7.4 宇宙航行 课时训练（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 7.4 宇宙航行 课时训练（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 744.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-28 15:55:59 | ||
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文档简介
7.4 宇宙航行 课时训练
一、单选题
1．2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。天宫空间站，轨道高度约为400千米，可近似视为近地卫星，设计寿命为10年，长期驻留3人，总重量可达180吨，以进行较大规模的空间应用。若将地球视为理想球体，半径6400千米，空间站视为绕地球做匀速圆周运动，请估算空间站绕地球转动公转周期（ ）
A．1.5h B．3h C．8h D．24h
2．北斗卫星导航系统，简称BDS，是我国自行研制的全球卫星导航系统。北斗系统中包含多种卫星，如沿地球表面附近飞行的近地卫星，以及地球同步卫星等。图为某时刻从北极上空俯瞰的地球同步卫星A、近地卫星B和位于赤道地面上的观察点C的位置的示意图。地球可看作质量分布均匀的球体，卫星A、B绕地心的运动可看作沿逆时针方向的匀速圆周运动，其轨道与地球赤道在同一平面内，不考虑空气阻力及其他天体的影响。若从图所示位置开始计时，则经过时间t后，图中各个卫星的位置合理的是（ ）
A． B．
C． D．
3．北斗卫星导航系统由五十多颗卫星组成，其中有些卫星处在地球同步轨道，成为地球的同步卫星。这些地球同步卫星的周期是（ ）
A．12h B．24h C．36h D．48h
4．2020年7月23日，我国天问一号火星探测器成功发射，2021年2月10日，顺利进入大椭圆环火星轨道，2021年5月15日顺利在火星着陆，实现了“绕、着、巡”三大目标。已知火星半径约为地球半径的p倍，火星质量约为地球质量的q倍，火星的第一宇宙速度约为地球的第一宇宙速度的k倍，则下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
5．2021年10月16日，中国神舟十三号载人飞船成功发射升空，与天和核心舱成功对接，将中国三名航天员送入“太空家园”。”飞船与核心舱对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于半径为r3的圆轨道III上，神舟十三号飞船先被发送至半径为r1的圆轨道I上，运行周期为T1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道II运动到远地点B处与天和核心舱对接。关于神舟十三号飞船，下列说法正确的是（ ）
A．沿轨道II从近地点A运动到远地点B的过程中，速度不断增大
B．沿轨道I运行时的机械能等于沿轨道II运行时的机械能
C．沿轨道II运行的周期为
D．沿轨道I运动到A点时的加速度小于沿轨道II运动到A点时的加速度
6．北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，如图所示某时该系统中两颗工作卫星a、b均绕地心O顺时针做匀速圆周运动.下列说法正确的是（ ）
A．卫星a、b运行的角速度一定相同
B．卫星a、b所受的向心力大小一定相等
C．如果要使卫星b追上卫星a，可以让卫星a在原轨道上减速
D．如果要使卫星b追上卫星a，可以让卫星b在原轨道上加速
7．宇宙中存在很多的双星系统，其简图如图所示，A星的质量为，圆周运动的半径为。B星的质量为，圆周运动的半径为。两星做圆周运动的圆心为O，周期为T，下列说法正确的是（ ）
A．比值由质量决定
B．比值由质量决定
C．比值由质量乘积决定
D．比值由质量和决定
8．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道2上的运行周期大于它在轨道3上的周期
B．卫星在轨道1上的角速度小于它在轨道3上的角速度
C．卫星在圆轨道1上经过Q点时的速度大于它在轨道2上经过P点时的速度
D．卫星在椭圆轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度
9．如图所示，“嫦娥一号”和“嫦娥三号”分别在各自轨道上绕月球做匀速圆周运动。关于这两颗卫星的运行速度和运行周期，下列说法正确的是（ ）
A．“嫦娥三号”的运行速度较小 B．“嫦娥三号”的运行速度较大
C．“嫦娥三号”的运行周期较大 D．两颗卫星的运行周期相同
