7.4宇宙航行专项测试（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 7.4宇宙航行专项测试（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-20 22:34:37 | ||
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文档简介
7.4 宇宙航行 专项测试
一、单选题
1．2021年9月7日，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功将高分五号02星发射升空。该卫星运行于太阳同步轨道上，该轨道平面与地球赤道平面接近垂直，轨道接近圆形，轨道高度小于1000千米。高分五号02星特殊的轨道设计，可使其每天的同一时间通过某城市上空一次。2015年发射的高分四号卫星为地球同步轨道卫星，轨道高度约为3.6万千米。关于这两颗卫星的说法错误的是（ ）
A．高分五号02星运行的线速度大于高分四号卫星的
B．高分四号卫星运行的周期是高分五号02星的整数倍
C．两卫星从相距最近到下次相距最近可能经历12小时
D．高分四号卫星可实现对全球大部分地区的观测
2．新京报2021年2月10日晚报道：经历200余天的飞行，跋涉4.75亿千米，在距离火星400千米处成功的一脚刹车，中国自主研发的火星探测器“天问一号”顺利进入火星轨道。与地球相比，火星半径约为地球的一半，质量约为地球的，公转半径约为地球的1.5倍，下列说法正确的是（ ）
A．火星绕太阳公转的线速度约为地球绕太阳公转线速度的1.5倍
B．火星绕太阳运行的公转周期约为地球绕太阳公转周期的1.8倍
C．火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的2倍
D．火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
3．有下列几种情境，其中对情境的分析和判断正确的是（ ）
①点火后即将升空的火箭 ②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车
③磁悬浮列车在轨道上高速行驶 ④太空中的空间站绕地球做匀速圆周运动
A．因火箭还没运动，所以加速度一定为零
B．轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大
C．高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大
D．因空间站处于完全失重状态，所以空间站内的物体加速度为零
4．2016年12月22日，我国成功发射了国内首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星（以下简称“碳卫星”）。如图所示，设“碳卫星”在半径为R的圆周轨道上运行，经过时间t，通过的弧长为s，已知引力常数为G，下列说法正确的是（ ）
A．“碳卫星”内的物体处于平衡状态
B．“碳卫星”的运行速度大于7.9km/s
C．“碳卫星”的发射速度大于11.2km/s
D．可算出地球质量为
5．随着神舟十三号的成功发射，宇航员翟志刚、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。已知空间站离地高度约为350公里，月球离地球约为38万公里，关于宇航员和空间站，下列说法正确的是（ ）
A．宇航员在空间站不受重力的作用
B．空间站绕地球做匀速圆周运动的周期比月球绕地运行的周期大
C．空间站绕地球做圆周运动的过程中，加速度不变
D．空间站绕地球做圆周运动的运行速度小于7.9km/s
6．2021年11月8日，“天问一号”环绕器成功实施近火制动，准确进入遥感使命轨道。制动前环绕器在轨道I上运动，在P点制动后进入轨道Ⅱ运动。如图所示，环绕器沿轨道I、Ⅱ运动到P点的速度大小分别为vI、vⅡ；加速度大小分别为aI、aⅡ。则（ ）
A．vI>vⅡ aI=aⅡ B．vIaⅡ
7．2021年4月29日，我国空间站“天和”核心舱发射成功，进入预定轨道后绕地球做匀速圆周运动。据报道，“天和”核心舱的质量为22吨，轨道离地高度400千米至450千米。下列说法正确的是（ ）
A．“天和”核心舱在预定轨道运行时处于完全失重状态，不受地球的引力作用
B．“天和”核心舱的轨道高度越高，其加速度越小
C．“天和”核心舱运行的线速度一定大于7.9km/s
D．“天和”核心舱的轨道高度越高，其发射速度越小
8．北京时间2021年12月26日11时11分，中国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将资源一号02E卫星发射升空，并顺利进入预定圆形轨道。另有一卫星，其圆周运动的轨道半径为资源一号02E卫星轨道半径的倍，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．资源一号02E卫星运行的线速度大于
