式：R=_____________，M=______________________.14．（7分）一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在该行星上．飞船上备有以下器材：A．秒表一只B．质量为m的物体一个C．弹簧测力计一个D．天平一架（带砝码）宇航员在绕行时及着陆后各做一次测量，依据测量数据，可求得该星球的半径R及质量M，已知引力常量为G（1）绕行时需测量的物理量为_______，选用的器材是________（填序号）（2）着陆后需测量的物理量为_______，选用的器材是________（填序号）（3）利用测得的物理量写出半径R=_________，质量M=________四、解答题（共四小题，共46分）15．（6分）地球中心有一个地核，已知地核的体积约为整个地球体积的16%，地核的质量约为整个地球质量的34%，试估算地核的平均密度．（结果取两位有效数字，已知地球半径为，引力常量为，地面附近的重力加速度为）16．（12分）探月卫星的发射过程可简化如下：首先进人绕地球运行的“停泊轨道”，在该轨道的P处通过变速在进入地月“转移轨道”，在快要到达月球时，对卫星再次变速，卫星被月球引力“俘获”后，成为环月卫星，最终在环绕月球的“工作轨道”上绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测。已知“工作轨道”周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其它天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响。(1)要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应增大速度还是减小速度？(2)求探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小。17．（12分）（1）牛顿发现万有引力定律之后，在卡文迪许生活的年代，地球的半径经过测量和计算已经知道约6400千米，因此卡文迪许测出引力常量G后，很快通过计算得出了地球的质量．1798年，他首次测出了地球的质量数值，卡文迪许因此被人们誉为“第一个称地球的人”．若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球的自转．a．求地球的质量；b．若一卫星在距地球表面高为h的轨道上绕地球作匀速圆周运动，求该卫星绕地球做圆周运动的周期；（2）牛顿时代已知如下数据：月球绕地球运行的周期T、地球半径R、月球与地球间的距离60R、地球表面的重力加速度g．牛顿在研究引力的过程中，为了验证地面上物体的重力与地球吸引月球的力是同一性质的力，同样遵从与距离的平方成反比规律的猜想，他做了著名的“月地检验”：月球绕地球近似做匀速圆周运动．牛顿首先从运动学的角度计算出了月球做匀速圆周运动的向心加速度；接着他设想，把一个物体放到月球轨道上，让它绕地球运行，假定物体在地面受到的重力和在月球轨道上运行时受到的引力，都是来自地球的引力，都遵循与距离的平方成反比的规律，他又从动力学的角度计算出了物体在月球轨道上的向心加速度．上述两个加速度的计算结果是一致的，从而证明了物体在地面上所受的重力与地球吸引月球的力是同一性质的力，遵循同样规律的设想．根据上述材料：a．请你分别从运动学的角度和动力学的角度推导出上述两个加速度的表达式；b．已知月球绕地球做圆周运动的周期约为T=×106s，地球半径约为R=×106m，取π2=g．结合题中的已知条件，求上述两个加速度的比值，并得出合理的结论．18．（16分）有一颗在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，其轨道距地面高为h。已知地球的半径为R，且不考虑地球自转的影响。（1）若要计算此卫星绕地球做匀速圆周运动的周期，你认为还需要知道哪些物理量？（2）若已知地球表面处的重力加速度为，求此卫星在轨运动的线速度大小v。（3）若已知地球质量为M，引力常量为G，求此卫星在轨运动的线速度大小v。（4）如果从这颗卫星上发射一个小探测器，发射的速度与卫星在轨运动的线速度大小相等、方向相反。根据运动的相对性可知，探测器发射后其相对地心的线速度为零。①关于这个探测器落至地面所需要的时间，某同学的解答过程如下：地面的重力加速度为g，所以根据h=gt2可知，下落的时间t=。老师说该同学的上述解答是不正确的，请指出上述错误的原因，并分析说明探测器下落的时间t应该比该同学所计算的结果大还是小？②该探测器被发射出来时其在地面的上的投影为赤道上某一点A，当它落至地面上时，是否能落在赤道上的A点。如果能，请说明理由；如果不能，请说明实际落点在A点的东侧还是西侧。（5）如果卫星在地面的上的投影位于赤道上某一点B时，从这颗卫星上沿其轨道的切线方向发射一个小探测器，这个小探测器发射后相对于B点的速度为零。请分析说明当它落至地面上时，是否能落在赤道上的B点。如果能，请说明理由；如果不能，请说明实际落点在B点的东侧还是西侧。参考答案1．B2．C3．C4．C5．A6．D7．C8．B9．AC10．CD11．AC12．CD13．ABC周期T物体的重力F14．绕