3.4人造卫星宇宙 同步测评(Word版含答案)

3.4人造卫星宇宙 同步测评
一、单选题
1．某卫星绕地球做匀速圆周运动，地球相对卫星的张角为，当卫星与地心连线扫过（弧度）的角度时，圆周运动通过的弧长为s，已知地球表面的重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）。
A．地球半径为 B．卫星的向心加速度为
C．卫星的线速度为 D．卫星的角速度为
2．随着全球组网的成功，北斗卫星导航系统在国际上的应用空间将会不断扩展。如图中P是地球同步圆轨道卫星，Q是圆轨道半径与P相同的卫星，S是中圆地球圆轨道卫星。则下列说法正确的是（　　）
A．P和Q的加速度大小相等
B．P和Q受到的万有引力大小相等
C．S的机械能小于P的机械能
D．S的周期大于Q的周期
3．我国天文学家通过“天眼”在武仙座球状星团中发现一个脉冲双星系统。如图所示，由恒星A与恒星B组成的双星系统绕其连线上的O点各自做匀速圆周运动，经观测可知恒星B的运行周期为T。若恒星A的质量为m，恒星B的质量为，引力常量为G，则恒星A与O点间的距离为（　　）
A． B． C． D．
4．月球的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，在月球上卫星的最小发射速度约为（　　）
A．0.40km/s B．1.56km/s C．1.76km/s D．3.51km/s
5．我国在航天领域处于世界领先地位。2021年4月29日11时23分，中国“长征”5B运载火箭搭载中国首个空间站核心舱发射成功！而国际空间站或将于2024年退役，届时中国空间站有望成为全世界唯一在轨运行的空间站。已知引力常量为G，下列说法正确的是（　　）
A．因空间站距地表太远，地球引力很微弱，所以空间站内的宇航员处于完全失重状态
B．因受地球引力而绕地球做椭圆轨道运动的太空垃圾，其速度必然不大于第一宇宙速度
C．若测出空间站在地球周围做圆轨道运动的线速度和角速度，则可据此估算出地球质量
D．在地球表面发射该空间站时的发射速度可以等于第二宇宙速度
6．2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船成功对接中国空间站，随后2021年12月9日15时40分，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课。若中国空间站绕地球运行的轨道可视为圆轨道，绕行角速度为，离地面的高度为H，地球半径为R，万有引力常量为G。下列说法正确的是（　　）
A．若质量为m的王亚平站在飞船内，并与飞船保持相对静止，此时她对飞船的压力大小为
B．神舟十三号载人飞船在低轨道只需沿径向加速即可直接与高轨道的空间站实现对接
C．低轨道的神州十三号载人飞船通过持续向后喷射物质，实现与高轨道的空间站对接，在此过程中飞船总的机械能不变
D．地球的质量为
7．北京时间2021年4月29日11时23分，天和核心舱发射升空，标志着中国空间站“在轨组装建造”全面展开。天和核心舱环绕地球的运动可近似为匀速圆周运动，其绕地球运行的轨道半径小于人造卫星的轨道半径。则（　　）
A．天和核心舱的周期大于地球自转周期
B．天和核心舱的轨道平面一定与赤道平面重合
C．天和核心舱的线速度大于7.9km/s
D．天和核心舱的角速度大于地球自转的角速度
8．国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上。设东方红一号在近地点的加速度为；东方红二号的加速度为；固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为；则下列关系正确的是（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题
9．探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的停泊轨道，在该轨道的P处，通过变速，进入地月转移轨道，在到达月球附近的Q点时，对卫星再次变速，卫星被月球引力俘获后成为环月卫星，最终在环绕月球的工作轨道上绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测，工作轨道周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在工作轨道上环绕运动的影响。下列说法正确的是（　　）
A．月球的质量为
B．月球表面的重力加速度为
C．探月卫星需在P点加速才能从停泊轨道进入地月转移轨道
D．探月卫星需在Q点减速才能从地月转移轨道进入工作轨道
10．中国新闻网宣布：在摩洛哥坠落的陨石被证实来自火星。某同学想根据平时收集的部分火星资料（如图所示）计算出火星的密度，再与这颗陨石的密度进行比较。下列计算火星密度的公式，正确的是（引力常量G已知，忽略火星自转的影响）（　　）
A．ρ＝ B．ρ＝ C．ρ＝ D．ρ＝