B．卫星与资源一号02E卫星的周期之比为
C．卫星与资源一号02E卫星的动能之比为
D．卫星与资源一号02E卫星运行的加速度大小之比为
9．嫦娥五号探测器将由长征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空。如果嫦娥五号经过若干次轨道调整后，先在距离月球表面h的高度处绕月球做匀速圆周运动，然后开启反冲发动机，嫦娥五号着陆器暂时处于悬停状态，最后实现软着陆，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。月球的半径为R且小于地球的半径，月球表面的重力加速度为g0且小于地球表面的重力加速度，引力常量为G，不考虑月球的自转，则下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度
B．月球的平均密度ρ＝
C．嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的t时间内，绕月球运转圈数n＝
D．根据题给数据可求出月球的第二宇宙速度
10．若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是（ ）
A． B． C． D．
11．2021年4月29日在海南文昌用长征五号B遥二运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开，中国空间站以天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱为基本构型。已知天和核心舱绕地球做匀速圆周运动，轨道高度约为400km，设地球是一个半径约为6400km、质量均匀分布的球体，地球表面的重力加速度g=9.8m/s2，则天和核心舱绕地球做匀速圆周运动的周期约为（ ）
A．0.5h B．1.5h C．4.5h D．13.5h
12．2021年10月16日，“长征二号”遥十二运载火箭成功将载有三名航天员的“神舟十三号”飞船送入预定轨道，并顺利实现其与“天和”核心舱对接。下列说法正确的是（ ）
A．载人飞船加速上升过程中，三名航天员均处于失重状态
B．对接过程中，神舟飞船与“天和”核心舱均可看成质点
C．飞船环绕地球运行过程中，航天员对核心舱有压力作用
D．王亚平做“太空欢乐球”实验中，泡腾片在水球内产生的小气泡没有离开水球，是由于气泡及水球处于完全失重状态
二、解答题
13．如图是“阿波罗十一号”宇宙飞船的登月往返航线示意图。经火箭发射，“阿波罗十一号”宇宙飞船首先进入环绕地球的轨道，然后加速，脱离环绕地球轨道后，惯性飞行，进入环绕月球的轨道，最后登月舱降落在月球（红色轨迹）。当宇航员在月球上完成工作后，再发动引擎进入环绕月球的轨道，然后加速，脱离环绕月球轨道，进入环绕地球轨道，最后降落于地球（绿色轨迹）。
结合登月往返航线讨论:为什么飞船能围绕地球旋转 飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚 为什么飞船能围绕月球旋转 飞船在什么条件下能挣脱月球的束缚
14．理论研究表明，物体在地球附近都受到地球对它的万有引力作用，具有引力势能。设物体在距地球无限远处的引力势能为零，则引力势能可表示为Ep=-G，其中G是引力常量，M是地球的质量（地球的质量M未知），m是物体的质量，r是物体距地心的距离。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，求：
(1)第一宇宙速度；
(2)第二宇宙速度。
15．某中子星的质量约为M=2.16×1030kg，与太阳的质量大致相等，但是它的半径只有R = 10km，引力常量G = 6.67×10-11N m2/kg2，试求：
（1）该中子星表面的重力加速度大小；（结果保留三位有效数字）
（2）该中子星的第一宇宙速度
16．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，受到彼此的万有引力作用而互相绕转，称为双星系统。双星以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，不会因万有引力作用而吸在一起（不考虑其他天体对它们的影响）。已知双星的质量分别为m1和m2，相距L，求它们运转的角速度ω。
某个同学对本题的解答如下：
设质量分别为m1、m2的两星体的运动轨道半径为r1、r2，则得
G=m1r1ω2①
G=m2r2ω2②
r1+r2=L③
联立①②③三式解得ω=
(1)该同学的解答是正确的还是错误的？请你作出判断，并对你的判断作出解释；
(2)对题中给出的求解问题，写出你自己的解答过程和结果。
三、填空题