10．2021年5月15日，我国“天问一号”火星探测器成功着陆火星。已知火星半径约为地球半径的p倍，火星表面的重力加速度约为地球表面的重力加速度的q倍。火星第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的k倍，则下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
11．天文观测表明，几乎所有远处的恒星（或星系）都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度（称为退行速度）越大；也就是说，宇宙在膨胀.不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即 式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远，这一结果与上述天文观测一致根据近期观测，哈勃常数H=3×10-2m/（s·光年）.其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为（ ）
A．1010年 B．1012年 C．1014年 D．1016年
12．2021年6月17日，“神舟十二号”载人飞船搭载着聂海胜、刘伯明、汤洪波三名宇航员成功飞天，开启历时三个月的太空任务。9月17日13时30分许，“神舟十二号”返回舱在东风着陆场安全降落。返回舱的返回轨迹可以简化为如图所示，已知返回舱在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运行时的周期分别为、和，在轨道Ⅰ和Ⅲ运行时的速度大小分别为和。则（ ）
A．返回舱在椭圆轨道上运行周期为
B．返回舱在轨道Ⅰ的机械能大于轨道Ⅲ的机械能
C．从轨道Ⅱ上点反向喷火减速进入轨道Ⅲ，减速前后瞬间返回舱的加速度减小
D．返回舱在轨道Ⅱ上点的速度与轨道Ⅲ上的运行速度无法比较大小
二、填空题
13．绕地球做匀速圆周运动的人造卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，运行的轨道半径会慢慢变小，则卫星运行的周期将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．假设有一人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，离地高度为H，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，则其运行的向心加速度为______________．
14．北斗一号卫星系统的三颗卫星均定位在距离地面36000km的地球同步轨道上，而GPS系统中的24颗卫星距离地面的高度均为20000km，已知地球半径为6400km．则北斗 一号卫星线速度的大小___GPS卫星线速度的大小（选填“大于”、“小于” 或“等于”）；GPS卫星加速度的大小约为北斗一号卫星的________倍（取2位有效数字）．
15．我国已启动月球探测计划“嫦娥工程”．如图为“嫦娥一号”月球探测器飞行路线示意图．
(1)在探测器飞离地球的过程中，地球对它的引力______(选填“增大”“减小”或“不变”)．
(2)由低轨到高轨时，速度______(选填“增大”“减小”或“不变”)．
(3)结合图中信息，通过推理，可以得出________．
A．探测器飞离地球时速度方向指向月球
B．探测器经过多次轨道修正，进入预定绕月轨道
C．探测器绕地球的旋转方向与绕月球的旋转方向一致
D．探测器进入绕月轨道后，运行半径逐渐减小，直至到达预定轨道
三、解答题
16．“玉兔号”月球车在月球表面着陆，实现了中华民族“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”测得月球表面的重力加速度为g，已知月球半径为R，引力常量为G。不考虑月球自转的影响。求：
（1）月球的质量M；
（2）月球的“第一宇宙速度”v。
17．科学家观测到某一卫星环绕月球做匀速圆周运动，卫星距月球表面的高度为h。已知月球半径为R，月球质量为M，引力常量为G，忽略月球自转影响。求：
（1）月球表面的重力加速度g；
（2）该卫星绕月球运行时速度v；
（3）该卫星环绕月球运行的周期T。
18．在物理学中，常常用等效替代、类比、微小量放大等方法来研究问题．卡文迪许利用微小量放大法由实验测出了万有引力常量G的数值，下图所示是卡文迪许扭秤实验示意图。卡文迪许的实验常被称为是“称量地球质量”的实验，因为由G的数值及其它已知量，就可计算出地球的质量，卡文迪许也因此被誉为第一个称量地球的人。
（1）若在某次实验中，卡文迪许测出质量分别为m1、m2相距为r的两个小球之间引力的大小为F，求万有引力常量G；
（2）若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球自转的影响，请推导出地球质量M及地球近地卫星的环绕速度v。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．D
