7.4宇宙航行 专题复习练（Word版含答案）

7.4宇宙航行专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第二册
一、选择题（共13题）
1．如图所示，地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设e、p、q的圆周运动速率分别为、、，向心加速度分别为a1、、，则（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示，A、B两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，若ω表示卫星角速度大小，S表示卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积，a表示卫星加速度大小，r表示卫星轨道半径，T表示卫星周期，则下列关系正确的是（　　）
A．ωA>ωB B．SA>SB C．aA>aB D．
3．一颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星，其轨道半径上对应的重力加速度为地球表面重力加速度的四分之一。已知地球半径为，则该卫星离地面的高度为（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示，可看成质点的a、b、c是在地球大气层外圆轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是
A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度
B．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度
C．b、c的角速度大小相等，且大于a的角速度
D．c只要加速就可以追上b
5．我国成功发射了月球探测卫星“嫦娥二号”，发射后的几天时间内，地面控制中心对其实施几次调整，使“嫦娥二号”绕月球做匀速圆周运动的半径逐渐减小．在这个过程中，下列物理量也会随之发生变化，其中判断正确的是 （ ）
A．“嫦娥二号”卫星绕月球运动的向心力逐渐减小
B．“嫦娥二号”卫星绕月球运动的线速度逐渐减小
C．“嫦娥二号”卫星绕月球运动的周期逐渐减小
D．“嫦娥二号”卫星绕月球运动的角速度逐渐减小
6．已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G．有关同步卫星，下列表述正确的是(　　)
A．卫星的运行速度小于第一宇宙速度
B．卫星距地面的高度为
C．卫星运行时受到的向心力大小为
D．卫星运行的向心加速度等于地球表面的重力加速度
7．2015年12月29日0时04分，我国在西昌卫星发射中心成功发射高分四号卫星，至此我国航天发射“十二五”任务圆满收官．高分四号卫星是我国首颗地球同步轨道高分辨率光学成像卫星，也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道卫星，它的发射和应用将显著提升我国对地遥感观测能力．该卫星在轨道正常运行时，下列说法正确的是（）
A．卫星的轨道半径可以近似等于地球半径
B．卫星的向心加速度一定小于地球表面的重力加速度
C．卫星的线速度一定大于第一宇宙速度
D．卫星的运行周期一定大于月球绕地球运动的周期
8．赤道平面内的某颗卫星自西向东绕地球做圆周运动，该卫星离地面的高度小于地球同步卫星的高度。赤道上一观察者发现，该卫星连续两次出现在观察者正上方的最小时间间隔为t，已知地球自转周期为T0，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，由此可知该卫星离地面的高度为（　　）
A．R B．
C．R D．R
9．我国在发射探月卫星“嫦娥一号”之后，又成功地发射了“神舟七号”飞船，并由翟志刚成功地进行了太空漫步。设“嫦娥1号”绕月球运动的轨迹和“神舟7号”绕地球运动的轨迹都是圆，其轨道半径分别为r1、r2，周期分别为T1、T2，线速度分别为v1、v2，角速度分别为ω1、ω2，向心加速度分别为a1、a2，月球和地球的质量分别为m1、m2，则（　　）
A． B．
C． D．
10．质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M，月球半径为r，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器与月球中心的连线在单位时间内所扫过的面积是(　　)
A． B． C． D．
11．2021年8月20日发生木星冲日现象，木星冲日是指木星，地球和太阳几乎排列成一线，此时木星被太阳照亮的一面完全期向地球，所以明亮而易于观察，地球和木星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球一年绕太阳一周，木星11.84年绕太阳一周，则（　　）
