7.4宇宙航行 专题复习（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14题）
1．“玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想．机器人“玉兔号”在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G.则(　　)
A．月球表面重力加速度为
B．月球第一宇宙速度
C．月球质量为
D．月球同步卫星离月球表面高度
2．2020年7月23日12时41分，我国在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭将我国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空，飞行2000多秒后，成功将探测器送入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出了我国自主开展行星探测的第一步。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，并择机开展着陆、巡视等任务，进行火星科学探测。已知地球质量为M1，半径为R1，表面的重力加速度为g；火星质量为M2，半径为R2，两者均可视为质量分布均匀的球体，忽略两者的自转。则下列说法正确的是（　　）
A．火星表面的重力加速度为
B．火星的第一宇宙速度为
C．“天问一号”绕火星匀速飞行时，其内部仪器处于平衡状态
D．“火星车”在火星表面匀速巡视勘察时，车内的仪器处于完全失重状态
3．2019年6月5日，我国“长征十一号”运载火箭首次在海上以“一箭七星”的方式将七颗卫星送入预定轨道，填补了我国运载火箭海上发射的空白；假设某颗卫星的质量为，绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为地球半径的倍，已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，地球自转的角速度为，则：（　　）
A．该卫星的运行速度大小为
B．该卫星运行时的向心力大小为
C．该卫星的运行周期为
D．该卫星运行时的向心加速度大小为
4．观看科幻电影《流浪地球》后，某同学设想地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道通过木星的情景，如图所示，轨道上P点距木星最近（距木星表面的高度可忽略）。则（　　）
A．地球靠近木星的过程中运行速度减小 B．地球远离木星的过程中加速度增大
C．地球远离木星的过程中角速度减小 D．地球在P点的运行速度小于木星第一宇宙速度
5．2018年11月19日，我国在西昌卫星发射中心将两颗北斗全球导航卫星（即北斗三号卫星）发射升空，标志着我国北斗三号基本系统部署完成。此次发射的北斗三号系统第18颗和第19颗卫星，属于中圆地球轨道（介于近地轨道和同步静止轨道之间）卫星，当卫星在轨正常运行时，下列说法正确的是（ ）
A．第18颗卫星的加速度大于地球表面的重力加速度
B．第18颗卫星的运行速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
C．第19颗卫星的周期小于静止轨道卫星的周期
D．第19颗卫星受到地球的万有引力小于同质量静止轨道卫星受到地球的万有引力
6．如图所示,两颗靠得很近的天体组合为双星,它们以两者连线上的某点o为圆心,做匀速圆周运动,以下说法中正确的是( )
A．它们做圆周运动的角速度大小与轨道半径成反比
B．它们做圆周运动的线速度大小相等
C．它们的轨道半径与它们的质量成反比
D．它们的轨道半径与它们的质量的平方成反比
7．行星A、B都可看作质量分布均匀的球体，其质量之比为1∶2、半径之比为1∶2，则行星A、B的第一宇宙速度大小之比为( )
A．2∶1 B．1∶2 C．1∶1 D．1∶4
8．地球和火星绕太阳的公转可视为匀速圆周运动．下表给出了地球和火星的质量、半径、绕太阳公转的轨道半径等信息．忽略行星自转影响．火星和地球相比，下列说法正确的是
A．火星的公转周期较小 B．火星的向心加速度较小
C．火星的运行速度较大 D．火星的第一宇宙速度较大
9．2020中国人实现了嫦娥奔月千年夙愿，2020年质量为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，则航天器的（　　）
A．线速度
B．角速度
C．运行周期
D．向心加速度
10．关于同步卫星，下列说法正确的是（　　）
A．同步卫星速率介于第一宇宙速率和第二宇宙速率之间
B．所有地球同步卫星速率均相同一定小于第一宇宙速率
C．同步卫星速率不一定小于第一宇宙速率
D．同步卫星可停留在北京上空
11．宇宙中有两颗相距无限远的恒星，半径均为．下图分别是两颗恒星周围行星的公转周期与公转半径的关系图像，则（）
A．恒星的质量大于恒星的质量
B．恒星的密度小于恒星的密度
C．恒星的第一宇宙速度大于恒星的第一宇宙速度
D．距两恒星表面高度相同的行星，的行星向心加速度较大
12．宇宙中存在着一些离其它恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗恒星质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为R，忽略其它星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做高速圆周运动，引力常量为G，则（　　）
A．每颗星做圆周运动的线速度为
B．每颗星做圆周运动的角速度为
C．每颗星做圆周运动的周期为
D．每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关
13．关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是（ ）
A．轨道半径越大，速度越小，向心加速度越大
B．轨道半径越大，速度越大，周期越短
C．轨道半径越大，速度越大，周期越长
D．轨道半径越小，速度越大，向心加速度越大
14．我国探月工程三期返回飞行试验器创造了我国航天工程的多个第一，包括跳跃式返回技术．跳跃式返回技术指航天器在关闭发动机后进入大气层，依靠大气升力再次冲出大气层，降低速度后再进入大气层．如图所示，虚线为大气层的边界，已知地球半径为R，地心到d点距离为r，地球表面重力加速为g．下列说法中正确的是( )
A．飞行试验器在b点处于完全失重状
B．飞行试验器在d点的加速度等于
C．飞行试验器在a点的速率等于在c点的速率
D．飞行试验器在c点的速率大于在e点的速率
二、填空题（共4题）
15．地球同步卫星到地心的距离r可用质量M、地球自转周期T与引力常量G表示为r=　_____________。
16．2021年6月17日神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功实现自主快速交会对接，18时48分，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。飞船与核心舱对接前后，相对地球的线速度大小___________，对接后，连接体的动能与飞船相比___________。（选填“增大”“减小”或“不变”）
17．科学家通过天文观测发现太阳系外有一恒星，并测得有一行星绕该恒星一周的时间为50年，行星与恒星的距离为地球到太阳距离的20倍。假定该行星绕恒星的公转轨道和地球绕太阳的公转轨道都是圆周，则该行星与地球的公转速度之比为______，该恒星与太阳的质量之比为______。
18．一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=___________。
三、综合题（共4题）
19．2018年11月，我国成功发射第41颗北斗导航卫星。这颗卫星是地球同步卫星，其运行周期与地球的自转周期T相同。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，求该卫星的轨道半径r和地球平均密度ρ。
20．如图所示，宇航员登陆某星球后，在离星球表面高为h处沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，经时间t落地。已知该星球半径为R，万有引力常量为G，星球质量分布均匀。求：
(1)该星球表面的重力加速度g；
(2)该星球的第一宇宙速度v1及星球的质量M。
21．2010年10月1日，我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星。“嫦娥二号”在距月球表面100 km高度的轨道上做圆周运动，这比“嫦娥一号”距月球表面200 km的圆形轨道更有利于对月球表面做出精细测绘。已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球半径为6400km，地球表面附近的重力加速度为9.8m/s2。求：
（1）月球表面附近的重力加速度；
（2）“嫦娥一号”与“嫦娥二号”在各自圆轨道上运行速度的大小之比。
22．“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．D
2．A
3．D
4．C
5．C
6．C
7．C
8．B
9．C
10．B
11．B
12．B
13．D
14．B
15．
16． 不变 增大
17． 2：5 16：5
18． A 周期T
19．，
20．(1)；(2) ；
21．（1）1.9 m/s2；（2）0.97
22．（1）；（2）；（3）变小
答案第1页，共2页