3．B
4．A
5．C
6．A
7．D
8．C
9．B
10．D
11．A
12．B
13． 变小
14． 小于 2.6
15． 减小 增大 BD
16．（1）；（2）v=
17．(1)；(2)；(3)
18．（1）；（2）；
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。天宫空间站，轨道高度约为400千米，可近似视为近地卫星，设计寿命为10年，长期驻留3人，总重量可达180吨，以进行较大规模的空间应用。若将地球视为理想球体，半径6400千米，空间站视为绕地球做匀速圆周运动，请估算空间站绕地球转动公转周期（ ）
A．1.5h B．3h C．8h D．24h
2．北斗卫星导航系统，简称BDS，是我国自行研制的全球卫星导航系统。北斗系统中包含多种卫星，如沿地球表面附近飞行的近地卫星，以及地球同步卫星等。图为某时刻从北极上空俯瞰的地球同步卫星A、近地卫星B和位于赤道地面上的观察点C的位置的示意图。地球可看作质量分布均匀的球体，卫星A、B绕地心的运动可看作沿逆时针方向的匀速圆周运动，其轨道与地球赤道在同一平面内，不考虑空气阻力及其他天体的影响。若从图所示位置开始计时，则经过时间t后，图中各个卫星的位置合理的是（ ）
A． B．
C． D．
3．北斗卫星导航系统由五十多颗卫星组成，其中有些卫星处在地球同步轨道，成为地球的同步卫星。这些地球同步卫星的周期是（ ）
A．12h B．24h C．36h D．48h
4．2020年7月23日，我国天问一号火星探测器成功发射，2021年2月10日，顺利进入大椭圆环火星轨道，2021年5月15日顺利在火星着陆，实现了“绕、着、巡”三大目标。已知火星半径约为地球半径的p倍，火星质量约为地球质量的q倍，火星的第一宇宙速度约为地球的第一宇宙速度的k倍，则下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
5．2021年10月16日，中国神舟十三号载人飞船成功发射升空，与天和核心舱成功对接，将中国三名航天员送入“太空家园”。”飞船与核心舱对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于半径为r3的圆轨道III上，神舟十三号飞船先被发送至半径为r1的圆轨道I上，运行周期为T1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道II运动到远地点B处与天和核心舱对接。关于神舟十三号飞船，下列说法正确的是（ ）
A．沿轨道II从近地点A运动到远地点B的过程中，速度不断增大
B．沿轨道I运行时的机械能等于沿轨道II运行时的机械能
C．沿轨道II运行的周期为
D．沿轨道I运动到A点时的加速度小于沿轨道II运动到A点时的加速度
6．北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，如图所示某时该系统中两颗工作卫星a、b均绕地心O顺时针做匀速圆周运动.下列说法正确的是（ ）
A．卫星a、b运行的角速度一定相同
B．卫星a、b所受的向心力大小一定相等
C．如果要使卫星b追上卫星a，可以让卫星a在原轨道上减速
D．如果要使卫星b追上卫星a，可以让卫星b在原轨道上加速
7．宇宙中存在很多的双星系统，其简图如图所示，A星的质量为，圆周运动的半径为。B星的质量为，圆周运动的半径为。两星做圆周运动的圆心为O，周期为T，下列说法正确的是（ ）
A．比值由质量决定
B．比值由质量决定
C．比值由质量乘积决定
D．比值由质量和决定
8．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道2上的运行周期大于它在轨道3上的周期
B．卫星在轨道1上的角速度小于它在轨道3上的角速度
C．卫星在圆轨道1上经过Q点时的速度大于它在轨道2上经过P点时的速度
D．卫星在椭圆轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度
9．如图所示，“嫦娥一号”和“嫦娥三号”分别在各自轨道上绕月球做匀速圆周运动。关于这两颗卫星的运行速度和运行周期，下列说法正确的是（ ）
A．“嫦娥三号”的运行速度较小 B．“嫦娥三号”的运行速度较大
C．“嫦娥三号”的运行周期较大 D．两颗卫星的运行周期相同
10．2021年5月15日，我国“天问一号”火星探测器成功着陆火星。已知火星半径约为地球半径的p倍，火星表面的重力加速度约为地球表面的重力加速度的q倍。火星第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的k倍，则下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