11．2021年5月15日，我国“天问”一号火星探测器在火星上成功软着陆，这是我国航天事业又一个具有里程碑意义的进展，图中甲、乙是“天问”一号着陆器的运动示意图，关于“天问”一号探测器的发射和着陆，下列说法正确的是（　　）
A．着陆器按如图甲的样子沿箭头方向飞向火星比按如图乙更能有效减速
B．火星探测器的发射速度在第一宇宙速度至第二宇宙速度之间
C．着陆器向火星着陆的过程中使用降落伞，说明火星上有大气层
D．尽管地球距火星非常遥远，科学家们还是可以同步操控火星着陆器着陆
12．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将3名航天员送入“天和”空间站进行为期六个月的太空探索活动。空间站运行的向心加速度大小为、线速度大小为；地球同步卫星运行的向心加速度大小为、线速度大小为，则（　　）
A． B． C． D．
三、实验题
13．用如图（a）所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上，同时钢球在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有______；
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系：
a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的______（选填“最上端”、“最下端”或者“球心对应白纸上的位置”即为原点），在确定y轴时______（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行；
b.假定图（b）所示曲线为通过实验得到的平抛运动的轨迹。现在x轴上等距离选取四个点，通过这四个点向作轴垂线，分别交抛体轨迹于，对应轴的坐标分别为。请通过分析计算，论证说明：如何判断该曲线是否为抛物线，写出论证方案；______
（3）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度大于某一值如物体就不再落回地面，它将在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，成为人造地球卫星，这个速度就是第一宇宙速度。请推导地球的第一宇宙速度的表达式（用地球表面重力加速度g和地球半径R表达）______。
14．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）。
四、解答题
15．继神秘的火星之后，土星也成了全世界关注的焦点．经过近7年35.2亿千米在太空中风尘仆仆的穿行后，美航空航天局和欧航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间6月30日（北京时间7月1日）抵达预定轨道，开始“拜访”土星及其卫星家族。“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道，在半径为R的土星上空，离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t。求：土星的质量和土星表面的重力加速度。
16．2020年6月23日9时43分,我国在西昌卫星发射中心成功发射了第五十五颗北斗导航卫星。假设该卫星在距离地球表面高为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动,地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，地球的体积为V=πR3，忽略地球自转的影响。求:
(1)地球的平均密度ρ；
(2)该人造卫星绕地球运动的周期T。
17．若已知火星半径为R，2021年2月，我国发射的火星探测器“天问一号”在距火星表面高为R的圆轨道上飞行，周期为T，引力常量为G，不考虑火星的自转，求：
（1）火星表面的重力加速度
（2）火星的密度
（3）火星表面的环绕速度
18．如图所示，我国北斗导航系统中，卫星A与卫星B在同一轨道平面内均绕地心O做逆时针方向的匀速圆周运动。若卫星A的运动周期为T，卫星B的轨道半径为卫星A轨道半径的2倍。从某次卫星A、B距离最近时开始计时，求O、A、B三者间第一次和第二次构成直角三角形分别经历的时间。
参考答案：
1．D
2．A
3．A
4．C
5．C
6．D
7．D
8．D
9．BCD
10．ACD
11．AC
12．AC
13． BD 球心对应白纸上的位置 需要 若轨迹为抛物线，则
由于在x轴上选取的A1、A2、A3、A4四个点是等距离的，所以相邻两点之间的时间间隔相同。且在竖直方向，由
可得
所以论证方案为：因各纵坐标从起始时刻经历相同时间，由抛物线
观察是否接近有的比例关系。

14． A BC 周期T 物体重力FG
15．,
16．(1)； (2)
17．（1）；（2）；（3）
18．；
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