单元素养检测卷(三) 万有引力与宇宙航行-2021-2022学年新教材高中物理必修第二册【精彩三年】课程探究与巩固教师用书word（人教版）浙江专用

单元素养检测卷(三) [时间：90分钟　满分：100分] 一、选择题Ⅰ(本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中，只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分) 1．下列说法中正确的是(　D　) A．开普勒在研究行星运动规律的基础之上提出了万有引力定律 B．牛顿通过扭秤实验测出了万有引力常量G的数值 C．第一宇宙速度是7.9 m/s D．海王星被称为“笔尖下发现的行星” 【解析】牛顿在研究行星运动规律的基础之上提出了万有引力定律，A错误；卡文迪什通过扭秤实验测出了万有引力常量G的数值，B错误；地球的第一宇宙速度是7.9 km/s，C错误；海王星是通过万有引力定律预测且发现存在的行星，被称为“笔尖下发现的行星”，D正确。 2．已知火星的质量约为地球质量的，若某时刻“天问一号”火星探测器与地球球心的距离和与火星球心的距离正好相等，此时火星和地球对它的引力的比值约为(　A　) A．0.1　 　B．0.2　 　C．0.4　 　D．2.5 【解析】根据万有引力公式F＝G可知，火星探测器与地球球心的距离和与火星球心的距离正好相等时，万有引力与中心天体的质量成正比，所以火星和地球对它的引力的比值约为0.1，故选A。 3．月球绕地球公转的轨道半径为R，周期约为27天。一颗人造地球卫星绕地球旋转的轨道半径为，则此卫星绕地球运行的周期最接近(　C　) A．1天 B．2天 C．4天 D．8天 【解析】根据开普勒第三定律，可得＝，其中r卫＝，解得T卫＝≈3.4天，故选C。 4．近年来我国航天事业飞速发展，2020年7月23日，我国自主研发的火星探测器“天问一号”在海南文昌航天发射场由长征五号运载火箭发射升空，随后准确地进入预定地火转移轨道。如图所示为探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图，其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆，轨道Ⅱ为圆。探测器经轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运动后在Q点登陆火星，O点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的交点，轨道上的O、P、Q三点与火星中心在同一直线上。O、Q分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点。已知火星的半径为R，OQ＝4R，探测器在轨道Ⅱ上正常运行时经过O点的速度为v，关于探测器，下列说法正确的是(　B　) A．沿轨道Ⅰ运动时，探测器与Q点连线在相等时间内扫过的面积相等 B．沿轨道Ⅱ运动时，探测器经过O点的加速度大小等于 C．沿着轨道Ⅱ运行过程中，探测器于平衡状态 D．沿轨道Ⅱ的运动周期大于沿轨道Ⅰ的运动周期 【解析】由开普勒定律可知，在同一轨道上运行的探测器与天体中心连线在相等时间内扫过的面积相等，而Q点并非天体中心位置，A错误；轨道Ⅱ是圆轨道，半径为3R，经过O点的速度为v，根据圆周运动的规律可知，探测器经过O点的加速度a＝，B正确；沿着轨道Ⅱ运行过程中，受到火星的万有引力，加速度不为零，不是平衡状态，C错误；轨道Ⅱ的半径小于轨道Ⅰ的半长轴，由开普勒第三定律＝k可知，沿轨道Ⅱ的运动周期小于沿轨道Ⅰ运动周期，D错误。 5．由“快舟一号甲”运载火箭发射成功的全球首颗5G低轨宽带卫星(如图)，该5G卫星在距离地面1 156 km的轨道上做匀速圆周运动。下列关于该5G卫星的说法正确的是(　C　) A．轨道圆心可以不在地心 B．绕地飞行的周期大于24 h C．轨道半径比地球同步卫星小 D．在轨道上运行的速度大小与卫星的质量有关 【解析】卫星在环绕地球做匀速圆周运动，所受地球引力提供向心力，可知轨道圆心必须在地心，故A错误；依题意可知，该卫星离地面高度1 156 km，地球同步卫星离地面高度36 000 km，故其轨道半径比地球同步卫星小，故C正确；根据公式G＝m＝mr，可得T＝，v＝，该卫星的轨道半径小于同步卫星的，所以其飞行周期小于同步卫星的，即绕地飞行的周期小于24 h；而且在轨道上运行的速度大小与卫星的质量无关，故B、D错误。 6．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　) A．周期大 B．线速度大 C．角速度大 D．加速度大 【解析】地球静止轨道卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，由G＝mr，G＝m，G＝mω2r，G＝ma，可分别推出地球静止轨道卫星的周期大、线速度小、角速度小、向心加速度小，故选项A对。 7．如图所示，“天问一号”是中国自主设计的火星探测器，已于2021年2月抵达火星轨道，5月15日软着陆火星表面。已知火星直径约为地球直径的53%，火星质量约为地球质量的11%，下列说法正确的是(　A　) A．火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度 B．探测器在火星表面附近的环绕周期约为24小时 C．火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 D．探测器实施降轨需经过多次加速，才能降落火星