3.4人造卫星宇宙 优化作业（word版含答案）

3.4 人造卫星宇宙 优化作业
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）随着科技的发展，人们期待将来有一天能在地球与其他星球之间自由往返。若航天爱好者在登陆某星球（可视为质量分布均匀的球体）的过程中，测得航天器在该星球表面附近飞行的周期为T，着陆后用测力计测得质量为m0的砝码重力为P，引力常量为G，由此可算出（　　）
A．该星球同步卫星的质量m′和半径R
B．该星球的质量M和航天器的质量m
C．该星球的半径R和密度ρ
D．该星球的公转周期T0和第一宇宙速度v
2．（2022·全国·高三专题练习）已知某星球的近地卫星和同步卫星的周期分别为T和8T，星球半径为R，引力常量为G，星球赤道上有一静止的质量为m的物体，若把星球视为一个质量均匀的球体，则下列说法不正确的是（　　）
A．该星球的质量为
B．该星球的密度为
C．该星球同步卫星的轨道半径为4R
D．赤道对该物体的支持力大小为
3．（2022·贵州毕节·高三阶段练习）中国航天带给了我们太多的惊喜与感动。2021年，“天问一号”登火、“羲和”探日、“神州十三号”载人飞船成功升空，没有什么可以阻挡中国探索宇宙的脚步。假设火星与地球质量均匀分布，其比值,“天问一号”绕火星和“神州十三号”载人飞船绕地球做圆周运动的周期之比，则天问一号”与“神州十三号”的轨道半径之比为（　　）
A．ab2 B． C． D．
4．（2022·江苏通州·高三期末）2021年，“天问一号”火星探测器成功实施近火制动，进入近火点280km、远火点5.9×104km的停泊轨道，在轨运行周期为两个火星日，则（　　）
A．探测器发射速度大于16.7km/s
B．探测器在近火点的动能大于在远火点的动能
C．探测器在远火点的速度大于火星的第一宇宙速度
D．火星同步卫星的轨道高度大于5.9×104km
5．（2022·河南濮阳·高三开学考试）如图所示，某卫星绕未知天体做圆周运动，环绕周期为T，天体对卫星的最大张角为α，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）
A．该未知天体的平均密度为 B．该未知天体卫星的最小周期为
C．张角越大，卫星的线速度越小 D．张角越大，卫星的周期越大
6．（2022·安徽·高三开学考试）2021年10月16日，我国神舟十三号成功发射！翟志刚、王亚平、叶光富将在中国空间站驻留半年，从而为我国空间站的建设揭开新的篇章。设空间站绕地球做匀速圆周运动，周期为，将地球视为密度均匀的球体，若地球的密度保持不变，空间站距离地心的距离以及地球的半径均变为原来的2倍。则空间站围绕地球运转时的周期为（　　）
A．T B．2T C．4T D．8T
7．（2022·河南·信阳高中高二开学考试）如图所示，有、、三颗地球卫星，处在地球附近轨道上运动，在地球椭圆轨道上，在地球的同步卫星轨道上。下列说法中正确的是（　　）
A．对卫星a、c比较，相同时间内卫星转过的弧长最长
B．、、三颗卫星运行速度都小于第一宇宙速度
C．卫星由近地点向远地点运动过程中，机械能减小
D．卫星的动能一定大于卫星的动能
8．（2022·湖南长沙·高三开学考试）“嫦娥四号”携带“玉兔二号”月球车运动到地月转移轨道点后做近月运动成功进入圆轨道Ⅰ，再次经过点时调整速度进入到椭圆轨道Ⅱ，在Ⅱ轨道经过点后再做一系列辅助动作，成功驶抵月球背面实现着陆，截至2021年9月29日，在祖国72华诞来临之际，嫦娥四号着陆器与玉兔二号月球车工作突破1000天，若以月球为参考系，且忽略其他星体的影响，则有关“嫦娥四号”的下列说法中正确的是（　　）
A．沿地月转移轨道经过点时，需加速才能进入轨道Ⅰ
B．沿轨道Ⅰ运行经过点的机械能等于沿轨道Ⅱ运行经过点的机械能
C．沿轨道Ⅰ绕月运行的周期一定小于沿轨道Ⅱ绕月运行的周期
D．在沿轨道Ⅰ运行时，已知引力常量、其绕月线速度和绕月半径能计算出月球质量
9．（2018·四川·树德中学高一期末）如图为高分一号北斗导航系统两颗卫星在空中某一面内运动的示意图。导航卫星G1和G2以及高分一号均可认为以地心O做匀速圆周运动。卫星G1和G2的轨道半径为r，某时刻两卫星分别位于轨道上的A和B两位置，高分一号在C位置。若卫星均顺时针运行，∠AOB=60°，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力。则下列说法正确的是（　　）
A．卫星G1由位置A运动到位置B所需的时间为
B．卫星G1和G2的加速度大小相等且为
C．若高分一号与卫星G1的质量相等，由于高分一号的绕行速度大，则发射所需的最小能量更多
D．若高分一号与卫星G1的周期之比为1：k（k＞1，且为整数），某时刻两者相距最近，则从此时刻起，在卫星G1运动一周的过程中二者距离最近的次数为k