A．地球的公转轨道半径比木星的公转轨道半径大
B．木星的运行速度比地球的运行速度大
C．木星冲日现象时间间隔为五年
D．下一次出现木星冲日现象是在2022年9月
12．如图所示，曲线I是一颗绕地球做圆周运动的卫星P轨道的示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动的卫星Q轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法错误的是
A．椭圆轨道的长轴长度为2R
B．卫星P在I轨道的速率为v0，卫星Q在Ⅱ轨道B点的速率为vB，则v0>vB
C．卫星P在I轨道的加速度大小为a0，卫星Q在Ⅱ轨道A点加速度大小为aA，则a0D．卫星P在 I轨道上受到的地球引力与卫星Q在Ⅱ轨道上经过两轨道交点时受到的地球引力大小相等
13．如图所示，地球绕太阳做匀速圆周运动，地球处在运动轨道b位置时，地球和太阳连线上的a与e位置、c与d位置均关于太阳对称．当一无动力的探测器处在a或c位置时，它仅在太阳和地球引力的共同作用下，与地球一起以相同的角速度绕太阳做圆周运动，下列说法正确的是
A．若地球和该探测器分别在b、d位置，它们也能以相同的角速度绕太阳运动
B．若地球和该探测器分别在b、e位置，它们也能以相同的角速度绕太阳运动
C．该探测器在a位置受到太阳、地球引力的合力等于在c位置受到太阳，地球引力的合力
D．该探测器在a位置受到太阳、地球引力的合力大于在c位置受到太阳、地球引力的合力
二、填空题（共4题）
14．有两颗人造地球卫星，它们的质量之比为m1：m2＝2：1，轨道半径之比为r1：r2＝3：1，那么，它们的向心加速度之比为a1：a2＝_____，它们的周期之比为T1：T2＝_____
15．宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上，用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g0表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，N表示人对秤的压力，则g0＝________，N＝________．
16．我国的北斗导航卫星系统包含多颗地球同步卫星．北斗导航卫星系统建成以后，有助于减少我国对GPS导航系统的依赖，GPS由运行周期为12小时的卫星群组成，设北斗导航系统的同步卫星和GPS导航卫星的轨道半径分别为R1和R2，向心加速度分别为a1和a2，则R1∶R2＝________，a1∶a2＝________．(可用根式表示)
17．飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近行星表面的圆形轨道，在引力的作用下绕行数圈后着陆，飞船上备有以下实验器材：
A．精确秒表一个 B．已知质量为m的物体一个
C．弹簧测力计一只 D．天平一台（附砝码）
已知宇航员在绕行时和着陆后各做了一次测量，依据测量数据，可求出该行星的半径R、行星质量M。（已知万有引力常量为G）
（1）两次测量所选用的器材分别为_____、______（填写仪器前的字母代号）；
（2）两次测量的物理量分别是_____、______（用文字和符号表示）；
（3）用以上数据写出半径R的表达式：______（用以上的物理量符号表示）。
三、综合题（共4题）
18．2021年5月出现“超级血色月全食”的天文现象，引起某同学对月球的关注。该同学查资料后得知：月球半径为R，月球表面处重力加速度为g，引力常量为G，求：
（1）月球的质量M；
（2）月球的第一宇宙速度。
19．神舟六号载人飞船在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球飞行，已知地球半径为R，地面附近的重力加速度为g，引力常量G，求：
(1)地球质量
(2)飞船在圆形轨道上运行的周期表达式
20．设地球的第一宇宙速度为，某行星质量是地球质量的4倍，半径是地球半径的2倍，求该行星的第一宇宙速度。
21．“神舟”七号飞船的成功发射为我国在2010年实现探月计划——“嫦娥工程”获得了宝贵的经验，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运行，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，万有引力常量为G，求：
（1）飞船在轨道Ⅲ上的运行速率；
（2）飞船在轨道Ⅰ绕月球运行一周所需的时间．
（3）飞船在A点处点火后瞬间与点火前相比，速度是变大还是变小？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．B
3．A
4．B
5．C
6．A
7．B
8．A
9．C
10．C
11．D
12．D
13．D
14． 1：9 ：1
15． 0
16．
17． A BC 周期T 物体重力FG
18.（1）；（2）
19．（1）（2）
20．
21.（1）；（2）；（3）变小
答案第1页，共2页