高中物理高考 专题05 质量检测卷（原卷版）

专题05万有引力与航天

质量检测卷

第Ⅰ卷(选择题，共48分)

一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1.(2021·山东省等级考试模拟卷)2019年10月28日发生了天王星冲日现象，即太阳、地球、天王星处于同一直线，此时是观察天王星的最佳时间。已知日地距离为R0，天王星和地球的公转周期分别为T和T0，则天王星与太阳的距离为(　　)

A. R0  B. R0

C. R0  D. R0

2.(2021·江苏七市第二次调研)2020年1月我国成功发射了“吉林一号”卫星，卫星轨道可看成距地面高度为650 km的圆，地球半径为6 400 km，第一宇宙速度为7.9 km/s.则该卫星的运行速度约为(　　)

A．11.2 km/s   B．7.9 km/s

C．7.5 km/s   D．3.1 km/s

3.(2021·天津市普通高中学业水平等级考试，2)北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星(　　)

A.周期大   B.线速度大 C.角速度大    D.加速度大

4.(2021·山东烟台市高考诊断一模)随着航天技术的发展，人类已经有能力到太空去探索未知天体。假设某宇宙飞船绕一行星表面附近做匀速圆周运动，已知运行周期为T，宇航员在离该行星表面附近h处自由释放一小球，测得其落到行星表面的时间为t，则这颗行星的半径为 (　　)

A.  B.

C.  D.

5. (2020·福建三明市5月质检)关于地球同步卫星下列说法正确的是(　　)

①地球同步卫星和地球同步，因此同步卫星的高度和线速度大小是一定的

②地球同步卫星绕地球的角速度虽被确定，但高度和速度可以选择，高度增加，速度增大，高度降低，速度减小

③在赤道上空运行的地球同步卫星一定相对地面静止不动

④为了避免同步通信卫星在轨道上相撞，必须让它们运行在不同轨道上

A.①③  B.②④ 

C.①④  D.②③

6.(2021·1月河北学业水平选择性考试模拟演练，3)假定“嫦娥五号”轨道舱绕月飞行时，轨道是贴近月球表面的圆形轨道。已知地球密度为月球密度的k倍，地球同步卫星的轨道半径为地球半径的n倍，则轨道舱绕月飞行的周期与地球同步卫星周期的比值为(　　)

A.    B.    C.    D.

7.(2021·山东泰安市一轮检测)2019年1月3日“嫦娥四号”月球探测器成功软着陆在月球背面的南极—艾特肯盆地冯卡门撞击坑，成为人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探测器。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，如图所示，“嫦娥四号”飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点，点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。关于“嫦娥四号”飞船的运动，下列说法正确的是(　　)

A.飞船沿轨道Ⅰ做圆周运动时，速度为2

B.飞船沿轨道Ⅰ做圆周运动时，速度为

C.飞船过A点时，在轨道Ⅰ上的动能等于在轨道Ⅱ上的动能

D.飞船过A点时，在轨道Ⅰ上的动能大于在轨道Ⅱ上的动能

8.(2020·山东青岛市一模)2018年12月8日，在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭将嫦娥四号发射；2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，人类首次实现了月球背面软着陆。如图7，嫦娥四号在绕月球椭圆轨道上无动力飞向月球，到达近月轨道上P点时的速度为v0，经过短暂“太空刹车”，进入近月轨道绕月球运动。已知月球半径为R，嫦娥四号的质量为m，在近月轨道上运行周期为T，引力常量为G，不计嫦娥四号的质量变化，下列说法正确的是(　　)

A.嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能与在近月轨道上运行时的机械能相等

B.月球的平均密度ρ＝

C.嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为

D.“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为mv－

9.(2021·江苏南京市六校联合体2月联考)我国在酒泉发射中心成功发射了神舟十一号载人飞船，并随后与天宫二号对接形成组合体。如图所示，圆轨道1为天宫二号的运行轨道，圆轨道2为神舟十一号开始的运行轨道，半径为R，神舟十一号经过时间t，通过的弧长为s。已知引力常量为G，则(　　)

A.天宫二号内的物体处于平衡状态

B.神舟十一号要完成与天宫二号对接必须适时加速

C.发射神舟十一号时的速率一定大于7.9 km/s

D.可算出地球质量为

10.(2020·山东菏泽质检)1916年，爱因斯坦建立广义相对论后预言了引力波的存在，2017年引力波被间接观测到。科学家们其实是通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在。如图14所示，某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星系统的总质量为M，双星之间的距离为L，其运行周期为T，则下列说法正确的是(　　)

A.A的质量一定大于B的质量

B.A的线速度一定大于B的线速度

C.L一定，M越小，T越小

D.M一定，L越小，T越小   

11.(2021·湖北武汉市武昌区1月调研)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Tc＞Tb＞Ta

D.在b、c中，b的速度大

12.(多选)(2021·河北张家口市4月模拟)如图所示，赤道上空的卫星A距地面高度为R，质量为m的物体B静止在地球表面的赤道上，卫星A绕行方向与地球自转方向相同。已知地球半径也为R，地球自转角速度为ω0，地球的质量为M，引力常量为G。若某时刻卫星A恰在物体B的正上方，下列说法正确的是(　　)

A.物体B受到地球的引力为mRω

B.卫星A的线速度为

C.卫星A再次到达物体B上方的时间为

D.卫星A与物体B的向心加速度之比为

第Ⅱ卷(非选择题，共62分)

13.(2020·吉林“五地六校”合作体联考)（14分）一艘宇宙飞船绕着某行星做匀速圆周运动，已知运动的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，行星半径为R.求：

(1)行星的质量M；

(2)行星表面的重力加速度g；

(3)行星的第一宇宙速度v.

14．(2020·太原高三上学期期末)(14分)经过逾6个月的飞行，质量为40 kg的洞察号火星探测器终于在北京时间2018年11月27日03：56在火星安全着陆。着陆器到达距火星表面高度800 m时速度为60 m/s，之后在着陆器底部的火箭助推器作用下开始做匀减速直线运动；当高度下降到距火星表面100 m时速度减为10 m/s。该过程探测器沿竖直方向运动，不计探测器质量的变化及火星表面的大气阻力，已知火星的质量和半径分别为地球的十分之一和二分之一，地球表面的重力加速度为g＝10 m/s2。求：

(1)火星表面重力加速度的大小；

(2)火箭助推器对洞察号作用力的大小。

15.(2021·河南省郑州市一模)(14分)“玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G。求：

(1)月球表面的重力加速度；

(2)月球的质量和月球的第一宇宙速度；

(3)月球同步卫星离月球表面的高度。

16.(2021·重庆市第二次调研抽测)（20分）由中国科学院、中国工程院两院院士评出的2012年中国十大科技进展新闻，于2013年1月19日揭晓，“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接和“蛟龙”号下潜突破7 000米分别排在第一、第二。若地球半径为R，把地球看做质量分布均匀的球体，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G。“蛟龙”下潜深度为d，天宫一号轨道距离地面高度为h。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。求：

(1)“天宫一号”绕地心转一周的时间是多少？

(2)“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的重力加速度之比为多少？