人教版必修二7.4宇宙航行练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版必修二7.4宇宙航行练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 94.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-16 11:41:50 | ||
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文档简介
人教版必修二7.4宇宙航行
一、单项选择题（共7小题；共28分）
1. 中国北斗卫星导航系统（简称 ）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继美国 、俄罗斯 之后的第三个成熟的卫星导航系统。第三代北斗导航系统一共由 颗卫星组成。 颗地球同步静止轨道卫星和 颗非静止轨道卫星组成。 颗卫星在离地面 万多千米的高空上，以固定的周期环绕地 球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到 颗以上的卫星。北斗导航卫星与近地 轨道（低于 ）卫星相比
A. 线速度更大 B. 周期更长
C. 角速度更大 D. 向心加速度更大
2. 据报道，我国于 年发射火星探测器。假设图示三个轨道是探测器绕火星飞行的轨道，其中轨道Ⅰ、Ⅲ均为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆形轨道，三个轨道在同一平面内，轨道Ⅱ与轨道Ⅰ相切于 点，与轨道Ⅲ相切于 点，不计探测器在变轨过程中的质量变化，则下列说法正确的是
A. 探测器在轨道Ⅱ的任何位置都具有相同速度
B. 探测器在轨道Ⅲ的任何位置都具有相同加速度
C. 不论在轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ运行，探测器在 点的动量都相同
D. 不论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ运行，探测器在 点的加速度都相同
3. 北斗卫星导航系统（）是我国自主建设、独立运行的卫星导航系统，系统包含若干地球静止轨道卫星（）和中圆地球轨道卫星（）。如图所示， 为地球静止轨道卫星（）。 为中圆地球轨道卫星（），它们都绕地球做匀速圆周运动。若 、 的轨道半径之比为 。则在相同时间内， 、 与地心连线扫过的面积之比为
A. B. C. D.
4. 人类在探测宇宙的过程中，测得某星球赤道表面上质量为 的物块受到该星球的引力为 ，已知该星球的半径为 ，自转周期为 ，则该星球
A. 赤道表面的重力加速度为 B. 星球的质量为
C. 第一宇宙速度为 D. 同步卫星的高度为
5. 若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的 倍，半径为地球的 倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
6. 如图所示， 是静止在赤道上随地球自转的物体， 、 是在赤道平面内的两颗人造卫星， 位于离地面高度等于地球半径的圆形轨道上， 是地球同步卫星。下列关系正确的是
