第五章 万有引力与宇宙航行（测试）-2024年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

第五章 万有引力与宇宙航行 测试卷 （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．如图所示为我国首次执行火星探测任务的“天问一号”探测器运行的部分轨迹图。以火星中心为参考系，不考虑“天问一号”的质量变化，“天问一号”探测器在近火点A与远火点B的万有引力的大小之比为p，动能之比为q，则下列关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】令火星的质量为M，“天问一号”的质量为m，近火点到火星的距离为r1，远火点到火星的距离为r2。“天问一号”探测器在近火点A受到的万有引力为“天问一号”探测器在远火点B受到的万有引力为根据开普勒第二定律，有根据动能的表达式联立可得p=q 故选A。 2．2023年春节黄金档期中我国科幻电影《流浪地球2》再获口碑、票房双丰收，极具科幻特色的“太空电梯”设定吸引了众多科幻爱好者研究的兴趣。太空电梯是从地面基座连接距离地球表面约36000km静止轨道空间站的直立式电梯，若地球的半径近似为6400km，下列关于太空电梯设定的说法，正确的是（　　） A．电梯轨道基座能建设在广州市 B．若发生意外，断裂在太空里的电梯部件将不会掉落到地球上 C．若电梯临时停在距离地表为18000km的高空，其重力加速度只有地球表面的 D．登上静止轨道空间站的宇航员受到的万有引力约为地面的 【答案】D 【详解】A．由于要与同步轨道的空间站进行连接，故太空电梯应该建立在同步卫星轨道所在的平面内，即赤道上，故A错误； B．太空电梯的设定实际为建于地球之上，由大型基座、牵引钢缆等组建连接于同步轨道的垂直电梯，实际是地表建筑物，跟随地球自转且具有相同的角速度，故其自转的角速度，线速度明显小于第一宇宙速度，故除静止轨道外的部分断裂皆因其受到的万有引力大于向心力，均会掉落，电影内也有这一情节，故B错误； C．距离地表18000km的高空处，距离地心距离约为，约为地球半径的倍，根据万有引力定律其重力加速度约为地球表面的，故C错误； D．静止轨道为地球表面高36000km处，该处到地心距离为42400km，约为地球半径的倍，根据 引力约为地球表面的，故D正确。故选D。 3．第一宇宙速度又叫做环绕速度，第二宇宙速度又叫做逃逸速度。理论分析表明，逃逸速度是环绕速度的倍。有些恒星，在它一生的最后阶段，强大的引力把物质紧紧地压在一起，密度极大，其逃逸速度大于光速，这样的天体称为黑洞。已知地球的半径约为6400km，地球表面附近的重力加速度约为，光速约为，不考虑地球的自转。倘若地球保持质量不变收缩成为黑洞，该黑洞半径的最大值接近（　　） A．0.01m B．0.1m C．1m D．10m 【答案】A 【详解】地球表面附近有临界状态光速恰好等于其逃逸速度，可得第一宇宙速度可表示为 根据万有引力提供向心力可得联立解得 故选A。 4．天文学家发现一个略大于木星的气体行星（HD188753Ab），它围绕天鹅座“HD188753”系统的主星公转，公转周期为3.3日，轨道半径约为天文单位，若忽略其它星球对它的影响，认为它围绕主星做匀速圆周运动。设地球至太阳的距离为1天文单位，地球绕太阳公转周期为365日。根据上述数据，可求出（　　） A．行星与地球的质量之比 B．主星与太阳的质量之比 C．行星与地球的第一宇宙速度之比 D．行星与地球的表面重力加速度之比 【答案】B 【详解】AB．由万有引力提供向心力，可知行星与地球的质量在计算中约去，不可求出；中心天体主星与太阳的质量可以求出主星与太阳的质量之比可以求出故A错误，B正确； C．由，解得星球的第一宇宙速度由于行星与地球的质量和半径都未知，所以行星与地球的第一宇宙速度之比不可求出，故C错误； D．由，解得星球的重力加速度由于行星与地球的质量和半径都未知，所以行星与地球的表面重力加速度之比不可求出，故D错误。故选B。 5．金星与地球半径接近，金星的质量约为地球质量的，地球和金星各自的卫星公转半径的倒数与公转速度的平方的关系图像如图所示，下列判断正确的是（    ）    A．金星的第一宇宙速度较小 B．取相同公转速度，金星的卫星的周期较大 C．图线a表示的是地球的卫星，图线b表示的是金星的卫星 D．取相同公转半径，金星的卫星向心加速度较大 【答案