7.4宇宙航行同步练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 7.4宇宙航行同步练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 567.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-24 21:51:39 | ||
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文档简介
7.4宇宙航行同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，地月拉格朗日点L1和L2位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月亮引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动.假设在地月拉格朗日点L1和L2分别建立了空间站P和Q,使其与月球同周期绕地球运动，以a1、a2、a3分别表示空间站P、月球、空间站Q的向心加速度的大小，则以下判断正确的是
A．a1>a2>a3 B．a1=a2=a3 C．a12．火星是太阳系中最接近地球引力条件的行星，设火星质量为m火，半径为R，引力常量为G，以下说法正确的是（ ）
A．如果在火星上以初速度v0竖直上抛一个物体，则物体上升的最大高度为
B．如果在火星上以初速度v0竖直上抛一个物体，则物体落回到抛出点所用时间为
C．如果在火星上发射一颗绕火星做圆周运动的卫星，则最大运行速度为
D．如果在火星上发射一颗绕火星做圆周运动的卫星，则最小周期为2
3．我国最后一颗（第55颗）北斗导航系统组网卫星已于2020年4月4日运抵西昌卫星发射中心，并计划于6月中旬完成发射，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星），下列说法正确的是（ ）
A．该卫星在地表发射时的速度应大于11. 2km/s
B．该卫星运行时线速度的大小与处于地球赤道上静止的物体线速度大小相等
C．该卫星运行时向心加速度一定小于地表的重力加速度
D．由于该卫星在轨道上运行时处于完全失重状态，故不受地球的万有引力
4．某行星质量为地球质量的，半径为地球半径的3倍，则此行星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的（ ）
A．9倍 B．倍 C．3倍 D．倍
5．宇航员在某星球表面做了如图甲所示的实验，将一插有风帆的滑块放置在倾角为的粗糙斜面上由静止开始下滑，帆在星球表面受到的空气阻力与滑块下滑的速度成正比，即F=kv，k为已知常数，宇航员通过传感器测量得到滑块下滑的加速度a与速度v的关系图象如图乙所示，已知图中直线在纵轴与横轴的截距分别为a0、v0，滑块与足够长斜面间的动摩擦因数为μ，星球的半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，由上述条件可判断出（ ）
A．滑块的质量为 B．星球的密度为
C．星球的第一宇宙速度 D．该星球近地卫星的周期为
6．气象卫星是用来拍摄云层照片、观测气象资料和测量气象数据的．我国先后自行成功研制和发射了“风云Ⅰ号”和“风云Ⅱ号”两颗气象卫星，“风云Ⅰ号”卫星轨道（极地圆轨道）与赤道平面垂直并且通过两极，绕地做匀速圆周运动的周期为12 h，“风云Ⅱ号”气象卫星轨道（地球同步轨道）平面在赤道平面内，绕地做匀速圆周运动的周期为24 h，则“风云Ⅱ号”卫星比“风云Ⅰ号”卫星( )
A．轨道半径小 B．线速度小 C．角速度大 D．向心加速度大
7．2020年12月6日5时42分，嫦娥五号上升器成功与轨道器和返回器组合体交会对接，并将样品容器安全转移至返回器中。这是我国首次实现月球轨道交会对接。如图，上升器进入环月飞行轨道开始，通过远程导引和近程自主控制，轨道器和返回器组合体逐步靠近上升器，以抱抓的方式捕获上升器，5时42分，完成交会对接，并将样本转移至轨道器中后，上升器圆满完成使命与轨道器分离。为避免成为太空垃圾，影响国际社会后续月球探测任务，上升器受控离轨落月。已知月球半径约为地球半径的 ，月球质量约为地球质量的 ，则（ ）
A．上升器从月球表面发射时的速度至少约为
B．使轨道器在100米停泊位置沿运行速度的方向喷气，从而实现与前方上升器对接Z
C．抱抓捕获完成对接前后系统机械能守恒
D．载有月壤样本的返回器在变轨进入月地转移轨道时需要点火减速
8．GPS导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，它是由周期约为12h的卫星群组成．则GPS导航卫星与地球同步卫星相比（ ）
A．地球同步卫星的角速度大 B．地球同步卫星的轨道半径小
C．GPS导航卫星的线速度大 D．GPS导航卫星的向心加速度小
9．2015年7月23日凌晨，美国宇航局（NASA）发布消息称其天文学家们发现了迄今“最接近另一个地球”的系外行星，因为围绕恒星Kepler 452运行，这颗系外行星编号为Kepler 452b，其直径约为地球的1.6倍，与恒星之间的距离与日地距离相近，其表面可能存在液态水，适合人类生存．设Kepler 452b在绕恒星Kepler 452圆形轨道运行周期为T1，神舟飞船在地球表面附近圆形轨道运行周期为T2，恒星Kepler 452质量与地球质量之比为p，Kepler 452b绕恒星Kepler 452的轨道半径与地球半径之比为q，则T1、T2之比为（ ）