A. 物体 随地球自转的线速度大于卫星 的线速度
B. 卫星 的角速度小于卫星 的角速度
C. 物体 随地球自转的周期大于卫星 的周期
D. 物体 随地球自转的向心加速度小于卫星 的向心加速度
7. 【 北京高考 】关于环绕地球运行的卫星，下列说法正确的是
A. 分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期
B. 沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率
C. 在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同
D. 沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合
二、双项选择题（共5小题；共20分）
8. 下列说法正确的是
A. 第一宇宙速度是从地面上发射人造地球卫星的最小发射速度
B. 第一宇宙速度是在地球表面附近环绕地球运转的卫星的最大速度
C. 第一宇宙速度是同步卫星的环绕速度
D. 卫星从地面发射时的发射速度越大，则卫星距离地面的高度就越大，其环绕速度则可能大于第一宇宙速度
9. 以下关于宇宙速度的说法中正确的是：
A. 第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度
B. 第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最小速度
C. 人造地球卫星运行时的速度一定小于第二宇宙速度
D. 地球上的物体无论具有多大的速度都不可能脱离太阳的束缚
10. 关于人造地球卫星，下列说法正确的是
A. 绕地球做匀速圆周运动的人造卫星最小速度为
B. 绕地球做匀速圆周运动并离地球最近的人造卫星的向心加速度为
C. 绕地球做匀速圆周运动的人造卫星运转周期可以大于 小时
D. 可以发射一颗绕地球运转周期为 小时的卫星
11. 如果在地球赤道上的物体随地球自转的速率 ，近地卫星的向心加速度为 ，地球半径为 ，同步卫星离地心距离为 ，运行速率为 ，加速度 ；那么下列选项正确的是
A. B. C. D.
12. 据报道，北斗卫星导航系统利用其定位、导航、短报文通信功能加入到马航 失联客机搜救工作，为指挥中心调度部署人力物力提供决策依据，保证了搜救船只准确抵达相关海域，帮助搜救船只规划搜救航线，避免搜救出现遗漏海域。目前北斗卫星导航定位系统由高度均约为 的 颗静止轨道卫星和 颗倾斜地球同步轨道卫星以及高度约为 的 颗中轨道卫星组网运行，下列说法正确的是
A. 中轨道卫星的周期比同步卫星周期大
B. 所有卫星均位于以地心为中心的圆形轨道上
C. 同步卫星和中轨道卫星的线速度均小于第一宇宙速度
D. 赤道上随地球自转的物体向心加速度比同步卫星向心加速度大
三、多项选择题（共1小题；共4分）
13. 关于人造卫星，下列说法中可能的是
A. 人造卫星环绕地球运行的速率是
B. 人造卫星环绕地球运行的速率是
C. 人造卫星环绕地球运行的周期是
D. 人造卫星环绕地球运行的周期是
四、解答题（共2小题；共26分）
14. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上 点沿水平方向以初速度 抛出一个小球，测得小球经时间 落到斜坡上另一点 ，斜面倾角为 ，已知星球半径为 ，万有引力常量为 ，求：
（1）该星球表面的重力加速度 ；
（2）该星球的密度 ；
（3）该星球的第一宇宙速度 。
15. 某国家报纸报道：该国发射了一颗周期 为 的人造地球卫星。若卫星的轨道为圆形，请你通过计算，判断该新闻的正确性。已知万有引力常量 ，地球半径 为 ，重力加速度 为 。
答案
第一部分
1. B
【解析】根据
解得 ；
可知轨道半径越大，运动的线速度越小，因此北斗导航卫星的线速度更小，A错误；
根据
解得 ；
可知轨道半径越大，运动的同期越长，因此北斗导航卫星的周期更长，B正确；
根据 ，
可知周期越大的角速度越小，因此北斗导航卫星的角速度更小，C错误；
根据 ；
可知轨道半径越大的向心加速度越小，因此北斗导航卫星的向心加速度更小，D错误。
2. D
【解析】根据开普勒第二定律可知，探测器在轨道Ⅱ上运动时，在距离火星较近的点速度较大，较远的点速度较小，选项A错误；探测器在轨道Ⅲ的任何位置都具有大小相等、方向不同的加速度，选项B错误；探测器从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ要在 点加速，则探测器在轨道Ⅰ上 点的动量小于在轨道Ⅱ上 点的动量，选项C错误；不论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ运行，探测器在 点时受到的火星的万有引力相同，则加速度相同，选项D正确。
3. B
4. B
5. C
【解析】对地球的近地卫星的环绕运动、“宜居”行星的近地卫星的环绕运动，分别运用牛顿第二定律及万有引力定律有 、 ，解得 。
选项 ABD 错误，C 正确。
6. D
7. B
【解析】根据开普勒第三定律 （常数），可知只要椭圆轨道的半长轴与圆轨道的半径相等，两者的周期就相等，A 选项错误；
沿椭圆轨道运行的卫星在以长轴为对称轴的对称点上具有相同的速率，故 B 选项正确；
由 ，解得 ，对于地球同步卫星其周期 小时，故其轨道半径一定，C 选项错误；
经过北京上空的卫星轨道有无数条，轨道平面与赤道平面的夹角可以不同，故轨道平面可以不重合，D 选项错误。
第二部分
8. A， B
【解析】第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球运转的最大速度，离地越高，卫星绕地球运转的速度越小.