11．天文观测表明，几乎所有远处的恒星（或星系）都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度（称为退行速度）越大；也就是说，宇宙在膨胀.不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即 式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远，这一结果与上述天文观测一致根据近期观测，哈勃常数H=3×10-2m/（s·光年）.其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为（ ）
A．1010年 B．1012年 C．1014年 D．1016年
12．2021年6月17日，“神舟十二号”载人飞船搭载着聂海胜、刘伯明、汤洪波三名宇航员成功飞天，开启历时三个月的太空任务。9月17日13时30分许，“神舟十二号”返回舱在东风着陆场安全降落。返回舱的返回轨迹可以简化为如图所示，已知返回舱在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运行时的周期分别为、和，在轨道Ⅰ和Ⅲ运行时的速度大小分别为和。则（ ）
A．返回舱在椭圆轨道上运行周期为
B．返回舱在轨道Ⅰ的机械能大于轨道Ⅲ的机械能
C．从轨道Ⅱ上点反向喷火减速进入轨道Ⅲ，减速前后瞬间返回舱的加速度减小
D．返回舱在轨道Ⅱ上点的速度与轨道Ⅲ上的运行速度无法比较大小
二、填空题
13．绕地球做匀速圆周运动的人造卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，运行的轨道半径会慢慢变小，则卫星运行的周期将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．假设有一人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，离地高度为H，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，则其运行的向心加速度为______________．
14．北斗一号卫星系统的三颗卫星均定位在距离地面36000km的地球同步轨道上，而GPS系统中的24颗卫星距离地面的高度均为20000km，已知地球半径为6400km．则北斗 一号卫星线速度的大小___GPS卫星线速度的大小（选填“大于”、“小于” 或“等于”）；GPS卫星加速度的大小约为北斗一号卫星的________倍（取2位有效数字）．
15．我国已启动月球探测计划“嫦娥工程”．如图为“嫦娥一号”月球探测器飞行路线示意图．
(1)在探测器飞离地球的过程中，地球对它的引力______(选填“增大”“减小”或“不变”)．
(2)由低轨到高轨时，速度______(选填“增大”“减小”或“不变”)．
(3)结合图中信息，通过推理，可以得出________．
A．探测器飞离地球时速度方向指向月球
B．探测器经过多次轨道修正，进入预定绕月轨道
C．探测器绕地球的旋转方向与绕月球的旋转方向一致
D．探测器进入绕月轨道后，运行半径逐渐减小，直至到达预定轨道
三、解答题
16．“玉兔号”月球车在月球表面着陆，实现了中华民族“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”测得月球表面的重力加速度为g，已知月球半径为R，引力常量为G。不考虑月球自转的影响。求：
（1）月球的质量M；
（2）月球的“第一宇宙速度”v。
17．科学家观测到某一卫星环绕月球做匀速圆周运动，卫星距月球表面的高度为h。已知月球半径为R，月球质量为M，引力常量为G，忽略月球自转影响。求：
（1）月球表面的重力加速度g；
（2）该卫星绕月球运行时速度v；
（3）该卫星环绕月球运行的周期T。
18．在物理学中，常常用等效替代、类比、微小量放大等方法来研究问题．卡文迪许利用微小量放大法由实验测出了万有引力常量G的数值，下图所示是卡文迪许扭秤实验示意图。卡文迪许的实验常被称为是“称量地球质量”的实验，因为由G的数值及其它已知量，就可计算出地球的质量，卡文迪许也因此被誉为第一个称量地球的人。
（1）若在某次实验中，卡文迪许测出质量分别为m1、m2相距为r的两个小球之间引力的大小为F，求万有引力常量G；
（2）若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球自转的影响，请推导出地球质量M及地球近地卫星的环绕速度v。
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参考答案：
1．A
2．D
3．B
4．A
5．C
6．A
7．D
8．C
9．B
10．D
11．A
12．B
13． 变小
14． 小于 2.6
15． 减小 增大 BD
16．（1）；（2）v=
17．(1)；(2)；(3)
18．（1）；（2）；
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页