10．（2022·河北·模拟预测）2020年7月23日我国成功发射执行火星探测任务的“天问一号”探测器，探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，并择机开展登陆、巡视等任务。若火星探测器绕火星表面做匀速圆周运动转过θ（弧度制）所用时间为t，已知火星半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（　　）
A．火星上的物体要脱离火星束缚所需速度至少为
B．火星赤道上的物体随火星自转的向心加速度为R
C．若火星探测器做圆周运动的轨道半径可调，则其转过相同弧长所用时间与轨道半径满足关系式
D．火星的质量为
11．（2022·河北·模拟预测）近年来我国的火星探测工程和探月工程都取得了巨大进展。已知火星和月球的半径分别为R1和R2，质量分别为M1和M2，表面重力加速度分别为g1和g2，第一宇宙速度分别为v1和v2，其对应的轨道周期分别为T1和T2，则（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
12．（2021·全国·高一课前预习）人造地球卫星
（1）______年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功.______年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功．为我国航天事业作出特殊贡献的科学家______被誉为“中国航天之父”；
（2）地球同步卫星的特点
地球同步卫星位于______上方高度约______处，因______，也称静止卫星．地球同步卫星与地球以______的角速度转动，周期与地球自转周期______。
13．（2022·上海·模拟预测）天文学家发现冥王星的小卫星，其中卫星1绕冥王星运行轨道半径r1 = 19600 km，周期T1 = 6.34天。卫星2绕冥王星运行轨道半径r2 = 48000 km，则其周期T2约为______天，其线速度______卫星1的线速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
14．（2022·上海·模拟预测）2021年10月，神舟十三号载人飞船成功发射，若点火不久，火箭竖直发射升空的某一瞬间，仪器显示宇航员对座舱的压力等于他体重的3倍，则此时飞船的加速度大小为___________；飞船经多次变轨后与空间站组合体完成交会对接，共同沿圆形轨道环绕地球运行，已知运行周期为T，地球半径为R，则空间站离地面的高度为___________（地球表面的重力加速度为g）。
三、解答题
15．（2020·天津市红桥区教师发展中心高一期末）近年来我国航天技术取得一系列最新突破。若某飞船质量为m，该飞船距离地球表面的高度为h。已知地球质量M，半径为R，万有引力常量G。设飞船绕地球做匀速圆周运动，由以上提供的信息，解答下列问题：
（1）该飞船所在处的重力加速度g；
（2）该飞船绕地球飞行的速度v。
16．（2021·福建·晋江市第一中学高三阶段练习）我国已于2013年12月2日凌晨1∶30分使用长征三号乙运载火箭成功发射“嫦娥三号”。火箭加速是通过喷气发动机向后喷气实现的。设运载火箭和“嫦娥三号”的总质量为M，地面附近的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G。
（1）用题给物理量表示地球的质量。
（2）假设在“嫦娥三号”舱内有一平台，平台上放有测试仪器，仪器对平台的压力可通过监控装置传送到地面。火箭从地面发射后以加速度竖直向上做匀加速直线运动，升到某一高度时，地面监控器显示“嫦娥三号”舱内测试仪器对平台的压力为发射前压力的，求此时火箭离地面的高度。
17．（2022·全国·高三专题练习）经过长期天文观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统。现在观察到由A星和B星组成的双星系统，它们“晃动”（实际上是双星围绕某点转动，不过人们往往只能看到它们在晃动）周期均为T，A星的晃动范围为，B星的晃动范围为，如图所示。已知引力常量为G，求A星和B星的质量之和。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．D
3．C
4．B
5．B
6．A
7．A
8．D
9．A
10．D
11．C
12． 1957 1970 钱学森 赤道 36000km 相对地面静止 相同 相同
13． 24.3 小于
14．
15．（1）；（2）
16．（1）M地=；（2）
17．
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