9. A， C
【解析】根据 可得卫星的线速度 ，故轨道半径越大卫星的运行速度越小，
而第一宇宙速度是卫星沿地球表面运动时的速度，所以第一宇宙速度是人造地球卫星最大的运行速度，故A正确而B错误；
由于第二宇宙速度是地球的逃逸速度，即当卫星的速度大于等于第二宇宙速度时卫星脱离地球的吸引而进入绕太阳运行的轨道，故人造地球卫星运行时的速度一定小于第二宇宙速度，故C正确；
当物体的速度大于等于第三宇宙速度速度 时物体将脱离太阳的束缚成为一颗人造地球恒星，故D错误。
10. B， C
【解析】绕地球做圆周运动的卫星最大速度为 ，A 错误；由 、 可得，当 时，，即距离地球最近的卫星的向心加速度为 ，则B正确；同步卫星的周期为 小时，当卫星的轨道半径大于同步卫星的轨道半径时，卫星的周期大于 小时，C 正确；由 可知，近 地卫星的周期约为 分钟，为最小的运行周期，则D 错误。
11. B， D
12. B， C
【解析】由开普勒第三定律可知，轨道半径较小的中轨道卫星周期较同步卫星小，A 项错；
由题意知，北斗导航系统的卫星轨道高度一定，因此卫星均位于以地心为中心的圆形轨道上，B 项正确；
第一宇宙速度是卫星绕地球的最大运行速度，C 项正确；
赤道上物体与同步卫星的角速度相同，由 可知，同步卫星的向心加速度较大，D 项错。
第三部分
13. A， B， D
【解析】人造地球卫星环绕地球的第一宇宙速度是 ，所以以 的速率环绕地球运动的卫星将在离地较近的轨道上运行，故A正确；，故 越大， 越小，第一宇宙速度为 ，可知，任何卫星的运行速度均小于第一宇宙速度，故B正确；
根据 ，轨道半径越大，周期越大，近地卫星的周期最小为 ，故C错误，D正确。
第四部分
14. （1）
【解析】， 。
（2）
【解析】 及 ，。
（3）
【解析】，。
15. 设卫星的轨道半径为 ，有 物体在地球表面的重力近似等于地球对物体的万有引力，可知： 解得
由于 ，因此不会存在这样的卫星。该新闻是不正确的。答：该新闻是不正确的。
第1页（共1 页）
一、单项选择题（共7小题；共28分）
1. 中国北斗卫星导航系统（简称 ）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继美国 、俄罗斯 之后的第三个成熟的卫星导航系统。第三代北斗导航系统一共由 颗卫星组成。 颗地球同步静止轨道卫星和 颗非静止轨道卫星组成。 颗卫星在离地面 万多千米的高空上，以固定的周期环绕地 球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到 颗以上的卫星。北斗导航卫星与近地 轨道（低于 ）卫星相比
A. 线速度更大 B. 周期更长
C. 角速度更大 D. 向心加速度更大
2. 据报道，我国于 年发射火星探测器。假设图示三个轨道是探测器绕火星飞行的轨道，其中轨道Ⅰ、Ⅲ均为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆形轨道，三个轨道在同一平面内，轨道Ⅱ与轨道Ⅰ相切于 点，与轨道Ⅲ相切于 点，不计探测器在变轨过程中的质量变化，则下列说法正确的是
A. 探测器在轨道Ⅱ的任何位置都具有相同速度
B. 探测器在轨道Ⅲ的任何位置都具有相同加速度
C. 不论在轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ运行，探测器在 点的动量都相同
D. 不论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ运行，探测器在 点的加速度都相同
3. 北斗卫星导航系统（）是我国自主建设、独立运行的卫星导航系统，系统包含若干地球静止轨道卫星（）和中圆地球轨道卫星（）。如图所示， 为地球静止轨道卫星（）。 为中圆地球轨道卫星（），它们都绕地球做匀速圆周运动。若 、 的轨道半径之比为 。则在相同时间内， 、 与地心连线扫过的面积之比为
