江蘇專版2023-2024學(xué)年新教材高中物理第七章萬有引力與宇宙航行檢測卷新人教版必修第二冊

第七章檢測卷（時間：75分鐘滿分：100分）一、單項選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求）1.[2022江蘇蘇州月考]在物理學(xué)理論建立的過程中，有很多偉大的科學(xué)家作出了貢獻。關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻，以下說法正確的是()A.開普勒實行了“月—地檢驗”，得出天上和地下的物體都遵從萬有引力定律B.哥白尼提出“日心說”，發(fā)現(xiàn)了太陽系中行星沿橢圓軌道運動的規(guī)律C.第谷通過對天體運動的長期觀察，發(fā)現(xiàn)了行星運動三定律D.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律2.不可回收的航天器在使用后，將成為太空垃圾。如圖所示是飄浮在地球附近的太空垃圾示意圖，對此有如下說法，正確的是()A.離地越低的太空垃圾運行周期越大B.離地越高的太空垃圾運行角速度越小C.由公式得，離地越高的太空垃圾運行速率越大D.太空垃圾一定能跟同一軌道上同向飛行的航天器相撞3.[2022江蘇南京月考]“嫦娥三號”是我國第一個月球軟著陸無人探測器，當它在距月球表面為的圓形軌道上運行時，周期為。已知月球半徑和引力常量，由此不能推算出()A.月球的質(zhì)量 B.“嫦娥三號”的質(zhì)量C.月球的第一宇宙速度 D.“嫦娥三號”在該軌道上的運行速度4.[2022江蘇南通期末]月球和同步衛(wèi)星均繞地球做圓周運動，下列判斷正確的是()A.月球運動的周期比同步衛(wèi)星小 B.月球運動的速度比同步衛(wèi)星大C.月球運動的角速度比同步衛(wèi)星小 D.月球運動的加速度比同步衛(wèi)星大5.[2022江蘇無錫期末]宇宙中，多數(shù)恒星是雙星系統(tǒng)。我們發(fā)現(xiàn)距離地球149光年，有一雙星系統(tǒng)，已知和的總質(zhì)量為太陽質(zhì)量的1.63倍，它們以156天的周期互相繞對方公轉(zhuǎn)。則和的距離約為地球和太陽距離的()A.1.6倍 B.1倍 C.0.7 D.0.36.[2022江蘇鎮(zhèn)江檢測]2021年10月16日，神舟十三號載人飛船把翟志剛、王亞平、葉光富三位航天員送入空間站，在軌駐留6個月進行了出艙活動、太空授課、科學(xué)研究等重要工作后，飛船返回艙于2022年4月16日在東風(fēng)著陸場成功著陸，三位航天員順利返回地面?？臻g站在近地點高度、遠地點高度的預(yù)定軌道上飛行，則()A.中國空間站的運行周期大于地球同步衛(wèi)星的運行周期B.王亞平在艙內(nèi)把“冰墩墩”水平拋出，冰墩墩相對艙的運動軌跡為拋物線C.神舟十三號飛船在返回時，需要在適當?shù)奈恢眠M行減速變軌順利返回地球D.三位航天員在空間站內(nèi)處于飄浮狀態(tài)，所以所受重力均為07.我國載人航天事業(yè)已邁入“空間站時代”。若中國空間站繞地球近似做勻速圓周運動，運行周期為，軌道半徑約為地球半徑的倍，已知地球半徑為，引力常量為，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，則下列說法不正確的是()A.飄浮在空間站中的航天員仍受地球的引力B.空間站繞地球運動的線速度大小約為C.地球的平均密度約為D.空間站繞地球運動的向心加速度大小約為地面重力加速度的8.[2022江蘇南通模擬預(yù)測]2016年10月19日凌晨，神舟十一號飛船與天宮二號對接成功，兩者對接后一起繞地球運行的軌道可視為圓軌道（如圖所示），運行周期為，已知地球半徑為，對接體距地面的高度為，地球表面的重力加速度為，引力常量為，下列說法正確的是()A.對接后，飛船的線速度大小為B.對接后，飛船的加速度大小為C.地球的密度為D.對接前，飛船通過自身減速使軌道半徑變大靠近天宮二號實現(xiàn)對接9.[2022江蘇揚州模擬預(yù)測]為了節(jié)省燃料，發(fā)射火星探測器需要等火星與地球之間相對位置合適。如圖所示，“天問一號”探測器自地球發(fā)射后，立即被太陽引力俘獲，沿以太陽為焦點的橢圓地火轉(zhuǎn)移軌道無動力到達火星附近，在火星附近被火星引力俘獲后環(huán)繞火星飛行。已知火星的公轉(zhuǎn)周期約是地球公轉(zhuǎn)周期的1.9倍。則火星探測器()A.下一個發(fā)射時機需要再等約2.1年B.在地火轉(zhuǎn)移軌道運動時間小于6個月C.在地火轉(zhuǎn)移軌道運動時速度均大于地球繞太陽的速度D.進入地火轉(zhuǎn)移軌道的速度大于小于10.