17．2020年11月24日，长征五号运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射升空并将其送入预定轨道，11月28日，嫦娥五号进入环月轨道飞行，12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月壤着陆地球。假设嫦娥五号环绕月球飞行时，在距月球表面高度为h处，绕月球做匀速圆周运动（不计周围其他天体的影响），测出飞行周期T，已知万有引力常量G和月球半径R。则嫦娥五号绕月球飞行的线速度为___________，月球的质量为___________，月球表面的重力加速度为___________，月球的第一宇宙速度为___________
18．如图所示，A、B为两颗在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运的卫星，A的轨道半径大于B的轨道半径，用vA、vB分别表示A、B两颗卫星的线速度大小，用TA、TB分别表示A、B两颗卫星的周期，则vA_______vB，TA_________TB 。
19．一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道做匀速圆周运动，绕行n圈，所用时间为t，着陆行星后，用天平测得一物体质量为m，用弹簧测力计测得其重力为F，已知万有引力常量为：
（1）宇宙飞船做匀速圆周运动时的周期为______；
（2）该行星表面的重力加速度为______；
（3）该行星质量______，用测量数据求该星球半径______。
20．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的轨道半径之比为__________，向心加速度之比为__________，角速度之比为__________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．B
3．B
4．D
5．D
6．A
7．B
8．D
9．B
10．A
11．B
12．D
13．①地球的万有引力提供向心力；②飞船的速度大于在地球上的宇宙第一速度，小于宇宙第二速度；③月球的万有引力提供向心力；④飞船的速度大于在月球上的宇宙第一速度，小于月球上宇宙第二速度
14．（1） ；（2）
15．（1）1.44×1012m/s2；（2）1.2×108m/s
16．（1）错误，万有引力表达式中的r和向心力表达式中的r始终是同一个量；（2）见解析
17．
18． 小于 大于
19．
20． 1:4 16:1 8:1
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．2021年9月7日，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功将高分五号02星发射升空。该卫星运行于太阳同步轨道上，该轨道平面与地球赤道平面接近垂直，轨道接近圆形，轨道高度小于1000千米。高分五号02星特殊的轨道设计，可使其每天的同一时间通过某城市上空一次。2015年发射的高分四号卫星为地球同步轨道卫星，轨道高度约为3.6万千米。关于这两颗卫星的说法错误的是（ ）
A．高分五号02星运行的线速度大于高分四号卫星的
B．高分四号卫星运行的周期是高分五号02星的整数倍
C．两卫星从相距最近到下次相距最近可能经历12小时
D．高分四号卫星可实现对全球大部分地区的观测
2．新京报2021年2月10日晚报道：经历200余天的飞行，跋涉4.75亿千米，在距离火星400千米处成功的一脚刹车，中国自主研发的火星探测器“天问一号”顺利进入火星轨道。与地球相比，火星半径约为地球的一半，质量约为地球的，公转半径约为地球的1.5倍，下列说法正确的是（ ）
A．火星绕太阳公转的线速度约为地球绕太阳公转线速度的1.5倍
B．火星绕太阳运行的公转周期约为地球绕太阳公转周期的1.8倍
C．火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的2倍
D．火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
3．有下列几种情境，其中对情境的分析和判断正确的是（ ）
①点火后即将升空的火箭 ②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车
③磁悬浮列车在轨道上高速行驶 ④太空中的空间站绕地球做匀速圆周运动
A．因火箭还没运动，所以加速度一定为零
B．轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大
C．高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大
D．因空间站处于完全失重状态，所以空间站内的物体加速度为零