A. B. C. D.
4. 人类在探测宇宙的过程中，测得某星球赤道表面上质量为 的物块受到该星球的引力为 ，已知该星球的半径为 ，自转周期为 ，则该星球
A. 赤道表面的重力加速度为 B. 星球的质量为
C. 第一宇宙速度为 D. 同步卫星的高度为
5. 若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的 倍，半径为地球的 倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
6. 如图所示， 是静止在赤道上随地球自转的物体， 、 是在赤道平面内的两颗人造卫星， 位于离地面高度等于地球半径的圆形轨道上， 是地球同步卫星。下列关系正确的是
A. 物体 随地球自转的线速度大于卫星 的线速度
B. 卫星 的角速度小于卫星 的角速度
C. 物体 随地球自转的周期大于卫星 的周期
D. 物体 随地球自转的向心加速度小于卫星 的向心加速度
7. 【 北京高考 】关于环绕地球运行的卫星，下列说法正确的是
A. 分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期
B. 沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率
C. 在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同
D. 沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合
二、双项选择题（共5小题；共20分）
8. 下列说法正确的是
A. 第一宇宙速度是从地面上发射人造地球卫星的最小发射速度
B. 第一宇宙速度是在地球表面附近环绕地球运转的卫星的最大速度
C. 第一宇宙速度是同步卫星的环绕速度
D. 卫星从地面发射时的发射速度越大，则卫星距离地面的高度就越大，其环绕速度则可能大于第一宇宙速度
9. 以下关于宇宙速度的说法中正确的是：
A. 第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度
B. 第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最小速度
C. 人造地球卫星运行时的速度一定小于第二宇宙速度
D. 地球上的物体无论具有多大的速度都不可能脱离太阳的束缚
10. 关于人造地球卫星，下列说法正确的是
A. 绕地球做匀速圆周运动的人造卫星最小速度为
B. 绕地球做匀速圆周运动并离地球最近的人造卫星的向心加速度为
C. 绕地球做匀速圆周运动的人造卫星运转周期可以大于 小时
D. 可以发射一颗绕地球运转周期为 小时的卫星
11. 如果在地球赤道上的物体随地球自转的速率 ，近地卫星的向心加速度为 ，地球半径为 ，同步卫星离地心距离为 ，运行速率为 ，加速度 ；那么下列选项正确的是
A. B. C. D.
12. 据报道，北斗卫星导航系统利用其定位、导航、短报文通信功能加入到马航 失联客机搜救工作，为指挥中心调度部署人力物力提供决策依据，保证了搜救船只准确抵达相关海域，帮助搜救船只规划搜救航线，避免搜救出现遗漏海域。目前北斗卫星导航定位系统由高度均约为 的 颗静止轨道卫星和 颗倾斜地球同步轨道卫星以及高度约为 的 颗中轨道卫星组网运行，下列说法正确的是
A. 中轨道卫星的周期比同步卫星周期大
B. 所有卫星均位于以地心为中心的圆形轨道上
C. 同步卫星和中轨道卫星的线速度均小于第一宇宙速度
D. 赤道上随地球自转的物体向心加速度比同步卫星向心加速度大
三、多项选择题（共1小题；共4分）
13. 关于人造卫星，下列说法中可能的是
A. 人造卫星环绕地球运行的速率是
B. 人造卫星环绕地球运行的速率是
C. 人造卫星环绕地球运行的周期是
D. 人造卫星环绕地球运行的周期是
四、解答题（共2小题；共26分）
14. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上 点沿水平方向以初速度 抛出一个小球，测得小球经时间 落到斜坡上另一点 ，斜面倾角为 ，已知星球半径为 ，万有引力常量为 ，求：
（1）该星球表面的重力加速度 ；
（2）该星球的密度 ；
（3）该星球的第一宇宙速度 。