[2023江蘇模擬預(yù)測]圖a為土星探測器拍攝的照片（圖b為其示意圖），土衛(wèi)三十五位于土星內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的縫隙里，由于其對所經(jīng)過區(qū)域的引力作用，原本平滑的土星環(huán)邊沿泛起“漣漪”。已知兩土星環(huán)由大量碎塊組成且繞土星運行方向相同，土衛(wèi)三十五軌道與兩環(huán)始終位于同一平面，則下列關(guān)于土衛(wèi)三十五的運行方向說法正確的是()A.與兩環(huán)繞行方向相同且正向圖a右上方運動B.與兩環(huán)繞行方向相同且正向圖a左下方運動C.與兩環(huán)繞行方向相反且正向圖a右上方運動D.與兩環(huán)繞行方向相反且正向圖a左下方運動二、非選擇題（本題共5小題，共60分）11.[2023江蘇常州練習(xí)]（15分）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運行數(shù)圈后，著陸在該行星上，宇宙飛船上備有以下實驗器材：A.精確秒表一只；B.質(zhì)量為的物體一個；C.彈簧測力計一只；D.天平一架（包括砝碼一套）。已知航天員在繞行及著陸后各做一次測量，根據(jù)所測量的數(shù)據(jù)可以求出該星球的質(zhì)量、半徑（已知引力常量為）。（1）兩次測量的物理量分別為與；（2）兩次測量所選用的器材有（用該器材前的字母序號表示）；（3）用所測值求出該星球質(zhì)量，半徑。12.[2023江蘇泰州檢測]（8分）木星的衛(wèi)星之一叫“艾奧”，它上面的珞珈火山噴出的巖塊初速度為時，上升高度可達，已知“艾奧”的半徑為，忽略“艾奧”的自轉(zhuǎn)及巖塊運動過程中受到稀薄氣體的阻力，引力常量為，求：（1）“艾奧”的質(zhì)量；（2）“艾奧”的第一宇宙速度。13.（8分）如圖所示，是地球的同步衛(wèi)星，另一衛(wèi)星的圓形軌道位于赤道平面內(nèi)，離地球表面的高度為，已知地球半徑為，地球自轉(zhuǎn)角速度為，地球表面的重力加速度為，為地球中心。（1）求衛(wèi)星的運行周期；（2）如果衛(wèi)星繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時刻、兩衛(wèi)星相距最近（、、在同一直線上），則至少經(jīng)過多長時間，它們再一次相距最近？14.[2022江蘇徐州學(xué)情調(diào)研]（13分）航天員駕駛宇宙飛船成功登上月球，他在月球表面做了一個實驗：在停在月球表面的登陸艙內(nèi)固定一傾角為的斜面，讓一個小物體以速度沿斜面向上沖，利用速度傳感器得到其往返運動的圖像如圖所示，圖中已知，已知月球的半徑為，萬有引力常量為，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，求：（1）月球的密度；（2）宇宙飛船在近月圓軌道繞月球做勻速圓周運動的速度大小。15.[2022江蘇常州檢測]（16分）如圖所示，航天員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜坡上點沿水平方向以初速度拋出一個小球，測得小球經(jīng)時間落到斜坡上另一點，斜面的傾角為，已知該星球半徑為，萬有引力常量為，求：（1）該星球表面的重力加速度；（2）該星球的密度；（3）該星球的第一宇宙速度。第七章檢測卷一、單項選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求）1.D[解析]牛頓得出萬有引力定律，錯誤，正確；開普勒發(fā)現(xiàn)行星運動三定律，、錯誤。2.B[解析]設(shè)地球質(zhì)量為，太空垃圾質(zhì)量為，垃圾的軌道半徑為。由牛頓第二定律可得，太空垃圾的運行周期，因為、、是常數(shù)，所以離地越低的太空垃圾運行周期越小，故錯誤；由牛頓第二定律可得，太空垃圾運行的角速度，因為、是常數(shù)，所以離地越高的太空垃圾的角速度越小，故正確；由牛頓第二定律可得，太空垃圾運行的線速度，因為、是常數(shù)，所以離地越高的太空垃圾線速度越小，故錯誤；由線速度公式可知，在同一軌道上的航天器與太空垃圾線速度相同，假如它們繞地球飛行的運轉(zhuǎn)方向相同，它們不會碰撞，故錯誤。3.B[解析]根據(jù)牛頓第二定律得，解得，錯誤；因為無法計算萬有引力，所以“嫦娥三號”的質(zhì)量無法推算，正確；在月球表面，有，解得，因為月球質(zhì)量可以推算，所以第一宇宙速度可以推算，錯誤；根據(jù)速度公式得，錯誤。