4．2016年12月22日，我国成功发射了国内首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星（以下简称“碳卫星”）。如图所示，设“碳卫星”在半径为R的圆周轨道上运行，经过时间t，通过的弧长为s，已知引力常数为G，下列说法正确的是（ ）
A．“碳卫星”内的物体处于平衡状态
B．“碳卫星”的运行速度大于7.9km/s
C．“碳卫星”的发射速度大于11.2km/s
D．可算出地球质量为
5．随着神舟十三号的成功发射，宇航员翟志刚、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。已知空间站离地高度约为350公里，月球离地球约为38万公里，关于宇航员和空间站，下列说法正确的是（ ）
A．宇航员在空间站不受重力的作用
B．空间站绕地球做匀速圆周运动的周期比月球绕地运行的周期大
C．空间站绕地球做圆周运动的过程中，加速度不变
D．空间站绕地球做圆周运动的运行速度小于7.9km/s
6．2021年11月8日，“天问一号”环绕器成功实施近火制动，准确进入遥感使命轨道。制动前环绕器在轨道I上运动，在P点制动后进入轨道Ⅱ运动。如图所示，环绕器沿轨道I、Ⅱ运动到P点的速度大小分别为vI、vⅡ；加速度大小分别为aI、aⅡ。则（ ）
A．vI>vⅡ aI=aⅡ B．vI
7．2021年4月29日，我国空间站“天和”核心舱发射成功，进入预定轨道后绕地球做匀速圆周运动。据报道，“天和”核心舱的质量为22吨，轨道离地高度400千米至450千米。下列说法正确的是（ ）
A．“天和”核心舱在预定轨道运行时处于完全失重状态，不受地球的引力作用
B．“天和”核心舱的轨道高度越高，其加速度越小
C．“天和”核心舱运行的线速度一定大于7.9km/s
D．“天和”核心舱的轨道高度越高，其发射速度越小
8．北京时间2021年12月26日11时11分，中国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将资源一号02E卫星发射升空，并顺利进入预定圆形轨道。另有一卫星，其圆周运动的轨道半径为资源一号02E卫星轨道半径的倍，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．资源一号02E卫星运行的线速度大于
B．卫星与资源一号02E卫星的周期之比为
C．卫星与资源一号02E卫星的动能之比为
D．卫星与资源一号02E卫星运行的加速度大小之比为
9．嫦娥五号探测器将由长征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空。如果嫦娥五号经过若干次轨道调整后，先在距离月球表面h的高度处绕月球做匀速圆周运动，然后开启反冲发动机，嫦娥五号着陆器暂时处于悬停状态，最后实现软着陆，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。月球的半径为R且小于地球的半径，月球表面的重力加速度为g0且小于地球表面的重力加速度，引力常量为G，不考虑月球的自转，则下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度
B．月球的平均密度ρ＝
C．嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的t时间内，绕月球运转圈数n＝
D．根据题给数据可求出月球的第二宇宙速度
10．若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是（ ）
A． B． C． D．
11．2021年4月29日在海南文昌用长征五号B遥二运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开，中国空间站以天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱为基本构型。已知天和核心舱绕地球做匀速圆周运动，轨道高度约为400km，设地球是一个半径约为6400km、质量均匀分布的球体，地球表面的重力加速度g=9.8m/s2，则天和核心舱绕地球做匀速圆周运动的周期约为（ ）
A．0.5h B．1.5h C．4.5h D．13.5h
12．2021年10月16日，“长征二号”遥十二运载火箭成功将载有三名航天员的“神舟十三号”飞船送入预定轨道，并顺利实现其与“天和”核心舱对接。下列说法正确的是（ ）
A．载人飞船加速上升过程中，三名航天员均处于失重状态
B．对接过程中，神舟飞船与“天和”核心舱均可看成质点
C．飞船环绕地球运行过程中，航天员对核心舱有压力作用
D．王亚平做“太空欢乐球”实验中，泡腾片在水球内产生的小气泡没有离开水球，是由于气泡及水球处于完全失重状态
二、解答题