15. 某国家报纸报道：该国发射了一颗周期 为 的人造地球卫星。若卫星的轨道为圆形，请你通过计算，判断该新闻的正确性。已知万有引力常量 ，地球半径 为 ，重力加速度 为 。
答案
第一部分
1. B
【解析】根据
解得 ；
可知轨道半径越大，运动的线速度越小，因此北斗导航卫星的线速度更小，A错误；
根据
解得 ；
可知轨道半径越大，运动的同期越长，因此北斗导航卫星的周期更长，B正确；
根据 ，
可知周期越大的角速度越小，因此北斗导航卫星的角速度更小，C错误；
根据 ；
可知轨道半径越大的向心加速度越小，因此北斗导航卫星的向心加速度更小，D错误。
2. D
【解析】根据开普勒第二定律可知，探测器在轨道Ⅱ上运动时，在距离火星较近的点速度较大，较远的点速度较小，选项A错误；探测器在轨道Ⅲ的任何位置都具有大小相等、方向不同的加速度，选项B错误；探测器从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ要在 点加速，则探测器在轨道Ⅰ上 点的动量小于在轨道Ⅱ上 点的动量，选项C错误；不论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ运行，探测器在 点时受到的火星的万有引力相同，则加速度相同，选项D正确。
3. B
4. B
5. C
【解析】对地球的近地卫星的环绕运动、“宜居”行星的近地卫星的环绕运动，分别运用牛顿第二定律及万有引力定律有 、 ，解得 。
选项 ABD 错误，C 正确。
6. D
7. B
【解析】根据开普勒第三定律 （常数），可知只要椭圆轨道的半长轴与圆轨道的半径相等，两者的周期就相等，A 选项错误；
沿椭圆轨道运行的卫星在以长轴为对称轴的对称点上具有相同的速率，故 B 选项正确；
由 ，解得 ，对于地球同步卫星其周期 小时，故其轨道半径一定，C 选项错误；
经过北京上空的卫星轨道有无数条，轨道平面与赤道平面的夹角可以不同，故轨道平面可以不重合，D 选项错误。
第二部分
8. A， B
【解析】第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球运转的最大速度，离地越高，卫星绕地球运转的速度越小.
9. A， C
【解析】根据 可得卫星的线速度 ，故轨道半径越大卫星的运行速度越小，
而第一宇宙速度是卫星沿地球表面运动时的速度，所以第一宇宙速度是人造地球卫星最大的运行速度，故A正确而B错误；
由于第二宇宙速度是地球的逃逸速度，即当卫星的速度大于等于第二宇宙速度时卫星脱离地球的吸引而进入绕太阳运行的轨道，故人造地球卫星运行时的速度一定小于第二宇宙速度，故C正确；
当物体的速度大于等于第三宇宙速度速度 时物体将脱离太阳的束缚成为一颗人造地球恒星，故D错误。
10. B， C
【解析】绕地球做圆周运动的卫星最大速度为 ，A 错误；由 、 可得，当 时，，即距离地球最近的卫星的向心加速度为 ，则B正确；同步卫星的周期为 小时，当卫星的轨道半径大于同步卫星的轨道半径时，卫星的周期大于 小时，C 正确；由 可知，近 地卫星的周期约为 分钟，为最小的运行周期，则D 错误。
11. B， D
12. B， C
【解析】由开普勒第三定律可知，轨道半径较小的中轨道卫星周期较同步卫星小，A 项错；
由题意知，北斗导航系统的卫星轨道高度一定，因此卫星均位于以地心为中心的圆形轨道上，B 项正确；
第一宇宙速度是卫星绕地球的最大运行速度，C 项正确；
赤道上物体与同步卫星的角速度相同，由 可知，同步卫星的向心加速度较大，D 项错。
第三部分
13. A， B， D
【解析】人造地球卫星环绕地球的第一宇宙速度是 ，所以以 的速率环绕地球运动的卫星将在离地较近的轨道上运行，故A正确；，故 越大， 越小，第一宇宙速度为 ，可知，任何卫星的运行速度均小于第一宇宙速度，故B正确；
根据 ，轨道半径越大，周期越大，近地卫星的周期最小为 ，故C错误，D正确。
第四部分
14. （1）
【解析】， 。
（2）
【解析】 及 ，。
（3）
【解析】，。
15. 设卫星的轨道半径为 ，有 物体在地球表面的重力近似等于地球对物体的万有引力，可知： 解得
由于 ，因此不会存在这样的卫星。该新闻是不正确的。答：该新闻是不正确的。
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