3.4人造卫星宇宙 课后提升(Word版含答案)

3.4人造卫星宇宙 课后提升
一、单选题
1．北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是继美国（GPS）和俄罗斯之后的第三个成熟的卫星导航系统。系统空间端由同步卫星和中轨道卫星组成。同步卫星轨道高度约为35870公里，中轨道卫星轨道高度约为21500公里。中轨道导航卫星与同步轨道卫星相比（　　）
A．受地球的引力大 B．运行速度小 C．机械能大 D．向心加速度大
2．2021年10月16日，长征二号F运载火箭遥十三搭载着翟志刚、王亚平与叶光富三位航天员的神舟十三号载人飞船发射升空，神舟十三号采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，与此前已对接的天舟二号、天舟三号一起构成四舱（船）组合体，如图甲所示。如图乙所示，轨道Ⅰ为空间站运行圆轨道，轨道Ⅱ为载人飞船运行椭圆轨道，两轨道相切于A点，载人飞船在A点与空间站组合体完成对接，若空间站组合体距地球表面的高度为h，地球半径为R，航天员与载人飞船始终相对静止，则下列说法正确的是（　　）
A．翟志刚、王亚平与叶光富三位航天员随空间站组合体做圆周运动过程中，所受向心力大小相等
B．对接前，载人飞船与地心的连线和空间站组合体与地心的连线在相同时间内扫过的面积相同
C．若载人飞船在轨道Ⅰ、Ⅱ的运行周期之比为，则轨道Ⅱ近地点距地球表面的距离为
D．载人飞船上在轨道Ⅰ、Ⅱ上运行经过A点时向心加速度不相等
3．2021年7月我国成功将全球首颗民用晨昏轨道气象卫星——“风云三号05星”送入预定圆轨道，轨道周期约为1.7h，被命名为“黎明星”，使我国成为国际上唯一同时拥有晨昏、上午、下午三条轨道气象卫星组网观测能力的国家，如图所示。某时刻“黎明星”正好经过赤道上P城市正上方，则下列说法正确的是（　　）
A．“黎明星”做匀速圆周运动的速度大于7.9km/s
B．同步卫星的轨道半径约为“黎明星”的10倍
C．该时刻后“黎明星”经过1.7h能经过P城市正上方
D．该时刻后“黎明星”经过17天能经过P城市正上方
4．天文学家在宝瓶座NGC 7727星系中发现一个迄今为止离地球最近的超大质量双黑洞系统（可看成双星系统），在这个双黑洞系统中，黑洞甲的质量是太阳质量的1.54亿倍，黑洞乙的质量是太阳质量的630万倍。2.5亿年后，这两个黑洞最终将合并成为一个质量更大的超大质量黑洞。不考虑其他星体的影响，以下说法正确的是（　　）
A．甲、乙所受万有引力之比为154：63
B．甲、乙做圆周运动的半径之比154：63
C．若两黑洞的总质量不变，该双黑洞系统运行周期会随甲、乙间距减小而减小
D．若两黑洞间存在质量转移但总质量不变，两黑洞的动能均随甲、乙间距减小而增大
5．宇航员登陆月球后，在离月球表面高h的位置静止释放一个石块，测得石块经时间t落到月表，已知月球的半径为R，则近月卫星的绕行速度大小为（　　）
A． B． C． D．
6．天问一号携带的火星车于2021年5月15日顺利着陆火星。2021年9月份火星运行到太阳背后，太阳发出的强烈电磁波会干扰无线电通信，这就是日凌干扰现象。已知天问一号火星探测器由于此次日凌干扰，和地球通信中断的时间为一个月。火星和地球在同一轨道面做同方向的匀速圆周运动，已知火星绕太阳公转周期为687天。如图，在地球上观测火星与太阳所张视角小于临界角θ时，天问一号就不能和地球正常通信。θ值有可能是（　　）
A．4.8° B．7.2° C．14° D．28°
7．天链一号04星是我国发射的第4颗地球同步卫星，它与天链一号02星、03星实现组网运行，为我国神舟飞船、空间实验室天宫二号提供数据中继与测控服务如图。1是天宫二号绕地球稳定运行的轨道，2是天链一号绕地球稳定运行的轨道。下列说法正确是（ ）
A．天链一号04星的最小发射速度是11.2km/s
B．天链一号04星的运行速度小于天宫二号的运行速度
C．为了便于测控，天链一号04星相对于地面静止于北京飞控中心的正上方
D．天链一号04星如果想追上天链一号03星，可以直接通过点火加速实现
8．如图所示是地球唯一的天然卫星——月球与地球某时刻的位置关系。已知地、月的第一宇宙速度之比约为，近地卫星与近月卫星（运行轨道均可近似看做圆）的环绕周期之比约为，则地、月质量之比约为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
9．中国“FAST”球面射电望远镜发现一个脉冲双星系统。科学家通过脉冲星计时观测得知该双星系统由一颗脉冲星与一颗白矮星组成。如图所示，假设在太空中有恒星A、B双星系统绕O点做逆时针匀速圆周运动，运动周期为T1，它们的轨道半径分别为RA、RB，且RAA．恒星A的质量大于恒星B的质量
B．恒星B的质量为
C．若知道C的轨道半径，则可求出C的质量
D．三星A、B、C相邻两次共线的时间间隔为