A． B． C． D．
10．2021年11月7日，翟志刚、王亚平从天和核心舱节点舱成功出舱，戳志刚时隔13年后再次执行出舱任务，王亚平成为中国首位执行出舱任务的女航天员。翟志刚、王亚平绕地球做圆周运动运动时（ ）
A．速度大于7.9km/s B．加速度大于9.8m/s2
C．周期小于24h D．受到的合力恒定
11．2016年10月17日7时30分我国神舟十一号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心成功发射，2名航天员将乘坐神舟十一号载人飞船在距地面393公里的轨道上与天宫二号对接，完成30天的中期驻留，每天绕地球约16圈，神舟十一号充分继承了神舟十号的技术状态，同时为了适应本次任务要求而进行了多项技术改进，神舟十一号和天宫二号对接时的轨道高度是393公里，神舟十号与天宫一号对接时，轨道高度是343公里，则（ ）
A．神州十一号周期大于地球自转周期
B．神州十一号飞行速度大于第一宇宙速度
C．神州十一号运行的加速度小于同步卫星的加速度
D．神州十一号与天宫二号的结合时比神舟十号与天宫一号的结合时速度小
12．图甲是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的真实情形，图乙中圆a、b、c的圆心均在地球的自转轴线上，b、c的圆心与地心重合，已知万有引力常量G。关于卫星环绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．b轨道上卫星的周期比c轨道卫星周期要长
B．同步卫星的轨道可能为a
C．根据c轨道卫星的角速度和线速度能够求出地球的质量
D．根据b轨道卫星的角速度和周期能够求出卫星的质量
13．关于人造卫星，下列说法中正确的是( )
A．发射时处于失重状态，落回地面过程中处于超重状态
B．由公式v2＝知卫星离地面的高度h越大，速度越小，发射越容易
C．同步卫星只能在赤道正上方，且到地心距离一定
D．第一宇宙速度是卫星绕地做圆周运动的最小速度
14．两颗靠得较近的天体叫双星，它们以两重心联线上的某点为圆心，做匀速圆周运动，因而不至于因引力作用而吸引在一起，以下关于双星的说法正确的是（ ）
A．它们做圆周运动的角速度与其质量成反比
B．它们做圆周运动的线速度与其质量成正比
C．它们所受向心力与其质量成反比
D．它们做圆周运动的半径与其质量成反比
15．如果把“神舟十号”载人宇宙飞船绕地球的运动看作是匀速圆周运动，它的周期约为90min。飞船的运动与人造地球同步卫星的运动相比，下列说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
16．物体环绕地球表面做匀速圆周运动的速度（也称为第一宇宙速度）为___km/s，物体脱离地球引力的速度（也称为第二宇宙速度）为____km/s．
17．已知地球的质量为M，半径为R，自转的角速度为ω，万有引力常量为G，地球同步卫星离地面的高度为_________。
18．人造卫星在其轨道上受到的地球引力是它在地球表面上所受引力的，那么此人造卫星的轨道离地表的高度是地球半径的_____倍；如果人造卫星的轨道半径r=5R0（R0是地球半径），则它的向心加速度a0=_____m/s2（g取9.8m/s2）。
19．一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入该行星表面的圆形轨道绕行一圈后，着陆在该行星上。飞船上备有以下器材：
A．秒表一只
B．质量为m的物体一个
C．弹簧测力计一个
D．天平一架（带砝码）
宇航员在绕行时及着陆后各做一次测量，依据测量数据，可求得该星球的半径R及质量M，已知引力常量为G。
（1）绕行时需测量的物理量为________________________(说明物理量的名称及符号)，选用的器材是________（填序号）；
（2）着陆后需测量的物理量为________________________(说明物理量的名称及符号)，选用的器材是________（填序号）；
（3）利用测得的物理量写出半径R=_________。
三、综合题（共4题）
20．地球赤道上的物体重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，要使赤道上的物体“飘”起来，则地球的转速应为原来的几倍？（用g和a表示）
21．宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至于因万有引力的作用吸引到一起，设二者的质量分别为m1和m2，二者相距为L，求：
(1)该双星系统中两颗星的轨道半径
(2)该双星系统的运行的角速度
22．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。
地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
轨道半径 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30
根据题中信息，试计算木星相邻两次冲日的时间间隔，哪颗地外行星相邻两次冲日的时间间隔最短？
23．“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．C
2．A
3．C
4．B
5．B
6．B
7．A
8．C