4.C[解析]根據(jù)萬有引力提供向心力，有，得，可知，由于月球繞地球運動的軌道半徑大于同步衛(wèi)星的軌道半徑，所以月球繞地球運動的周期比同步衛(wèi)星大，故錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力，有，得，可知由于月球繞地球運動的軌道半徑大于同步衛(wèi)星的軌道半徑，所以月球運動的速度比同步衛(wèi)星小，故錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力，有得，可知，由于月球繞地球運動的軌道半徑大于同步衛(wèi)星的軌道半徑，則月球運動的角速度比同步衛(wèi)星小，故正確；根據(jù)萬有引力提供向心力，有，得，可知，由于月球繞地球運動的軌道半徑大于同步衛(wèi)星的軌道半徑，則月球運動的加速度比同步衛(wèi)星小，故錯誤。5.C[解析]設(shè)和的距離為，它們互繞周期年年，對，；對，，又設(shè)地球繞太陽的周期為，地球和太陽距離為，地球繞太陽公轉(zhuǎn)，根據(jù)萬有引力定律，由以上各式解得，正確。6.C[解析]中國空間站的環(huán)繞半徑較小，運行周期小于地球同步衛(wèi)星的運行周期，故錯誤；王亞平在艙內(nèi)把“冰墩墩”水平拋出，空間站處于失重狀態(tài)，冰墩墩相對艙的運動軌跡為直線，故錯誤；神舟十三號飛船在返回時，需要在適當?shù)奈恢眠M行減速變軌，萬有引力大于向心力，空間站做向心運動順利返回地球，故正確；三位航天員在空間站內(nèi)處于飄浮狀態(tài)，是因為萬有引力提供向心力，且等于航天員所受的重力，即均不為0，故錯誤。7.C[解析]飄浮在空間站中的航天員依然受地球的引力，所受引力提供向心力做勻速圓周運動而處于完全失重狀態(tài)，視重為0，故正確；根據(jù)勻速圓周運動的規(guī)律，可知空間站繞地球運動的線速度大小約為，故正確；設(shè)空間站的質(zhì)量為，其所受萬有引力提供向心力，有，則地球的平均密度約為，故錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力，有，則空間站繞地球運動的向心加速度大小為，地表的重力加速度為，可得，即空間站繞地球運動的向心加速度大小約為地面重力加速度的，故正確。8.B[解析]對接后，軌道半徑，飛船的線速度，選項錯誤；在地球表面附近，根據(jù)重力等于萬有引力，得，對接后，根據(jù)萬有引力提供向心力有，得，選項正確；根據(jù)萬有引力提供向心力有，得地球質(zhì)量，密度，選項錯誤；對接前，飛船如果減速，在原軌道上萬有引力大于所需要的向心力，做近心運動，軌道半徑變小，不能實現(xiàn)對接，選項錯誤。9.A[解析]由題意可知火星的公轉(zhuǎn)周期為1.9年，設(shè)下一個發(fā)射時機需要再經(jīng)過時間，則有，可得，解得年年，正確；根據(jù)開普勒第三定律可知，探測器在地火轉(zhuǎn)移軌道的周期大于地球的公轉(zhuǎn)周期，故探測器在地火轉(zhuǎn)移軌道運動時間為年，可知火星探測器在地火轉(zhuǎn)移軌道運動時間大于6個月，錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力可得，解得，可知地球繞太陽的速度大于火星繞太陽的速度，根據(jù)衛(wèi)星從低軌道變軌到高軌道需要在變軌處點火加速，可知火星探測器運動到火星軌道處的速度小于火星繞太陽的速度，故火星探測器在地火轉(zhuǎn)移軌道運動時速度并不是一直大于地球繞太陽的速度，錯誤；火星探測器進入地火轉(zhuǎn)移軌道需要脫離地球的束縛，火星探測器進入地火轉(zhuǎn)移軌道的速度大于小于，錯誤。10.B[解析]根據(jù)萬有引力公式，解得，因此可知軌道半徑越大角速度越小。對于內(nèi)環(huán)而言，如果內(nèi)環(huán)和土衛(wèi)三十五同向運動，則由于內(nèi)環(huán)角速度大于土衛(wèi)三十五，可知其泛起的漣漪將超前土衛(wèi)三十五，此時內(nèi)環(huán)順時針運動，如果內(nèi)環(huán)和土衛(wèi)三十五反向運動，由于漣漪在左下方，仍可知內(nèi)環(huán)順時針運動。由于兩環(huán)運動方向相同，因此外環(huán)也順時針運動，而外環(huán)漣漪在右上方，且外環(huán)角速度小于土衛(wèi)三十五，因此可知土衛(wèi)三十五順時針運動。故選。二、非選擇題（本題共5小題，共60分）11.（1）飛船繞行星表面運行的周期;著陸后質(zhì)量為的物體的重力（等于）[解析]兩次測量的物理量分別為飛船繞行星表面運行的周期、著陸后質(zhì)量為的物體的重力（等于）。（2）[解析]測周期需要秒表，測質(zhì)量為的物體的重力需要彈簧測力計，故選用的器材為。（3）;[解析]繞行時，有，著陸后，有，解得，。12.（1）[解析]巖塊做豎直上拋運動，則有，解得表面重力加速度為，忽略“艾奧”的自轉(zhuǎn)，則有，解得。（2）[解析]行星的第一宇宙速度等于衛(wèi)星在該行星表面軌道做勻速圓周運動時的線速度，某衛(wèi)星在“艾奧”表面繞其做圓周運動時有，解得。13.（1）[解析]由萬有引力定律和牛頓第二定律得，，,聯(lián)立解得。（2）[解析]由題意知，，由（1）得，解得。14.（1