物理宇宙航行单元测试达标测试

这是一份物理宇宙航行单元测试达标测试，共7页。试卷主要包含了本试卷分第I卷两部分等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。
3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
一、选择题（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．如图所示，两艘飞船A，B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为（接近光速）。地面上测得它们相距为，根据相对论时空观，则A测得两飞船间的距离（ ）

A．大于B．等于C．小于D．与无关
2．在太阳系中，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，已知天王星绕太阳运行轨道半长轴是火星绕太阳运行轨道半长轴的13倍，火星绕太阳公转周期为，则天王星绕太阳公转周期是（ ）
A．B．C．D．
3．伽利略用他自制的望远镜发现了围绕木星运动的四颗卫星，假定四颗卫星均绕木星做匀速圆周运动，它们的转动周期如下表所示，关于这四颗卫星，下列说法正确的是（ ）
A．木卫一角速度最小B．木卫四线速度最大
C．木卫四轨道半径最大D．木卫一受到的木星的万有引力最大
4．一粒子以0.05c的速率相对实验室运动，此粒子发射出一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c，电子的速度方向与粒子运动方向相同，则电子相对于实验室的速度为（ ）
A．0.402cB．0.505cC．0.627cD．0.817c
5．如图所示，一列火车在A、B间以速度v相对地面运动。如果地面上的人测得某光源某次发出的闪光同时到达A、B两点，那么按照火车上人的测量，该次闪光（ ）
A．先到达A点B．先到达B点C．同时到达A、B点D．无法确定
6．有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（ ）
A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．c在4h内转过的圆心角是
C．b在相同时间内转过的弧长最长
D．d的运动周期有可能是23h
7．2021年5月15日，“天问一号”探测器（图甲）成功着陆火星。图乙为“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星的理想轨迹示意图，其中轨道I、Ⅲ为椭圆，轨道Ⅱ为圆，不计探测器变轨时质量的变化，则（ ）

A．在轨道I的运行周期小于在轨道Ⅱ的运行周期
B．在轨道Ⅱ上的速度小于火星的“第一宇宙速度”
C．在轨道I上O点的加速度小于轨道Ⅱ上O点的加速度
D．在轨道Ⅲ上，从O点运动到Q点的过程中速度逐渐减小
8．在未来世界，人类已经可以自由穿梭地球与月之间，并且在月球开办星际工厂，将月球上的矿石经过冶炼不断运往地球，导致了月球的质量不断变小，已知月球绕地球是匀速圆周运动，环绕半径不变，开采前月球质量小于地球质量的，以下说法正确的是（ ）
A．月球受到的地球引力不断变小
B．月球受到的地球引力不断变大
C．月球受到的地球引力保持不变
D．月球受到的地球引力先变大在变小
9．如图所示，我国已先后成功发射了“天宫一号”飞行器和“神舟九号”飞船，并成功地进行了对接试验，若“天宫一号”能在离地面约300 km高的圆轨道上正常运行，则下列说法中正确的是（ ）

A．“天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度
B．对接前，“神舟九号”的运行周期更短
C．对接前，“神舟九号”欲追上“天宫一号”，可以在低轨道上点火加速
D．对接前，“神舟九号”的加速度大于“天宫一号”的加速度
10．黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一片，那么关于黑洞，你认为正确的是（ ）
A．内部也是漆黑一片，没有任何光
B．内部的光由于引力的作用发生弯曲，不能从黑洞中射出
C．如果有一个小的星体经过黑洞，将会被吸引进去
D．人类还没有发现黑洞存在的证据
11．在某次地震救灾中，相关部门紧急启动我国实践九号A星、资源三号、资源一号02C星、环境一号A/B星等5颗卫星担负该地区遥感数据成像任务。这些卫星距地面的高度均小于同步卫星的高度，地球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．5颗卫星的运行速度都大于7.9 km/s
B．5颗卫星的运行周期都小于24h
C．5颗卫星受到的万有引力一定都相等
D．5颗卫星的运行加速度都小于g
12．如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ，下列说法正确的是（ ）
A．轨道半径越大，周期越长B．轨道半径越大，速度越大
C．若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度
第II卷（非选择题 共52分）
二、实验题（满分10分）
13．（1）某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为）。
完成下列填空：
①将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；
②将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为 kg；
③将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：
④根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为 N；小车通过最低点时的速度大小为 m/s。（重力加速度大小取，计算结果保留2位有效数字）
（2）一般宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在行星上，宇宙飞船上备有以下实验仪器。
A．弹簧测力计一个
B．精确秒表一只
C．天平一台（附砝码一套）
D．物体一个
为测定该行星的密度，宇航员在绕行中进行了一次测量，依据测量数据可以求出密度。
①绕行时测量所用的仪器为 （用仪器的字母序号表示），所测物理量为 （用文字说明和相应符号表示）。
②密度表达式： （万有引力常量为G）。
三、计算题（3小题，共40分）
14．（12分）2016年12月11日零时11分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号”运载火箭成功发射“风云四号”卫星（如图所示）。经五次机动变轨， 12月17日，“风云四号”卫星成功定点于东经99.50°赤道上空，距离地球36000千米。“风云四号”卫星实现了我国静止轨道气象卫星的升级换代和技术跨越，将大幅提高我国天气预报和气候预测的能力。
（1）上述材料中的静止轨道气象卫星最终定点在东经99.50°赤道上是以什么为参考系来描述卫星的运动的？
（2）人们把具有上述特点的卫星称为同步卫星。除了用于气象监测外，同步卫星还有什么用途？

15．（14分）嫦娥三号携带“玉兔号”月球车在月球表面成功软着陆后，某同学为了求出“玉兔号”月球车的高度，设想了一个实验，其具体方案如下：让物块以某一速度v0沿着静止的月球车顶层的水平板发射出去，物块滑行距离l后到达平板的边缘，以速度v垂直边缘线飞出，测得其水平射程为x，则高度可求。若l=0.4m，v=2m/s，x=2.8m，物块与顶层平板的动摩擦因数为0.5，查得月球质量大约是地球的，半径是地球半径的。（不考虑地球自转对重力的影响，地球表面的重力加速度g取9.8m/s2，结果均保留两位有效数字）求：
（1）月球表面的重力加速度g月；
（2）“玉兔号”月球车的高度h；
（3）物块的初速度v0大小。
16．（14分）在未来世界，人类以已经掌握了星际旅行，到了KOI 7711.01类地行星。这颗行星比我们的地球仅大30%，它围绕着一颗与太阳类似的恒星运行，这颗恒星距离地球1700光年。科学家对该行星进行了实地考察，得出该行星的半径为R。在星球地面上，现将一个小球以初速度为v0竖直上抛，经过时间t回到抛出点，不计空气阻力，引力常量为G。求
（1）求该行星表面的重力加速度；
（2）求离行星表面h处卫星的周期。

名称
周期/天
木卫一
1.77
木卫二
3.65
木卫三
7.16
木卫四
16.7
序号
1
2
3
4
5
m（kg）
1.80
1.75
1.85
1.75
1.90