9．D
10．C
11．D
12．C
13．C
14．D
15．B
16． 7.9 11.2
17．
18． 2 0.392
19． 绕行一圈所用时间T A 质量为m的物体的重力F BC
20．
21．(1)， (2)
22．1.1年；海王星
23．（1）；（2）；（3）变小
答案第1页，共2页
一、选择题（共15题）
1．如图所示，地月拉格朗日点L1和L2位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月亮引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动.假设在地月拉格朗日点L1和L2分别建立了空间站P和Q,使其与月球同周期绕地球运动，以a1、a2、a3分别表示空间站P、月球、空间站Q的向心加速度的大小，则以下判断正确的是
A．a1>a2>a3 B．a1=a2=a3 C．a1
A．如果在火星上以初速度v0竖直上抛一个物体，则物体上升的最大高度为
B．如果在火星上以初速度v0竖直上抛一个物体，则物体落回到抛出点所用时间为
C．如果在火星上发射一颗绕火星做圆周运动的卫星，则最大运行速度为
D．如果在火星上发射一颗绕火星做圆周运动的卫星，则最小周期为2
3．我国最后一颗（第55颗）北斗导航系统组网卫星已于2020年4月4日运抵西昌卫星发射中心，并计划于6月中旬完成发射，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星），下列说法正确的是（ ）
A．该卫星在地表发射时的速度应大于11. 2km/s
B．该卫星运行时线速度的大小与处于地球赤道上静止的物体线速度大小相等
C．该卫星运行时向心加速度一定小于地表的重力加速度
D．由于该卫星在轨道上运行时处于完全失重状态，故不受地球的万有引力
4．某行星质量为地球质量的，半径为地球半径的3倍，则此行星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的（ ）
A．9倍 B．倍 C．3倍 D．倍
5．宇航员在某星球表面做了如图甲所示的实验，将一插有风帆的滑块放置在倾角为的粗糙斜面上由静止开始下滑，帆在星球表面受到的空气阻力与滑块下滑的速度成正比，即F=kv，k为已知常数，宇航员通过传感器测量得到滑块下滑的加速度a与速度v的关系图象如图乙所示，已知图中直线在纵轴与横轴的截距分别为a0、v0，滑块与足够长斜面间的动摩擦因数为μ，星球的半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，由上述条件可判断出（ ）
A．滑块的质量为 B．星球的密度为
C．星球的第一宇宙速度 D．该星球近地卫星的周期为
6．气象卫星是用来拍摄云层照片、观测气象资料和测量气象数据的．我国先后自行成功研制和发射了“风云Ⅰ号”和“风云Ⅱ号”两颗气象卫星，“风云Ⅰ号”卫星轨道（极地圆轨道）与赤道平面垂直并且通过两极，绕地做匀速圆周运动的周期为12 h，“风云Ⅱ号”气象卫星轨道（地球同步轨道）平面在赤道平面内，绕地做匀速圆周运动的周期为24 h，则“风云Ⅱ号”卫星比“风云Ⅰ号”卫星( )
A．轨道半径小 B．线速度小 C．角速度大 D．向心加速度大
7．2020年12月6日5时42分，嫦娥五号上升器成功与轨道器和返回器组合体交会对接，并将样品容器安全转移至返回器中。这是我国首次实现月球轨道交会对接。如图，上升器进入环月飞行轨道开始，通过远程导引和近程自主控制，轨道器和返回器组合体逐步靠近上升器，以抱抓的方式捕获上升器，5时42分，完成交会对接，并将样本转移至轨道器中后，上升器圆满完成使命与轨道器分离。为避免成为太空垃圾，影响国际社会后续月球探测任务，上升器受控离轨落月。已知月球半径约为地球半径的 ，月球质量约为地球质量的 ，则（ ）
A．上升器从月球表面发射时的速度至少约为
B．使轨道器在100米停泊位置沿运行速度的方向喷气，从而实现与前方上升器对接Z
C．抱抓捕获完成对接前后系统机械能守恒
D．载有月壤样本的返回器在变轨进入月地转移轨道时需要点火减速
8．GPS导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，它是由周期约为12h的卫星群组成．则GPS导航卫星与地球同步卫星相比（ ）
A．地球同步卫星的角速度大 B．地球同步卫星的轨道半径小
C．GPS导航卫星的线速度大 D．GPS导航卫星的向心加速度小
9．2015年7月23日凌晨，美国宇航局（NASA）发布消息称其天文学家们发现了迄今“最接近另一个地球”的系外行星，因为围绕恒星Kepler 452运行，这颗系外行星编号为Kepler 452b，其直径约为地球的1.6倍，与恒星之间的距离与日地距离相近，其表面可能存在液态水，适合人类生存．设Kepler 452b在绕恒星Kepler 452圆形轨道运行周期为T1，神舟飞船在地球表面附近圆形轨道运行周期为T2，恒星Kepler 452质量与地球质量之比为p，Kepler 452b绕恒星Kepler 452的轨道半径与地球半径之比为q，则T1、T2之比为（ ）
A． B． C． D．
10．2021年11月7日，翟志刚、王亚平从天和核心舱节点舱成功出舱，戳志刚时隔13年后再次执行出舱任务，王亚平成为中国首位执行出舱任务的女航天员。翟志刚、王亚平绕地球做圆周运动运动时（ ）
A．速度大于7.9km/s B．加速度大于9.8m/s2
C．周期小于24h D．受到的合力恒定