13．如图是“阿波罗十一号”宇宙飞船的登月往返航线示意图。经火箭发射，“阿波罗十一号”宇宙飞船首先进入环绕地球的轨道，然后加速，脱离环绕地球轨道后，惯性飞行，进入环绕月球的轨道，最后登月舱降落在月球（红色轨迹）。当宇航员在月球上完成工作后，再发动引擎进入环绕月球的轨道，然后加速，脱离环绕月球轨道，进入环绕地球轨道，最后降落于地球（绿色轨迹）。
结合登月往返航线讨论:为什么飞船能围绕地球旋转 飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚 为什么飞船能围绕月球旋转 飞船在什么条件下能挣脱月球的束缚
14．理论研究表明，物体在地球附近都受到地球对它的万有引力作用，具有引力势能。设物体在距地球无限远处的引力势能为零，则引力势能可表示为Ep=-G，其中G是引力常量，M是地球的质量（地球的质量M未知），m是物体的质量，r是物体距地心的距离。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，求：
(1)第一宇宙速度；
(2)第二宇宙速度。
15．某中子星的质量约为M=2.16×1030kg，与太阳的质量大致相等，但是它的半径只有R = 10km，引力常量G = 6.67×10-11N m2/kg2，试求：
（1）该中子星表面的重力加速度大小；（结果保留三位有效数字）
（2）该中子星的第一宇宙速度
16．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，受到彼此的万有引力作用而互相绕转，称为双星系统。双星以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，不会因万有引力作用而吸在一起（不考虑其他天体对它们的影响）。已知双星的质量分别为m1和m2，相距L，求它们运转的角速度ω。
某个同学对本题的解答如下：
设质量分别为m1、m2的两星体的运动轨道半径为r1、r2，则得
G=m1r1ω2①
G=m2r2ω2②
r1+r2=L③
联立①②③三式解得ω=
(1)该同学的解答是正确的还是错误的？请你作出判断，并对你的判断作出解释；
(2)对题中给出的求解问题，写出你自己的解答过程和结果。
三、填空题
17．2020年11月24日，长征五号运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射升空并将其送入预定轨道，11月28日，嫦娥五号进入环月轨道飞行，12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月壤着陆地球。假设嫦娥五号环绕月球飞行时，在距月球表面高度为h处，绕月球做匀速圆周运动（不计周围其他天体的影响），测出飞行周期T，已知万有引力常量G和月球半径R。则嫦娥五号绕月球飞行的线速度为___________，月球的质量为___________，月球表面的重力加速度为___________，月球的第一宇宙速度为___________
18．如图所示，A、B为两颗在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运的卫星，A的轨道半径大于B的轨道半径，用vA、vB分别表示A、B两颗卫星的线速度大小，用TA、TB分别表示A、B两颗卫星的周期，则vA_______vB，TA_________TB 。
19．一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道做匀速圆周运动，绕行n圈，所用时间为t，着陆行星后，用天平测得一物体质量为m，用弹簧测力计测得其重力为F，已知万有引力常量为：
（1）宇宙飞船做匀速圆周运动时的周期为______；
（2）该行星表面的重力加速度为______；
（3）该行星质量______，用测量数据求该星球半径______。
20．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的轨道半径之比为__________，向心加速度之比为__________，角速度之比为__________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．B
3．B
4．D
5．D
6．A
7．B
8．D
9．B
10．A
11．B
12．D
13．①地球的万有引力提供向心力；②飞船的速度大于在地球上的宇宙第一速度，小于宇宙第二速度；③月球的万有引力提供向心力；④飞船的速度大于在月球上的宇宙第一速度，小于月球上宇宙第二速度
14．（1） ；（2）
15．（1）1.44×1012m/s2；（2）1.2×108m/s
16．（1）错误，万有引力表达式中的r和向心力表达式中的r始终是同一个量；（2）见解析
17．
18． 小于 大于
19．
20． 1:4 16:1 8:1
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