10．北京时间2021年12月9日15：40，“天宫课堂”第一课正式开讲，中国航天员再次进行太空授课，这是中国空间站首次太空授课活动。在约60分钟的授课中，神舟十三号飞行乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富生动地介绍展示了空间站工作生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象，并讲解了实验背后的科学原理。据王亚萍介绍他们在空间站中一天可以看见16次日出。已知地球半径约6400km，重力加速度为9.8m/s2.。则（　　）
A．空间站绕地球运动的周期约90分钟
B．空间站遇见紧急情况需要降低轨道避让太空垃圾，需要点火加速
C．空间站运行的线速度大于同步卫星的线速度
D．空间站运动时的向心加速度大于9.8m/s2
11．2021年12月26日，我国在太原卫星发射中心用“长征四号”丙遥三十九运载火箭成功发射“资源一号”06星，该卫星将进一步推进我国陆地资源调查监测卫星业务系统化应用。若该卫星在距地球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动的周期为T，地球的半径为R，引力常量为G，忽略地球的自转，则下列说法正确的是（　　）
A．该卫星的线速度大小为
B．地球表面的重力加速度大小为
C．地球的第一宇宙速度为
D．地球的平均密度为
12．我国在北京时间2021年6月17日9时22分发射“神舟十二号”载人飞船，搭载航天员：聂海胜、刘伯明、汤洪波。北京时间2021年9月16日8时56分，“神舟十二号”载人飞船与空间站“天和”核心舱成功实施分离，开始返回。有关“神舟十二号”载人飞船下列说法正确的是（　　）
A．“神舟十二号”载人飞船的发射速度大于7.9km/s
B．“神舟十二号”飞船与空间站“天和”核心舱分离后，空间站“天和"核心舱会离地球越来越远
C．“神舟十二号”飞船与空间站“天和”核心舱分离后，助推器点火向后喷气才能返回地球
D．“神舟十二号”飞船进入大气层下落过程中，既有失重过程又有超重过程
三、实验题
13．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用半弹道跳跃方式再入返回并安全着陆，标志着我国航天又迈上了一个新台阶。假设我国宇航员乘坐探月飞船登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分已知照片上方格的实际边长为a，闪光周期为T，据此分析：
(1)图中A点______（“是”或“不是”）平抛运动抛出点
(2)小球平抛的初速度为______；
(3)月球上的重力加速度为______；
(4)嫦娥五号上升器月面点火，顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞。已知月球半径为R，结合实验结果估算返回时上升器的最小发射速度______。
14．一艘宇宙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绕行数圈后，着陆在该行星上，飞船上备有以下实验器材料：
A．精确秒表一个 B．已知质量为m的物体一个
C．弹簧测力计一个 D．天平一台（附砝码）
已知宇航员在绕行时和着陆后各作了一次测量，依据测量数据，可求出该行星的行星密度ρ。（已知万有引力常量为G）
(1)测量所选用的器材为___________（用序号表示）
(2)测量的物理量是___________ （写出物理量名称和表示的字母）
(3)用该数据推出密度ρ的表达式：ρ=___________。
四、解答题
15．2020年12月17日，嫦娥五号携带了4斤的月球土壤样本返回地球。2030年中国计划实现载人登月。到那时候我国宇航员可以在月球上进行一系列的物理实验。例如：在月球表面附近自高处以初速度水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为。已知月球半径为，万有引力常量为，不考虑月球自转影响。由以上的数据可求：
（1）月球的质量。
（2）若在月球表面附近上发射一颗卫星，求卫星绕月球做匀速圆周运动的周期。
16．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。
17．设有两颗人造地球卫星质量之比为m1:m2 =1:2，其运行轨道半径之比为R１:R２ =3:1，试求此两颗卫星运行的：
（1）线速度之比；
（2）角速度之比；
（3）周期之比；
（4）向心加速度之比。
18．“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为，飞行圈耗时，月球的半径为，引力常量为。求：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）月球的第一宇宙速度。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．D
4．C
5．B
6．A
7．B
8．A
9．AB
10．AC
11．BD
12．AD
13． 是
14． A 周期T
15．（1）；（2）
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）；（3）；（4）1:9
18．（1）；（2）