11．2016年10月17日7时30分我国神舟十一号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心成功发射，2名航天员将乘坐神舟十一号载人飞船在距地面393公里的轨道上与天宫二号对接，完成30天的中期驻留，每天绕地球约16圈，神舟十一号充分继承了神舟十号的技术状态，同时为了适应本次任务要求而进行了多项技术改进，神舟十一号和天宫二号对接时的轨道高度是393公里，神舟十号与天宫一号对接时，轨道高度是343公里，则（ ）
A．神州十一号周期大于地球自转周期
B．神州十一号飞行速度大于第一宇宙速度
C．神州十一号运行的加速度小于同步卫星的加速度
D．神州十一号与天宫二号的结合时比神舟十号与天宫一号的结合时速度小
12．图甲是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的真实情形，图乙中圆a、b、c的圆心均在地球的自转轴线上，b、c的圆心与地心重合，已知万有引力常量G。关于卫星环绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．b轨道上卫星的周期比c轨道卫星周期要长
B．同步卫星的轨道可能为a
C．根据c轨道卫星的角速度和线速度能够求出地球的质量
D．根据b轨道卫星的角速度和周期能够求出卫星的质量
13．关于人造卫星，下列说法中正确的是( )
A．发射时处于失重状态，落回地面过程中处于超重状态
B．由公式v2＝知卫星离地面的高度h越大，速度越小，发射越容易
C．同步卫星只能在赤道正上方，且到地心距离一定
D．第一宇宙速度是卫星绕地做圆周运动的最小速度
14．两颗靠得较近的天体叫双星，它们以两重心联线上的某点为圆心，做匀速圆周运动，因而不至于因引力作用而吸引在一起，以下关于双星的说法正确的是（ ）
A．它们做圆周运动的角速度与其质量成反比
B．它们做圆周运动的线速度与其质量成正比
C．它们所受向心力与其质量成反比
D．它们做圆周运动的半径与其质量成反比
15．如果把“神舟十号”载人宇宙飞船绕地球的运动看作是匀速圆周运动，它的周期约为90min。飞船的运动与人造地球同步卫星的运动相比，下列说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
16．物体环绕地球表面做匀速圆周运动的速度（也称为第一宇宙速度）为___km/s，物体脱离地球引力的速度（也称为第二宇宙速度）为____km/s．
17．已知地球的质量为M，半径为R，自转的角速度为ω，万有引力常量为G，地球同步卫星离地面的高度为_________。
18．人造卫星在其轨道上受到的地球引力是它在地球表面上所受引力的，那么此人造卫星的轨道离地表的高度是地球半径的_____倍；如果人造卫星的轨道半径r=5R0（R0是地球半径），则它的向心加速度a0=_____m/s2（g取9.8m/s2）。
19．一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入该行星表面的圆形轨道绕行一圈后，着陆在该行星上。飞船上备有以下器材：
A．秒表一只
B．质量为m的物体一个
C．弹簧测力计一个
D．天平一架（带砝码）
宇航员在绕行时及着陆后各做一次测量，依据测量数据，可求得该星球的半径R及质量M，已知引力常量为G。
（1）绕行时需测量的物理量为________________________(说明物理量的名称及符号)，选用的器材是________（填序号）；
（2）着陆后需测量的物理量为________________________(说明物理量的名称及符号)，选用的器材是________（填序号）；
（3）利用测得的物理量写出半径R=_________。
三、综合题（共4题）
20．地球赤道上的物体重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，要使赤道上的物体“飘”起来，则地球的转速应为原来的几倍？（用g和a表示）
21．宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至于因万有引力的作用吸引到一起，设二者的质量分别为m1和m2，二者相距为L，求：
(1)该双星系统中两颗星的轨道半径
(2)该双星系统的运行的角速度
22．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。
地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
轨道半径 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30
根据题中信息，试计算木星相邻两次冲日的时间间隔，哪颗地外行星相邻两次冲日的时间间隔最短？
23．“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？
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参考答案：
1．C
2．A
3．C
4．B
5．B
6．B
7．A
8．C
9．D
10．C
11．D
12．C
13．C
14．D
15．B
16． 7.9 11.2
17．
18． 2 0.392
19． 绕行一圈所用时间T A 质量为m的物体的重力F BC
20．
21．(1)， (2)
22．1.1年；海王星
23．（1）；（2）；（3）变小
答案第1页，共2页